固态电池的中国专利分析

许辉

摘要：本文以固态电池的国内专利申请数据为分析样本，从相关专利的时间分布、分类号分布、申请人分布、申请状态情况等几个方面进行了分析和研究。通过统计发现，随着“中国制造2025”的提出，近几年固态电池技术迅猛发展，研发和技术转让活跃。旨在为国内相关人员的专利分析和专利布局提供一些参考和思路。

关键词：固态电池;专利分析

1.    前言

“中国制造2025”由中国国务院2015年 5月 19日正式印发，对中国制造业转型升级和跨越发展作出了整体部署，是中国政府实施“制造强国”战略的首个十年纲领。综合考虑经济发展、国家安全等因素，选择十大重点领域为突破点，包括节能与新能源汽车、新材料等[1]。

自伏特发明电池以来，电池技术得到了迅猛发展，如今早已应用于我们工作、生活的方方面面。而1990年锂离子电池的发明，并在1 年后实现商业化应用，液态锂离子电池已经成为目前应用最广泛、最成熟的技术路线之一。

然而有机溶剂存在稳定温度范围较窄、易燃易爆等问题，安全性较差。固态电解质因不涉及电解液而安全性高，同时还具有高能量密度以及电池可微型化、轻薄化等优势[2]。固体电池因其能量密度高、功率密度低等优点，是新能源电动汽车非常理想的供能电源选择之一，有望取代传统的液态锂电池，是当今电池技术的研究重点方向之一。

2.    固态电池中国专利的情况分析

对国内专利的检索主要是在S系统的中国专利文摘数据库CNABS中进行，通过关键词“固态电池”，检索到相关中国申请963件（时间截止到2020年 7月 ）。

2.1  申请年度情况

图1 是中国固态电池专利申请的发展趋势。申请数量的统计范围是目前已公开的专利。由图1 可以看出，2003-2009年申请量较低，固态电池技术未有突破。而自从2010年开始，由于固态电池技术的发展，比如全固态薄膜电池技术的开发，申请量开始提高。而“中国制造2025”提出后，作为新能源汽车电池技术之一，固态电池在国内的申请迎来了爆发之势。

2.2  分类号分布情况

由图2 可以看出，固态电池技术领域主要集中在H01M（用于直接转变化学能为电能的方法或装置，例如电池组），占比接近80%，说明其主要申请是与电池技术直接相关的。其它分布在H02J（供电或配电的电路装置或系统;电能存储系统），H01G（电容器;电解型的电容器、整流器、检波器、开关器件、光敏器件或热敏器件），H01L（半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件）等与电池技术有关联的其他领域，但占比较低。

图3 是中国固态电池专利申请排名前十的技术主题的分布图。由图3 可知，电解质材料（包括硫化物固体电解质）、固态电解质膜、电化学电池等电池技术本身仍然是研究重点。同时在隔离二极管等应用领域也有布局。

2.3  申请人分布情况

由图4 可知，国内固态电池专利申请中，中国申请人占比接近7 成，是申请的绝对主力。美国（9.32%）、日本（9.15%）、韩国（4.57%）緊随其后。中美日韩四国申请人已占到总申请量的92%以上，这与目前四国在电池技术领域的地位相符合。

由图5 可知，国内申请中企业、大专院校和科研单位仍然是技术开发与研究的主力军，申请量占比达到了95%以上。目前从业人员主要分布在企业、科研机构等研发一线，能够紧跟技术发展的步伐，准确关注研究热点和研究方向新动态。

由图6、图7 可知，虽然日本和韩国在国内申请量中仅排名第三、第四位，但是由于其科研实力雄厚，研发及商业化能力强。因而排名第一和第二的分别是丰田电动车株式会社、现代自动车株式会社，其中丰田更是早在2008年开始布局。而国内申请人中，除了中科院物理研究所、哈工大、比亚迪等熟悉面孔外，2017年才成立的浙江锋锂新能源科技有限公司排名第三，在2018-2019年申请了28件专利，大有后来者居上之势。前十申请人大多数的申请量集中在2015年以后，这也与“中国制造2025”提出的时间点相关联。

由图8 可知，国内申请人主要分布在北京、广东、浙江、江苏、上海，这也与我国经济发展、科研能力、技术布局等客观情况相吻合。申请量从2016年开始提高，在2018-2019年迎来爆发，很好地响应了“中国制造2025”实施纲领。

2.4  专利目前状态

由图9、图10可知，我国固态电池的专利申请包含发明申请（含发明授权）和实用新型，其中发明授权185件。由于2018-2019年国内相关申请的申请量迅猛增长，目前一半申请处于审查中的状态。另外，还有35%的申请维持有效，14%的申请由于驳回等因素而失效。

由图11、图12可知，桑德集团（包括旗下的桑顿新能源）等新能源企业，以及宁波大学、中国科学院物理研究所等科研机构在技术转让方面处于领先地位。一方面说明其科研能力，另一方面也推动了固态电池商业化的进程，促进技术研发健康、有序发展。而自2015年以来，转让申请量逐年增加。特别是2020年截至到7 月时，就已超过了2016和 2017年。这也说明了固态电池技术在近几年得到了大力发展，商业化进程在加快。

3结论

自从2015年国家提出“中国制造2025”实施纲领以来，属于十大重点领域之一的固态电池技术也得到了迅猛发展，国内申请量逐年提高。当前研发和专利布局的重点仍然是电池技术领域，国内企业和科研单位是重要力量，同时日韩企业的实力也不容小觑。在申请量猛增的同时，专利技术转让也逐年提高，商业化进程在加快。

参考文献：

[1]   国家制造强国建设战略咨询委员会，《中国制造2025》重点领域技术路线图（2015电子版），2015：92-107.

[2]   陈玉华，新型清洁能源技术：化学和太阳能电池新技术，北京：知识产权出版社，2019年 1月第1 版：59.