固態(tài)鋰電池專利申請(qǐng)狀況分析--商標(biāo)申請(qǐng)，商標(biāo)交易，專利代理
原標(biāo)題：固態(tài)鋰電池專利申請(qǐng)狀況分析
固態(tài)鋰電池因使用固態(tài)電解質(zhì)來替代現(xiàn)有的隔膜和電解液等材料而極大地避免了電池自燃自爆安全隱患，同時(shí)具有續(xù)航能力強(qiáng)等特點(diǎn)而備受國(guó)內(nèi)外企業(yè)關(guān)注，并成為下一代動(dòng)力電池的主研方向。本文中，筆者從專利的角度對(duì)固態(tài)鋰電池進(jìn)行分析，以期為相關(guān)企業(yè)提供參考。
國(guó)外企業(yè) 布局領(lǐng)先
筆者經(jīng)過專利檢索后發(fā)現(xiàn)，截至2018年12月31日，全球在固態(tài)鋰電池領(lǐng)域提交專利申請(qǐng)共9232件。在研發(fā)起步階段，該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量較少；2008年后，該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì)。從全球固態(tài)鋰電池的專利申請(qǐng)國(guó)來看，主要集中在日本、中國(guó)、美國(guó)和韓國(guó)等國(guó)家，其中日本在該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量最多，占申請(qǐng)總量的41%；中國(guó)和美國(guó)次之，占比分別為23%和18%；韓國(guó)占比為11%。
在該領(lǐng)域全球?qū)＠暾?qǐng)量排名前10位的申請(qǐng)人中，日本企業(yè)7家，韓國(guó)企業(yè)2家，歐洲企業(yè)1家。日本豐田公司在固態(tài)鋰電池領(lǐng)域憑借406件專利申請(qǐng)居于首位；韓國(guó)LG化工和三星公司在該領(lǐng)域提交的專利申請(qǐng)分別為296件和279件，排名二、三位。日本在固態(tài)鋰電池領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)以豐田公司、松下、索尼、住友等企業(yè)為主。韓國(guó)在該領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)以LG化工，三星公司和現(xiàn)代公司為主。美國(guó)在該領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)比較分散，專利申請(qǐng)以Sakti3、QuantumScape、Solid Power等初創(chuàng)公司為主。
日本企業(yè)在固態(tài)鋰電池領(lǐng)域具有雄厚的實(shí)力和長(zhǎng)期的研究史。以豐田公司為例，該公司是最早在固態(tài)鋰電池領(lǐng)域進(jìn)行專利布局的企業(yè)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，豐田公司44%的相關(guān)專利申請(qǐng)布局在日本，此外還有45%的相關(guān)專利申請(qǐng)?jiān)谥袊?guó)、美國(guó)、韓國(guó)、歐洲等國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行了專利布局。從技術(shù)布局來看，豐田公司的專利申請(qǐng)涉及固態(tài)電解質(zhì)材料、電池構(gòu)造、電極材料等方面，特別是對(duì)硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料進(jìn)行了重點(diǎn)專利布局。筆者認(rèn)為，未來豐田公司可能會(huì)針對(duì)提高固態(tài)鋰電池使用壽命和降低成本展開進(jìn)一步研究。
國(guó)內(nèi)企業(yè) 注重應(yīng)用
相比而言，我國(guó)在固態(tài)鋰電池領(lǐng)域的研究起步較晚，專利申請(qǐng)主要從20世紀(jì)80年代末開始。近年來，隨著我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大，相關(guān)創(chuàng)新主體的專利保護(hù)意識(shí)逐步提升，自2011年起該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量開始劇增。國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量排名前10位的申請(qǐng)人中，高校和科研院所有8家，國(guó)內(nèi)國(guó)外企業(yè)各1家，其中復(fù)旦大學(xué)、中南大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所（下稱中科院寧波材料所）等科研機(jī)構(gòu)是我國(guó)該技術(shù)的主要研發(fā)機(jī)構(gòu)。
值得一提的是，近幾年來，我國(guó)在該領(lǐng)域的科研成果轉(zhuǎn)化方面取得了一定進(jìn)展。如清華大學(xué)南策文教授及其團(tuán)隊(duì)創(chuàng)辦的清陶公司，采用聚合物和氧化物復(fù)合材料技術(shù)路線，目前已研發(fā)出單體能量密度達(dá)430Wh的全固態(tài)鋰電池，2018年已建成投產(chǎn)國(guó)內(nèi)首條固態(tài)鋰電池量產(chǎn)線，預(yù)計(jì)2023年進(jìn)入動(dòng)力電池應(yīng)用領(lǐng)域；贛峰鋰業(yè)引進(jìn)中科院寧波材料所許曉雄團(tuán)隊(duì)研發(fā)的無機(jī)陶瓷固態(tài)鋰電池技術(shù)，擬打造億瓦時(shí)級(jí)固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線；寧德時(shí)代、比亞迪、力神等多家企業(yè)在固態(tài)鋰電池領(lǐng)域進(jìn)行專利布局。
國(guó)外經(jīng)驗(yàn) 值得學(xué)習(xí)
目前，全球共有50多家制造企業(yè)、初創(chuàng)公司和研究機(jī)構(gòu)投身固態(tài)鋰電池研發(fā)。日本企業(yè)多采用自主研發(fā)和合作開發(fā)方式，比如日本有23家企業(yè)與15家研究機(jī)構(gòu)共同參與該領(lǐng)域技術(shù)的研究；韓國(guó)企業(yè)如三星公司和LG化工多采用自主研發(fā)方式；歐美國(guó)家和地區(qū)企業(yè)則采用收購(gòu)、投資初創(chuàng)公司等方式進(jìn)軍固態(tài)鋰電池領(lǐng)域。
固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)鋰電池的核心，主要分為聚合物、硫化物和氧化物三大類材料。不同企業(yè)的研發(fā)有所側(cè)重，法國(guó)博洛雷集團(tuán)將金屬鋰聚合物電池（LMP）搭載在共享電動(dòng)車上首次實(shí)現(xiàn)了車用全固態(tài)鋰電池商業(yè)化，公開的專利顯示，LMP電池正極采用磷酸鐵，負(fù)極采用鋰，電解質(zhì)采用聚氧化乙烯基聚合物，但該技術(shù)需持續(xù)加熱電池至60℃以上以維持足夠的導(dǎo)電性。豐田公司作為硫化物技術(shù)研發(fā)龍頭企業(yè)，主要采用石墨類負(fù)極、硫化物固態(tài)電解質(zhì)與高電壓正極結(jié)合，計(jì)劃2023年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)鋰電池的商業(yè)化應(yīng)用。松下、三星公司等企業(yè)也投入到硫化物固態(tài)電解質(zhì)的開發(fā)中。氧化物固態(tài)電解質(zhì)穩(wěn)定性最高，循環(huán)性能良好，但界面阻抗大和室溫電導(dǎo)率低是其最主要的技術(shù)障礙。美國(guó)電池企業(yè)Infinite Power Solutions和Sakti3分別被蘋果、戴森公司收購(gòu)；初創(chuàng)企業(yè)QuantumScape獲得了大眾公司投資，計(jì)劃2025年研發(fā)出量產(chǎn)的固態(tài)鋰電池，該公司的專利申請(qǐng)涉及“LixLa3Zr2O12”石榴石型結(jié)構(gòu)氧化物材料。
這些國(guó)外企業(yè)盡管在研發(fā)方向上有所不同，但都牢牢在核心技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)主動(dòng)地位。基于此，筆者認(rèn)為，在固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中，我國(guó)應(yīng)加大資金投入，鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新，積極推廣校企合作，加速研究成果轉(zhuǎn)化，學(xué)習(xí)日本和韓國(guó)企業(yè)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)主體制定合理專利布局戰(zhàn)略，加強(qiáng)海外專利布局，通過投資和收購(gòu)實(shí)現(xiàn)固態(tài)鋰電池技術(shù)的趕超。（蔣 瑞）
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