對鋰離子電池負極材料中國專利的分析
來源：寶鄂實業(yè)
2019-02-17 10:24
點擊量：次
專利檢索數(shù)據(jù)庫
通過構(gòu)建專利申請趨勢、重點申請人等信息指標對專利信息進行分析。數(shù)據(jù)檢索日期2015年01月。由于中國發(fā)明專利申請公布一般是在申請日后18個月，所以2013年和2014年申請的專利數(shù)據(jù)僅作參考。
專利技術(shù)發(fā)展趨勢
鋰離子電池自1992年經(jīng)日本Sony公司商業(yè)化后便開始迅速發(fā)展。2000年以前，世界上的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)基本掌握在日本手里。近年來，隨著中國和韓國工業(yè)技術(shù)的崛起，日本一枝獨秀的局面逐漸被打破。
2003年之前，專利申請及公開數(shù)量增長緩慢，此階段日本獨占整個鋰離子電池市場，中國在該領(lǐng)域的技術(shù)處于起步期。2003年以后，鋰離子電池負極材料的專利申請量不斷增多，這是由中國鋰離子電池市場份額提升、大眾需求擴大及國內(nèi)科研投入力度加大所帶動的。2009年被認為是分水嶺，從這一年開始，負極材料專利申請及公開數(shù)量得到大幅增長，這與電池行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。2009年起，智能手機和電動汽車得到了不斷推廣，它們對電池的容量要求更高，而市場上的負極材料不能滿足需求，促使負極材料的科研投入加大，專利申請量達到一個巔峰。發(fā)展至2012年時，智能手機進入相對平穩(wěn)的發(fā)展階段，加上經(jīng)過前四年的技術(shù)儲備，負極材料的專利數(shù)量已達新高，技術(shù)普及明顯。2013年以后，專利申請及公開數(shù)量發(fā)展平緩，到2014年可能會出現(xiàn)下降的趨勢，此時，技術(shù)瓶頸成為大的制約，亟需創(chuàng)新突破。
國家和地區(qū)競爭分析
專利申請國家分布
專利申請量在一定程度上反映出各個國家對該領(lǐng)域的戰(zhàn)略部署及技術(shù)水平。在中國，該領(lǐng)域申請量較大的國家為中國和日本，符合目前的市場情況，兩國申請量約占總申請量的98%，表明中國和日本的研發(fā)實力較強，且該領(lǐng)域技術(shù)集中程度高。另外，也說明日本重視我國國內(nèi)市場，注重技術(shù)保護。
我國各省份專利分布
專利申請量較高的省份集中在廣東、北京、上海、浙江，占總申請量的56%。負極材料專利申請量較高的省份，其共同之處在于它們都是電池生產(chǎn)企業(yè)和名校的聚集地。廣東省內(nèi)有眾多鋰離子電池負極材料生產(chǎn)商，如貝特瑞、比亞迪、東莞新能源、比克電池等，這類企業(yè)的存在大大提高了廣東省在該領(lǐng)域的專利申請量。北京匯聚了科研能力較為突出的知名高校，如目前清華大學和北京科技大學在此領(lǐng)域的專利申請量已分別達到31件和30件。上海市僅復旦大學的專利申請量就已達到31件，浙江省情況與其類似，浙江大學的申請量達60件，同時上海和浙江還有多數(shù)企業(yè)參與鋰離子電池負極材料的研發(fā)，申請了大量專利。
重點專利權(quán)人技術(shù)競爭分析
重點高等院校專利權(quán)人分析
按照專利申請情況，重點高等院?？梢员环譃?個梯隊：60件專利的浙江大學、申請量30件左右以及申請量小于20件的大學。
目前各大高校的研究重點都集中在材料的改性方面，包括對材料形貌及組成的控制等。而鋰離子電池負極材料廣泛應用的仍然是碳材料，但是碳材料理論比容量較低，限制了它的進一步應用。金屬氧化物及硅類材料具備高的理論比容量，電導率卻較低。近來的研究熱點為制備金屬氧化物或硅材料與碳材料的復合材料，使得復合材料既具備金屬氧化物或硅材料的高比容量，同時又具備碳材料的高導電性。研究各個高等院校申請的專利，近幾年申請的專利材料主要為各類金屬氧化物與石墨烯的復合材料。硅材料是這兩年新興的負極材料，目前還處于研究的初期，各個高校也都開始關(guān)注并研究硅類材料，目前已出現(xiàn)了一些硅類負極材料的專利。當前硅類負極材料已是研究的一大熱點，將來也必將是鋰離子電池負極材料專利申請的熱點之一。
重點企業(yè)專利人分析
對企業(yè)專利申請人進行分析，得到國內(nèi)排名前十的重點企業(yè)專利申請情況。專利申請量排名前三的企業(yè)分別為上海杉杉科技、深圳貝特瑞及比亞迪。上海杉杉科技擁有負極的中間相炭微球技術(shù)，且該技術(shù)已延伸并生產(chǎn)出一系列產(chǎn)品。結(jié)合各個公司的市場情況及專利申請量可知，只有掌握了關(guān)鍵技術(shù)，才能進一步鞏固企業(yè)的市場地位。深圳貝特瑞是國內(nèi)鋰電池碳負極材料標準制定者，其市場占有率達80%，處于鋰離子電池負極材料的研發(fā)前沿，代表著石墨深加工的方向，推出了一系列高容量負極材料。
此外，對比排名前10的重點高校和企業(yè)的專利申請數(shù)量，發(fā)現(xiàn)高校的申請量普遍大于企業(yè)。雖然當前市場上負極材料的生產(chǎn)商不計其數(shù)，然而高校仍舊是鋰離子電池負極材料的科研主力，未來通過高校的科技創(chuàng)新，必能突破當前鋰離子電池發(fā)展的瓶頸。
對排名前三的企業(yè)專利申請方向進行了分析，進而了解三大企業(yè)的專利技術(shù)布局及技術(shù)側(cè)重點，三大公司的研發(fā)重點基本一致，主要集中在碳材料、復合金屬氧化物及錫/硅類復合材料，碳材料類及錫/硅類復合材料的研究成果要遠遠大于復合金屬氧化物。
專利申請量的分布在一定程度上反映出各個公司的技術(shù)布局，三大公司都比較重視碳材料及錫/硅類復合材料的研發(fā)，碳材料的研發(fā)成果更多，原因在于碳材料還是當前商業(yè)化負極的主流材料，短期內(nèi)難以被其他負極材料取代，企業(yè)只有不斷在碳材料方面投入研究，優(yōu)化碳材料性能，才能保證企業(yè)在市場中的地位屹立不倒。錫/硅類復合材料是當前的研究熱點，也是有潛力替代碳材料的新一代負極材料，各個企業(yè)在此方面的投入相當于是在搶占未來市場。
通過構(gòu)建專利申請趨勢、重點申請人等信息指標對專利信息進行分析。數(shù)據(jù)檢索日期2015年01月。由于中國發(fā)明專利申請公布一般是在申請日后18個月，所以2013年和2014年申請的專利數(shù)據(jù)僅作參考。
專利技術(shù)發(fā)展趨勢
鋰離子電池自1992年經(jīng)日本Sony公司商業(yè)化后便開始迅速發(fā)展。2000年以前，世界上的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)基本掌握在日本手里。近年來，隨著中國和韓國工業(yè)技術(shù)的崛起，日本一枝獨秀的局面逐漸被打破。
2003年之前，專利申請及公開數(shù)量增長緩慢，此階段日本獨占整個鋰離子電池市場，中國在該領(lǐng)域的技術(shù)處于起步期。2003年以后，鋰離子電池負極材料的專利申請量不斷增多，這是由中國鋰離子電池市場份額提升、大眾需求擴大及國內(nèi)科研投入力度加大所帶動的。2009年被認為是分水嶺，從這一年開始，負極材料專利申請及公開數(shù)量得到大幅增長，這與電池行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。2009年起，智能手機和電動汽車得到了不斷推廣，它們對電池的容量要求更高，而市場上的負極材料不能滿足需求，促使負極材料的科研投入加大，專利申請量達到一個巔峰。發(fā)展至2012年時，智能手機進入相對平穩(wěn)的發(fā)展階段，加上經(jīng)過前四年的技術(shù)儲備，負極材料的專利數(shù)量已達新高，技術(shù)普及明顯。2013年以后，專利申請及公開數(shù)量發(fā)展平緩，到2014年可能會出現(xiàn)下降的趨勢，此時，技術(shù)瓶頸成為大的制約，亟需創(chuàng)新突破。
國家和地區(qū)競爭分析
專利申請國家分布
專利申請量在一定程度上反映出各個國家對該領(lǐng)域的戰(zhàn)略部署及技術(shù)水平。在中國，該領(lǐng)域申請量較大的國家為中國和日本，符合目前的市場情況，兩國申請量約占總申請量的98%，表明中國和日本的研發(fā)實力較強，且該領(lǐng)域技術(shù)集中程度高。另外，也說明日本重視我國國內(nèi)市場，注重技術(shù)保護。
我國各省份專利分布
專利申請量較高的省份集中在廣東、北京、上海、浙江，占總申請量的56%。負極材料專利申請量較高的省份，其共同之處在于它們都是電池生產(chǎn)企業(yè)和名校的聚集地。廣東省內(nèi)有眾多鋰離子電池負極材料生產(chǎn)商，如貝特瑞、比亞迪、東莞新能源、比克電池等，這類企業(yè)的存在大大提高了廣東省在該領(lǐng)域的專利申請量。北京匯聚了科研能力較為突出的知名高校，如目前清華大學和北京科技大學在此領(lǐng)域的專利申請量已分別達到31件和30件。上海市僅復旦大學的專利申請量就已達到31件，浙江省情況與其類似，浙江大學的申請量達60件，同時上海和浙江還有多數(shù)企業(yè)參與鋰離子電池負極材料的研發(fā)，申請了大量專利。
重點專利權(quán)人技術(shù)競爭分析
重點高等院校專利權(quán)人分析
按照專利申請情況，重點高等院?？梢员环譃?個梯隊：60件專利的浙江大學、申請量30件左右以及申請量小于20件的大學。
目前各大高校的研究重點都集中在材料的改性方面，包括對材料形貌及組成的控制等。而鋰離子電池負極材料廣泛應用的仍然是碳材料，但是碳材料理論比容量較低，限制了它的進一步應用。金屬氧化物及硅類材料具備高的理論比容量，電導率卻較低。近來的研究熱點為制備金屬氧化物或硅材料與碳材料的復合材料，使得復合材料既具備金屬氧化物或硅材料的高比容量，同時又具備碳材料的高導電性。研究各個高等院校申請的專利，近幾年申請的專利材料主要為各類金屬氧化物與石墨烯的復合材料。硅材料是這兩年新興的負極材料，目前還處于研究的初期，各個高校也都開始關(guān)注并研究硅類材料，目前已出現(xiàn)了一些硅類負極材料的專利。當前硅類負極材料已是研究的一大熱點，將來也必將是鋰離子電池負極材料專利申請的熱點之一。
重點企業(yè)專利人分析
對企業(yè)專利申請人進行分析，得到國內(nèi)排名前十的重點企業(yè)專利申請情況。專利申請量排名前三的企業(yè)分別為上海杉杉科技、深圳貝特瑞及比亞迪。上海杉杉科技擁有負極的中間相炭微球技術(shù)，且該技術(shù)已延伸并生產(chǎn)出一系列產(chǎn)品。結(jié)合各個公司的市場情況及專利申請量可知，只有掌握了關(guān)鍵技術(shù)，才能進一步鞏固企業(yè)的市場地位。深圳貝特瑞是國內(nèi)鋰電池碳負極材料標準制定者，其市場占有率達80%，處于鋰離子電池負極材料的研發(fā)前沿，代表著石墨深加工的方向，推出了一系列高容量負極材料。
此外，對比排名前10的重點高校和企業(yè)的專利申請數(shù)量，發(fā)現(xiàn)高校的申請量普遍大于企業(yè)。雖然當前市場上負極材料的生產(chǎn)商不計其數(shù)，然而高校仍舊是鋰離子電池負極材料的科研主力，未來通過高校的科技創(chuàng)新，必能突破當前鋰離子電池發(fā)展的瓶頸。
對排名前三的企業(yè)專利申請方向進行了分析，進而了解三大企業(yè)的專利技術(shù)布局及技術(shù)側(cè)重點，三大公司的研發(fā)重點基本一致，主要集中在碳材料、復合金屬氧化物及錫/硅類復合材料，碳材料類及錫/硅類復合材料的研究成果要遠遠大于復合金屬氧化物。
專利申請量的分布在一定程度上反映出各個公司的技術(shù)布局，三大公司都比較重視碳材料及錫/硅類復合材料的研發(fā)，碳材料的研發(fā)成果更多，原因在于碳材料還是當前商業(yè)化負極的主流材料，短期內(nèi)難以被其他負極材料取代，企業(yè)只有不斷在碳材料方面投入研究，優(yōu)化碳材料性能，才能保證企業(yè)在市場中的地位屹立不倒。錫/硅類復合材料是當前的研究熱點，也是有潛力替代碳材料的新一代負極材料，各個企業(yè)在此方面的投入相當于是在搶占未來市場。
