中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近幾年來，隨著電動(dòng)汽車行業(yè)的火爆，動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車上面最為關(guān)鍵、成本也最高的零部件受到了行業(yè)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，動(dòng)力電池企業(yè)也因此從幕后慢慢轉(zhuǎn)到了前臺(tái)。筆者最近從公開的專利平臺(tái)對(duì)國(guó)內(nèi)幾家主流電池廠商的近10年（2008-2017年）的專利申報(bào)情況進(jìn)行了分析，以從側(cè)面分析各家電池廠的研發(fā)實(shí)力。
1、 專利申報(bào)數(shù)量對(duì)比
從數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，比亞迪作為國(guó)內(nèi)電池行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，前幾年專利申報(bào)一直保持在高位，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先其他幾家企業(yè)。但近兩年，電池相關(guān)的專利申報(bào)數(shù)量大幅下滑，這說明比亞迪公司內(nèi)部戰(zhàn)略可能發(fā)生了變化，動(dòng)力電池領(lǐng)域技術(shù)投入力度不大。
而電池領(lǐng)域的后起之秀——寧德時(shí)代，雖然從2012年開始才有專利開始申報(bào)，但申報(bào)數(shù)量逐年呈倍數(shù)增長(zhǎng)。在2016年專利申報(bào)數(shù)達(dá)到了460，超過了其他幾家電池企業(yè)。而國(guó)軒高科、沃特瑪在專利申報(bào)方面也緊隨其后，2016年的專利數(shù)量都在450左右。其專利實(shí)力與其市場(chǎng)規(guī)?；酒ヅ洹?
天津力神在2012年之前在專利申報(bào)方面一直處于領(lǐng)先地位，但是2012年后進(jìn)入快速下降同道。直到2016年贏來了一個(gè)小高峰，可能是加大了汽車電池的研發(fā)投入。
而鋰電池的另一家老牌企業(yè)——比克，則表現(xiàn)得沒那么搶眼，電池相關(guān)的專利申報(bào)數(shù)量一直處于低位。
2、 不同專利類型對(duì)比分析
從不同專利類型來看，比克的專利質(zhì)量最高，63%是發(fā)明專利。但是這些發(fā)明專利都集中在2011年之前，可能主要是針對(duì)消費(fèi)電子領(lǐng)域的小電池研發(fā)。比亞迪的專利無論是在數(shù)量上還是質(zhì)量上都處于領(lǐng)先地位。寧德時(shí)代的發(fā)明專利的比例在41%左右，實(shí)用新型專利比例稍高，這說明寧德時(shí)代最近幾年電池處于大規(guī)模商業(yè)化時(shí)期，在結(jié)構(gòu)改進(jìn)、工藝改進(jìn)方面下了很大功夫。
特別需要指出的是國(guó)軒高科，在專利數(shù)量一定的情況下，發(fā)明專利的比例達(dá)到了56%。僅2016年的發(fā)明專利就達(dá)到了249件，占了其所有發(fā)明專利的一半左右。這說明國(guó)軒高科可能在動(dòng)力電池的材料方面投入了大量的研發(fā)資源，這些在技術(shù)研發(fā)方面的投入后續(xù)會(huì)在產(chǎn)品、市場(chǎng)上得到體現(xiàn)，大家可以持續(xù)關(guān)注。
3、 專利申請(qǐng)人分析
從這些公司的檢索情況來看，大部分公司的技術(shù)都是母公司主導(dǎo)，但其它分公司或子公司也會(huì)有相應(yīng)技術(shù)專利的申請(qǐng)只有沃特瑪全部是由深圳沃特瑪電池有限公司申請(qǐng)。
同時(shí)，我們也注意到，寧德時(shí)代與國(guó)軒高科都有和外面的高校機(jī)構(gòu)聯(lián)合進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，并申請(qǐng)相應(yīng)的技術(shù)專利。比如，寧德時(shí)代就與清華大學(xué)、北航進(jìn)行了相應(yīng)的合作，國(guó)軒高科與中科大進(jìn)行了合作。這種產(chǎn)學(xué)研開放合作的模式，也可能是這些后起之秀脫穎而出的原因之一。
通過對(duì)這些專利研究發(fā)現(xiàn)，國(guó)軒在新能源汽車的三電領(lǐng)域（電池、電機(jī)、電控）都有布局，而且在動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈的布局也非常全面，從上游的原材料（正極、負(fù)極、隔膜）到電池單體/模組/Pack和BMS，再到下游的電池回收等等。同時(shí)，還開發(fā)了服務(wù)于新能源車企的新能源車遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。如此為強(qiáng)大的研發(fā)投入和產(chǎn)業(yè)鏈布局會(huì)讓國(guó)軒高科在這波新能源產(chǎn)業(yè)化浪潮中成為最大的受益者之一。
為了更全面的分析，我們?cè)趯＠麢z索詞里面去掉了電池這個(gè)關(guān)鍵詞，只設(shè)定了“專利申請(qǐng)人-國(guó)軒高科 + 申請(qǐng)時(shí)間- 2016”檢索條件，最后共檢索出來555篇專利。其中發(fā)明專利292件，實(shí)用新型專利176件，外觀設(shè)計(jì)專利87件。
1、 外觀設(shè)計(jì)專利分析
國(guó)軒高科的外觀設(shè)計(jì)專利的數(shù)量和比例都比其他幾家高的多，其外觀專利主要分為三類：1、電動(dòng)汽車用電池箱；2、電動(dòng)汽車高壓配電盒；3、新能源汽車遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)界面。從其專利的申報(bào)中我們可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)軒高科的電池應(yīng)用在了中巴、大巴以及電動(dòng)乘用車和微型電動(dòng)車領(lǐng)域。
大巴電池箱
中巴電池箱
微型電動(dòng)車電池箱
電動(dòng)乘用車電池箱
2、 實(shí)用新型專利分析
實(shí)用新型專利主要集中在工裝設(shè)備和電池結(jié)構(gòu)，因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系，不做深入的分析。
3、 發(fā)明專利分析
國(guó)軒高科2016年申報(bào)的所有發(fā)明專利可以分成兩個(gè)大類：一類是跟動(dòng)力電池研發(fā)、生產(chǎn)相關(guān)的專利，一類是動(dòng)力電池回收相關(guān)的專利。
跟電池研發(fā)、生產(chǎn)相關(guān)的發(fā)明專利中，又可以分成材料、工藝、結(jié)構(gòu)、工裝設(shè)備、檢測(cè)方法等幾大類，其中材料專利的數(shù)量最多，這與筆者當(dāng)初猜測(cè)有大量材料相關(guān)的專利是吻合的。
但出人意料的是，工裝設(shè)備的專利數(shù)量?jī)H在材料專利之后，這說明國(guó)軒高科內(nèi)部有龐大的設(shè)備開發(fā)團(tuán)隊(duì)。
工藝專利中，多次出現(xiàn)了疊片卷繞式電池的制作方法來提高電芯的生產(chǎn)速度和質(zhì)量。這說明國(guó)軒的動(dòng)力電池可能以方形為主，這種工藝相比圓柱卷繞式電芯的制作在自動(dòng)化程度和效率方面確實(shí)存在一定的差距。另外，國(guó)軒還申請(qǐng)了少量固態(tài)電池相關(guān)的制備專利，說明國(guó)軒的研發(fā)團(tuán)隊(duì)在固態(tài)電池等前瞻技術(shù)領(lǐng)域也有一定的投入。
結(jié)構(gòu)專利中，主要是兩大類：一類是改善三元電池安全性能的蓋板設(shè)計(jì)，另一類是跟動(dòng)力電池散熱或加熱相關(guān)的專利。
有意思的是，在國(guó)軒的所有發(fā)明專利里面，出現(xiàn)了三篇電機(jī)相關(guān)的專利?？梢姵藙?dòng)力電池，在電機(jī)電控領(lǐng)域，國(guó)軒高科也有涉及。
筆者對(duì)所有的材料發(fā)明專利進(jìn)行了分析和分類，發(fā)現(xiàn)其中正極材料的專利最多，有42篇。其次是隔膜專利，共14篇。負(fù)極材料相關(guān)專利12篇。而電解液只有4篇。另外還有少量的溶劑、導(dǎo)電劑、集流體、石墨烯等專利。從中我們可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)軒在材料的自主研發(fā)方面主要布局在正極、負(fù)極和隔膜。
具體到正極材料的布局，國(guó)軒高科重點(diǎn)布局磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、三元材料。同時(shí)筆者發(fā)現(xiàn)多篇四元正極材料專利（鎳鈷鎂鈦/鎳鈷鋁鈦），比三元再多一元，是不是性能可以更上一個(gè)臺(tái)階，不知道何時(shí)可以商業(yè)化應(yīng)用，后續(xù)我們會(huì)繼續(xù)跟蹤。
在負(fù)極材料方面，國(guó)軒重點(diǎn)布局硅基負(fù)極和釩酸鋰材料。
在隔膜方面，國(guó)軒重點(diǎn)布局陶瓷隔膜。
通過檢索2016年寧德時(shí)代申請(qǐng)的所有專利，發(fā)現(xiàn)中國(guó)申請(qǐng)專利553件，同時(shí)還有國(guó)際申請(qǐng)專利6件。而在國(guó)內(nèi)申請(qǐng)的專利中，發(fā)明專利188件，實(shí)用新型專利349件，外觀專利10件，這與上一期中國(guó)軒高科發(fā)明專利和外觀設(shè)計(jì)專利偏多的情況有很大的不一樣。
1、 外觀設(shè)計(jì)專利分析
寧德時(shí)代申報(bào)的外觀專利僅10篇，雖然數(shù)量很少，但是也可以發(fā)現(xiàn)一些有價(jià)值的內(nèi)容。 比如有兩款不同形狀的電池包，我們推測(cè)應(yīng)該分別應(yīng)用于PHEV和EV車型。同時(shí)，除了汽車動(dòng)力電池之外，寧德時(shí)代在儲(chǔ)能電池領(lǐng)域也有很多布局，從設(shè)計(jì)專利里面我們就發(fā)現(xiàn)了應(yīng)用于儲(chǔ)能的充電站和充電柜。
T型動(dòng)力的電池包（推測(cè)應(yīng)用于PHEV車型）
土字形動(dòng)力電池包（推測(cè)應(yīng)用于EV車型）
以下是寧德時(shí)代儲(chǔ)能系統(tǒng)專利圖，可以以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的移峰填谷和調(diào)峰調(diào)頻等功能，還可以給電動(dòng)車充電
2、 實(shí)用新型專利分析
寧德時(shí)代2016年申請(qǐng)的實(shí)用新型專利主要集中在結(jié)構(gòu)和工裝設(shè)備方面，其中結(jié)構(gòu)專利占62%。
我們對(duì)結(jié)構(gòu)專利進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，發(fā)現(xiàn)其中單體相關(guān)的結(jié)構(gòu)專利最多，其中以頂蓋結(jié)構(gòu)專利為主。其次是模組相關(guān)的專利，pack相關(guān)的結(jié)構(gòu)專利緊隨其后。這表明寧德時(shí)代單體、模組和pack方面的研究都比較重視。
從內(nèi)容來看，我們發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)專利主要集中在以下幾個(gè)方面：1、通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)來提升電池的安全性能，比如防短路、過充安全等；2、通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)來提升電池的高低溫性能以及循環(huán)壽命；3、通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)和工藝來提高電池的能量密度
3、 發(fā)明專利分析
不同于國(guó)軒高科大量材料相關(guān)的發(fā)明專利，寧德時(shí)代的發(fā)明專利也以結(jié)構(gòu)類專利居多。這表明寧德時(shí)代2016年的重點(diǎn)可能不在于新材料體系的開發(fā)，而在于產(chǎn)品的量產(chǎn)，以及更多衍生產(chǎn)品的開發(fā)。通過修改結(jié)果或者工藝，快速開發(fā)出更多不同型號(hào)的產(chǎn)品。
2016年寧德時(shí)代申請(qǐng)的材料相關(guān)發(fā)明專利共38篇。四大主材中，電解液專利最多，有22篇。而正極材料只有3篇，負(fù)極專利數(shù)量為零。這表示寧德時(shí)代的重心還是在產(chǎn)品方面，而在產(chǎn)業(yè)鏈的上游-材料領(lǐng)域暫無布局，以外購為主。未來隨著電池高能量密度化的趨勢(shì)越來越明顯，不知道寧德時(shí)代電池材料完全外購的模式是否為限制其開發(fā)進(jìn)程。
