中國儲能網(wǎng)訊：低成本、對環(huán)境無公害的高比能量鋰電池成為鋰電池及新能源汽車行業(yè)關(guān)注的重點內(nèi)容。今天小編帶來的獨家專利分析報告將聚焦鋰電池產(chǎn)業(yè)，縱覽全球?qū)＠季指艣r，挖掘市場產(chǎn)品特性，速來圍觀！
核心要點：
1） 國內(nèi)外鋰電池行業(yè)發(fā)展迅猛，不僅專利總量巨大，專利申請依舊保持了高速增長；
2） 在鋰電池專利量的區(qū)域分布上看中、韓、日三國依次占據(jù)前三，而單獨看鋰電池廠商的技術(shù)實力而言日韓企業(yè)仍具有一定優(yōu)勢；
3） 國內(nèi)鋰電池企業(yè)在追趕中表現(xiàn)出不同的研發(fā)策略；
4） 石墨烯鋰電池是鋰電池發(fā)展最熱方向，由于大家起步差距小，因此成為了國內(nèi)企業(yè)最有可能取得技術(shù)優(yōu)勢的方向。
行業(yè)背景：
Tesla的Model S可以說是這幾年來同時在銷量和社會反響中最為成功的新能源汽車，不僅僅是其出色設(shè)計帶來的美感，更是其提供了300KM以上的續(xù)航里程，使得電動車不再是有錢人的玩具，而是能夠滿足普通人代步功能的交通工具。
支撐起續(xù)航的是來自松下的7000節(jié)18650鋰電池
沒錯，近年來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突飛猛進，電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，以及電子儀器設(shè)備的小型化和智能化，特別是依托智能手機，平板電腦及電動車的迅猛增速加速了電池行業(yè)空前絕后的興旺發(fā)展，從而也衍生出相關(guān)產(chǎn)業(yè)的擴張發(fā)展，其中鋰電池的需求快速增長最為顯著，當然這也同時對鋰電池提出了更高的要求。
電動汽車因成為二十一世紀內(nèi)燃機汽車最為可能的替代者而倍受關(guān)注，而由鋰電池構(gòu)成電源系統(tǒng)是電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵部件。因此，低成本、對環(huán)境無公害的高比能量鋰電池成為鋰電池及新能源汽車行業(yè)關(guān)注的重點內(nèi)容。
縱觀電池的發(fā)展歷史，可看出當前鋰電池領(lǐng)域發(fā)展的四大特征可以概括為：
①綠色環(huán)保型鋰電池成為主流，發(fā)展迅猛；
②進一步向小、輕、薄方向發(fā)展；
③電池容量的進一步提升，高質(zhì)量比能量，高體積比能量的電池需求也搬上日程；
④電池的安全性能以及循環(huán)性能作為這個世紀電池行業(yè)永遠的熱門話題，從未低調(diào)過。
檢索包括關(guān)鍵詞： 鋰，鋰聚合物， Li ，lithium，鈷酸鋰，錳酸鋰，鈷鎳錳酸鋰，磷酸鐵鋰，石墨，中間相炭微球，無定形炭，鈦酸鋰 ，石墨烯，六氟磷酸鋰，電解液，正極材料，負極材料，隔膜，二次充放等
IPC分類號包括：H02J ，H01M，H02H ，G01R， B60L ，H01L，C01B， B82Y，C01D等
檢索數(shù)據(jù)截止至2016年7月10日
趨勢圖數(shù)據(jù)至2015年12月31日
全球鋰電池產(chǎn)業(yè)專利概況
1. 專利申請趨勢
全球整體來看，有關(guān)鋰電池的專利申請在1985—1999年處于緩慢起步期，申請量很少;在2000—2010年處于平穩(wěn)增長期，申請量持續(xù)而平穩(wěn)地上升;在2010—2014年間，鋰電池申請量飛速上升進入快速發(fā)展階段，而2014年申請量上的下滑，究其原因與鋰電池行業(yè)發(fā)展的完善性有關(guān)，同時存在部分專利申請尚未公開的因素。
2.專利申請人信息
在全球鋰電池專利申請信息中，若以申請數(shù)量進行排列，我們發(fā)現(xiàn)日韓中三國占據(jù)了該榜單的TOP10。這些鋰電池專利申請大戶中往往不僅僅是鋰電池生產(chǎn)商，同時自身也是鋰電池產(chǎn)品的需求者。以松下為例，松下旗下企業(yè)生產(chǎn)大量使用鋰電池的電子產(chǎn)品，與此同時松下也作為特斯拉電動車電池供應(yīng)商而成為全球最大的電動車鋰電池供應(yīng)商。
假如我們逐年來看這些在鋰電池專利申請總量上排名前列的企業(yè)的專利年申請變化，能夠發(fā)現(xiàn)“專利之臺，起于累土”。這些在專利技術(shù)上的優(yōu)勢是一步步積累起來的，當市場規(guī)模擴大時，作為市場主要的創(chuàng)業(yè)者不能滿足于過去而必須加大研發(fā)投入否則就會被其他競爭者所超越。
3.專利細分——技術(shù)細分
從全球鋰電池行業(yè)專利申請的IPC分類來看各大企業(yè)的技術(shù)分布，最為集中的技術(shù)區(qū)域前5項依次分別是H01M（化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化），C01B（非金屬材料及其化合物），C01G（其他金屬混合物），G01R（電量變化測量）及H02J（供電電路設(shè)置及電能儲存系統(tǒng)）。
4.專利細分——申請區(qū)域
從專利申請區(qū)域的分布來看中國，日本，韓國及美國是專利申請量最大的區(qū)域。一方面這些國家區(qū)域是主要的鋰電池企業(yè)的所在，另一方面這些國家區(qū)域也是主要的相關(guān)電子產(chǎn)品市場。
隨著中國成為世界最大的電子設(shè)備市場和極具潛力的新能源車市場，各大國際企業(yè)與中國本土企業(yè)間成為了兵家必爭之地。為了爭取中國市場，各家自然會盡快盡好的進行中國區(qū)域的專利布局
國內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)專利分析
1.產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況及專利申請趨勢
據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2014年中國鋰電池產(chǎn)品銷售收入已達715億元，同比2013年的590億元增長21.1%。其中，IT市場用鋰離子電池銷售收入增長6%，包括日韓等外資企業(yè)在中國的生產(chǎn)量，全國規(guī)模為580億元，占鋰離子電池市場的81.1%。
從歷年專利的申請量來看，國內(nèi)鋰電池專利申請在二十一世紀后開始進入成長期，并在2010年后開始爆發(fā)性增長。
與本文開始時鋰電池專利全球申請趨勢圖對比，則發(fā)現(xiàn)盡管國內(nèi)鋰電池專利的增長稍落后于全球整體，但是國內(nèi)專利申請的增速和在全球申請中所占比例不斷增高，這也是國內(nèi)鋰電池專利在全球?qū)＠偭恐姓急茸罡叩脑颉?
2.專利申請人信息
就中國區(qū)鋰電池專利的申請量而言，中國本土企業(yè)表現(xiàn)不俗，甚至超越了鋰電池行業(yè)的傳統(tǒng)豪強韓國及日本。
來源：智慧芽3D專利地圖
如果在中國區(qū)鋰電池專利的專利地圖上標注出不同的鋰電池企業(yè)就能發(fā)現(xiàn)他們之間的專利技術(shù)的區(qū)別。例如松下盡管在鋰電池封裝，軟包裝方面專利數(shù)量處于弱勢，卻在鋰電池負極材料領(lǐng)域處于優(yōu)勢地位。而相反的，本土企業(yè)比亞迪可謂是被標注企業(yè)中研發(fā)最為均衡的，他們對于鋰電池產(chǎn)業(yè)每一個細分技術(shù)都投入了研發(fā)，使得自己能夠在行業(yè)中抗衡各大競爭對手。
3.中國鋰電池廠商比較
比亞迪、天津力神電池、國軒高科動力、沃特馬等企業(yè)均屬于中國本土知名鋰電池企業(yè)，但又在市場和研發(fā)領(lǐng)域存在區(qū)別，因此我們對這四家企業(yè)的專利申請情況進行了對比。
來源：智慧芽專利分析系統(tǒng)（Insights）
在申請趨勢上，四家企業(yè)總體上均呈現(xiàn)專利申請數(shù)量加速加量。尤其是是天津力神電池近年來在專利技術(shù)研發(fā)上可謂是一位“技術(shù)大咖”，在圖中領(lǐng)先其他對比企業(yè)。
2015年起各企業(yè)的專利申請量圖中的下降需考慮公開的延后性，但國軒高科動力能源依然表現(xiàn)良好，這是對其研發(fā)及申請能力的肯定。
來源：智慧芽專利分析系統(tǒng)（Insights）
四家企業(yè)專利技術(shù)分布與國際總體形勢基本一致，可見鋰電池企業(yè)間技術(shù)存在較大的相似性，這使得行業(yè)中企業(yè)必須重視進一步的研發(fā)，不能落于人后。
來源：智慧芽專利分析系統(tǒng)（Insights）
其實，專利申請中的區(qū)別同樣反映了企業(yè)科技研發(fā)的趨勢。通過綜合的統(tǒng)計分析從上圖中能夠了解不同企業(yè)研發(fā)的策略。國軒高科技的研發(fā)基于市場較多基于市場的反映，市場需求變化他們則適應(yīng)之，而天津力神電池則相反的呈現(xiàn)出專注于核心技術(shù)來提供其專利的整體質(zhì)量來加強競爭力的研發(fā)策略。
鋰電池的未來——石墨烯技術(shù)
1.石墨烯鋰電池專利申請趨勢
石墨烯電池，利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發(fā)出的一種新能源電池。石墨烯的微觀構(gòu)造，是一個由碳原子所組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。因為具有極限的薄度(只有一層原子的厚度)，所以陽離子的移動所受限制很小。同時正因為具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由石墨烯所制成的電極材料也擁有充分的孔洞。這使得，石墨烯無疑是一種非常理想的電極材料。
隨著技術(shù)突破和資本政策的關(guān)注下2010年后石墨烯鋰電池相關(guān)技術(shù)專利申請得以爆發(fā)型的增長，越來越多的科研院校和企業(yè)加入了石墨烯領(lǐng)域的研發(fā)。
2.石墨烯鋰電池專利申請人信息
三星和LG又一次進入了榜單并且占據(jù)了前列，但是在石墨烯領(lǐng)域中國企業(yè)和科研院校的表現(xiàn)非常優(yōu)秀，由于國家政府給予了大量的扶持使得中國科研院校和企業(yè)樂于并積極推動石墨烯領(lǐng)域開發(fā)及利用。
3.石墨烯鋰電池產(chǎn)品
Stephen Voller帶領(lǐng)的創(chuàng)業(yè)公司Zapgocharger成立于2013年，起初是叫倫敦石墨烯，后來得到英國政府的資助后改成了現(xiàn)在的名字。該公司從牛津大學(xué)材料科學(xué)系得到石墨烯電池技術(shù)的專利授權(quán)后，以該專利為基礎(chǔ)進行了外圍研發(fā)：
Zapgocharger專注對電池結(jié)果和內(nèi)部電流控制的研發(fā)，推出了世界上第一款石墨烯移動電池：
但是何時石墨烯電池能被置入手機等電子產(chǎn)品中呢？現(xiàn)階段高昂的價格（Zapgo移動電池售價約99美元，不包括消費稅）還需要電池廠家和電子產(chǎn)品制造商之間更多的努力來降低成本。
近日國內(nèi)東旭光電旗下也發(fā)布了號稱第一款石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品——“烯王”。由此東旭光電開始了從國內(nèi)最大的太陽能發(fā)電企業(yè)向石墨烯領(lǐng)域的跨步，而在推出產(chǎn)品之前東旭光電已經(jīng)通過收購北京旭碳新材料科技有限公司及上海碳源匯谷新材料科技有限公司兩家石墨烯技術(shù)企業(yè)來進行專利布局。
總結(jié)：
5） 國內(nèi)外鋰電池行業(yè)發(fā)展迅猛，不僅專利總量巨大，專利申請依舊保持了高速增長；
6） 在鋰電池專利量的區(qū)域分布上看中、韓、日三國依次占據(jù)前三，而單獨看鋰電池廠商的技術(shù)實力而言日韓企業(yè)仍具有一定優(yōu)勢；
7） 國內(nèi)鋰電池企業(yè)在追趕中表現(xiàn)出不同的研發(fā)策略；
8） 石墨烯鋰電池是鋰電池發(fā)展最熱方向，由于大家起步差距小，因此成為了國內(nèi)企業(yè)最有可能取得技術(shù)優(yōu)勢的方向。
