三元电池的材料核心专利是什么?
该专利系统的阐述了阴极组合物,以及含有这些组合物的锂离子电池,该电池具有高初始容量且在重复的充放电循环后有良好的容量保留。此外,所述阴极组合物在不当高温使用时不产生大量的热,因此改善了电池的安全性。特别是首次提出了组合物具有通式Li[NiyCo1-2yMny]O2,其中 0.083该申请为PCT申请(WO02/089234A1),进入了美国、日本、韩国、中国、欧洲、澳大利亚、奥地利等,同族申请共有 26 件,并在中国、日本、美国、欧洲等地获得专利权。
3M和Umicore在2012年达成了战略合作协议,3M和Umicore将优先向对方提供专利授权和开展技术方面的合作,同时 3M 将退出正极材料生产而将其客户推荐到Umicore。除此之外,在动力电池三元化的大趋势下,包括 LG、SK 等国际锂电企业都开始从 3M 手中获取该核心专利的授权,加大三元正极材料的生产布局,如下表所示。 其中,CN100403585C、 US7078128B2、US6964828B2、US8241791B2及US8685565B2互为同族专利。
尽管 3M公司并未涉足正极材料的生产,但却依靠技术研发和专利授权来实现企业发展的商业模式。对于国内市场而言,由于知识产权起步晚,还没有建立起较完善的知识产权保护机制,因此短期内出现 3M 这样的企业的可能性很低。但从上述授权许可信息分析来看,企业之间的专利授权许可、专利纠纷等会越发常态化,因此,国内企业不管采取专利授权许 可还是采取绕道而行,加快专利布局都是持续发展的必要保障。
ANL在 2001年申请并于 2004年获得授权的三元材料专利 US6680143B2和 US6677082B2。
US6677082B2首次提出富锂的概念 xLiMO2˙(1-x)Li2MˊO3,0
德国巴斯夫与日本户田工业通过获得ANL 的上述专利授权进行富锂锰基正极材料的商 业开发。
(3)巴斯夫与优美科的三元专利纠纷.
2016 年 12 月 21 日国际贸易委员会(ITC)作出终审裁决,裁定比利时优美科(Umicore) 侵犯 德国巴斯夫和 美国阿贡 国家实验室 (Argonne National Laboratory, ANL)的专利 权 US6677082B2 和 US6680143B2。
如上介绍,3M授权的数十家企业中,优美科是当前全球锂电正极材料老大而且经营状 况颇佳,巴斯夫一直视优美科为直接竞争对手。如果诉讼成功,不仅为巴斯夫赢得巨大声誉,数额巨大的侵权赔偿也是主要原因。此次专利纠纷的核心在于优美科生产的三元材料具有两项结构而非单一相,因此侵犯 ANL对三元材料的微观结构描述。优美科生产的三元材料主要为NMC333、NMC532和NMC622,而非富锂类三元材料。富锂类三元材料的微观结构非常复杂,目前还没有确切的定论,虽然优美科向ITC提供了相关材料的XRD和HRTEM照片以证明单相 结构,但并没有被 ITC 采纳。ITC最终判决优美科侵犯了ANL的专利权。
但目前产业上主要的商品化三元材料仍然是化学计量比的三元材料,富锂类三元材料在产业上并没有占据很大的空间。正极材料最为影响锂离子电池最重要的关键,肯定的是针对正极材料的专利纠纷也会越来越多,在此种背景下,国内企业积极重视正极材料的研发及知 识产权的保护都是必不可少的。
针对解决三元材料安全性问题,可重点关注包覆改性、离子掺杂等技术手段。若能在三元材 料安全性上得到有效突破,将明显提升三元材料的核心竞争力。
(4) 空白领域发力,实现弯道超车。
由于一些客观因素,我国与日、韩等锂电强国相比,虽然在专利申请数量上已呈现出赶超之势,但在核心技术的竞争中仍处于劣势,锂电池基础材料的核心专利大多被国外巨头掌握。针对上述现状,国内企业一方面应该继续加强研发投入,增强自身核心竞争力,同时也可另辟蹊径,在一些国外同行较少关注的细分领域进行布局。目前新能源汽车市场增长迅猛,国内外均面临着动力电池回收的现实问题,特别是可以通过回收稀缺资源钴从而降低三元材料的成本。从上文分析也可以看出,涉及三元材料成本降低的专利申请非常少,而且目前专门针对电池回收的企业几乎没有,相关技术非常欠缺,因此,这对国内企业来说,既是发展道路上的重大考验,也是一次可能实现“弯道超车”的难得机遇,使国内企业在未来的国际 竞争中占得先机。
(5) 注重知识产权保护,提升专利申请质量
分析国内三元材料的重要申请人江苏科捷可以发现,其涉及三元材料的专利申请多为方法类型权利要求,其保护范围偏窄,专利维权难度较大,且基本为国内申请。对此,国内申请人应当积极组件自己的专利团队,提升专利撰写水平,并积极进行专利布局,尤其是海外 专利布局,为今后在国际市场上的发展打好基础。