对锂离子电池负极材料中国专利的分析
来源：宝鄂实业
2019-02-17 10:24
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专利检索数据库
通过构建专利申请趋势、重点申请人等信息指标对专利信息进行分析。数据检索日期2015年01月。由于中国发明专利申请公布一般是在申请日后18个月，所以2013年和2014年申请的专利数据仅作参考。
专利技术发展趋势
锂离子电池自1992年经日本Sony公司商业化后便开始迅速发展。2000年以前，世界上的锂离子电池产业基本掌握在日本手里。近年来，随着中国和韩国工业技术的崛起，日本一枝独秀的局面逐渐被打破。
2003年之前，专利申请及公开数量增长缓慢，此阶段日本独占整个锂离子电池市场，中国在该领域的技术处于起步期。2003年以后，锂离子电池负极材料的专利申请量不断增多，这是由中国锂离子电池市场份额提升、大众需求扩大及国内科研投入力度加大所带动的。2009年被认为是分水岭，从这一年开始，负极材料专利申请及公开数量得到大幅增长，这与电池行业的发展息息相关。2009年起，智能手机和电动汽车得到了不断推广，它们对电池的容量要求更高，而市场上的负极材料不能满足需求，促使负极材料的科研投入加大，专利申请量达到一个巅峰。发展至2012年时，智能手机进入相对平稳的发展阶段，加上经过前四年的技术储备，负极材料的专利数量已达新高，技术普及明显。2013年以后，专利申请及公开数量发展平缓，到2014年可能会出现下降的趋势，此时，技术瓶颈成为大的制约，亟需创新突破。
国家和地区竞争分析
专利申请国家分布
专利申请量在一定程度上反映出各个国家对该领域的战略部署及技术水平。在中国，该领域申请量较大的国家为中国和日本，符合目前的市场情况，两国申请量约占总申请量的98%，表明中国和日本的研发实力较强，且该领域技术集中程度高。另外，也说明日本重视我国国内市场，注重技术保护。
我国各省份专利分布
专利申请量较高的省份集中在广东、北京、上海、浙江，占总申请量的56%。负极材料专利申请量较高的省份，其共同之处在于它们都是电池生产企业和名校的聚集地。广东省内有众多锂离子电池负极材料生产商，如贝特瑞、比亚迪、东莞新能源、比克电池等，这类企业的存在大大提高了广东省在该领域的专利申请量。北京汇聚了科研能力较为突出的知名高校，如目前清华大学和北京科技大学在此领域的专利申请量已分别达到31件和30件。上海市仅复旦大学的专利申请量就已达到31件，浙江省情况与其类似，浙江大学的申请量达60件，同时上海和浙江还有多数企业参与锂离子电池负极材料的研发，申请了大量专利。
重点专利权人技术竞争分析
重点高等院校专利权人分析
按照专利申请情况，重点高等院校可以被分为3个梯队：60件专利的浙江大学、申请量30件左右以及申请量小于20件的大学。
目前各大高校的研究重点都集中在材料的改性方面，包括对材料形貌及组成的控制等。而锂离子电池负极材料广泛应用的仍然是碳材料，但是碳材料理论比容量较低，限制了它的进一步应用。金属氧化物及硅类材料具备高的理论比容量，电导率却较低。近来的研究热点为制备金属氧化物或硅材料与碳材料的复合材料，使得复合材料既具备金属氧化物或硅材料的高比容量，同时又具备碳材料的高导电性。研究各个高等院校申请的专利，近几年申请的专利材料主要为各类金属氧化物与石墨烯的复合材料。硅材料是这两年新兴的负极材料，目前还处于研究的初期，各个高校也都开始关注并研究硅类材料，目前已出现了一些硅类负极材料的专利。当前硅类负极材料已是研究的一大热点，将来也必将是锂离子电池负极材料专利申请的热点之一。
重点企业专利人分析
对企业专利申请人进行分析，得到国内排名前十的重点企业专利申请情况。专利申请量排名前三的企业分别为上海杉杉科技、深圳贝特瑞及比亚迪。上海杉杉科技拥有负极的中间相炭微球技术，且该技术已延伸并生产出一系列产品。结合各个公司的市场情况及专利申请量可知，只有掌握了关键技术，才能进一步巩固企业的市场地位。深圳贝特瑞是国内锂电池碳负极材料标准制定者，其市场占有率达80%，处于锂离子电池负极材料的研发前沿，代表着石墨深加工的方向，推出了一系列高容量负极材料。
此外，对比排名前10的重点高校和企业的专利申请数量，发现高校的申请量普遍大于企业。虽然当前市场上负极材料的生产商不计其数，然而高校仍旧是锂离子电池负极材料的科研主力，未来通过高校的科技创新，必能突破当前锂离子电池发展的瓶颈。
对排名前三的企业专利申请方向进行了分析，进而了解三大企业的专利技术布局及技术侧重点，三大公司的研发重点基本一致，主要集中在碳材料、复合金属氧化物及锡/硅类复合材料，碳材料类及锡/硅类复合材料的研究成果要远远大于复合金属氧化物。
专利申请量的分布在一定程度上反映出各个公司的技术布局，三大公司都比较重视碳材料及锡/硅类复合材料的研发，碳材料的研发成果更多，原因在于碳材料还是当前商业化负极的主流材料，短期内难以被其他负极材料取代，企业只有不断在碳材料方面投入研究，优化碳材料性能，才能保证企业在市场中的地位屹立不倒。锡/硅类复合材料是当前的研究热点，也是有潜力替代碳材料的新一代负极材料，各个企业在此方面的投入相当于是在抢占未来市场。
通过构建专利申请趋势、重点申请人等信息指标对专利信息进行分析。数据检索日期2015年01月。由于中国发明专利申请公布一般是在申请日后18个月，所以2013年和2014年申请的专利数据仅作参考。
专利技术发展趋势
锂离子电池自1992年经日本Sony公司商业化后便开始迅速发展。2000年以前，世界上的锂离子电池产业基本掌握在日本手里。近年来，随着中国和韩国工业技术的崛起，日本一枝独秀的局面逐渐被打破。
2003年之前，专利申请及公开数量增长缓慢，此阶段日本独占整个锂离子电池市场，中国在该领域的技术处于起步期。2003年以后，锂离子电池负极材料的专利申请量不断增多，这是由中国锂离子电池市场份额提升、大众需求扩大及国内科研投入力度加大所带动的。2009年被认为是分水岭，从这一年开始，负极材料专利申请及公开数量得到大幅增长，这与电池行业的发展息息相关。2009年起，智能手机和电动汽车得到了不断推广，它们对电池的容量要求更高，而市场上的负极材料不能满足需求，促使负极材料的科研投入加大，专利申请量达到一个巅峰。发展至2012年时，智能手机进入相对平稳的发展阶段，加上经过前四年的技术储备，负极材料的专利数量已达新高，技术普及明显。2013年以后，专利申请及公开数量发展平缓，到2014年可能会出现下降的趋势，此时，技术瓶颈成为大的制约，亟需创新突破。
国家和地区竞争分析
专利申请国家分布
专利申请量在一定程度上反映出各个国家对该领域的战略部署及技术水平。在中国，该领域申请量较大的国家为中国和日本，符合目前的市场情况，两国申请量约占总申请量的98%，表明中国和日本的研发实力较强，且该领域技术集中程度高。另外，也说明日本重视我国国内市场，注重技术保护。
我国各省份专利分布
专利申请量较高的省份集中在广东、北京、上海、浙江，占总申请量的56%。负极材料专利申请量较高的省份，其共同之处在于它们都是电池生产企业和名校的聚集地。广东省内有众多锂离子电池负极材料生产商，如贝特瑞、比亚迪、东莞新能源、比克电池等，这类企业的存在大大提高了广东省在该领域的专利申请量。北京汇聚了科研能力较为突出的知名高校，如目前清华大学和北京科技大学在此领域的专利申请量已分别达到31件和30件。上海市仅复旦大学的专利申请量就已达到31件，浙江省情况与其类似，浙江大学的申请量达60件，同时上海和浙江还有多数企业参与锂离子电池负极材料的研发，申请了大量专利。
重点专利权人技术竞争分析
重点高等院校专利权人分析
按照专利申请情况，重点高等院校可以被分为3个梯队：60件专利的浙江大学、申请量30件左右以及申请量小于20件的大学。
目前各大高校的研究重点都集中在材料的改性方面，包括对材料形貌及组成的控制等。而锂离子电池负极材料广泛应用的仍然是碳材料，但是碳材料理论比容量较低，限制了它的进一步应用。金属氧化物及硅类材料具备高的理论比容量，电导率却较低。近来的研究热点为制备金属氧化物或硅材料与碳材料的复合材料，使得复合材料既具备金属氧化物或硅材料的高比容量，同时又具备碳材料的高导电性。研究各个高等院校申请的专利，近几年申请的专利材料主要为各类金属氧化物与石墨烯的复合材料。硅材料是这两年新兴的负极材料，目前还处于研究的初期，各个高校也都开始关注并研究硅类材料，目前已出现了一些硅类负极材料的专利。当前硅类负极材料已是研究的一大热点，将来也必将是锂离子电池负极材料专利申请的热点之一。
重点企业专利人分析
对企业专利申请人进行分析，得到国内排名前十的重点企业专利申请情况。专利申请量排名前三的企业分别为上海杉杉科技、深圳贝特瑞及比亚迪。上海杉杉科技拥有负极的中间相炭微球技术，且该技术已延伸并生产出一系列产品。结合各个公司的市场情况及专利申请量可知，只有掌握了关键技术，才能进一步巩固企业的市场地位。深圳贝特瑞是国内锂电池碳负极材料标准制定者，其市场占有率达80%，处于锂离子电池负极材料的研发前沿，代表着石墨深加工的方向，推出了一系列高容量负极材料。
此外，对比排名前10的重点高校和企业的专利申请数量，发现高校的申请量普遍大于企业。虽然当前市场上负极材料的生产商不计其数，然而高校仍旧是锂离子电池负极材料的科研主力，未来通过高校的科技创新，必能突破当前锂离子电池发展的瓶颈。
对排名前三的企业专利申请方向进行了分析，进而了解三大企业的专利技术布局及技术侧重点，三大公司的研发重点基本一致，主要集中在碳材料、复合金属氧化物及锡/硅类复合材料，碳材料类及锡/硅类复合材料的研究成果要远远大于复合金属氧化物。
专利申请量的分布在一定程度上反映出各个公司的技术布局，三大公司都比较重视碳材料及锡/硅类复合材料的研发，碳材料的研发成果更多，原因在于碳材料还是当前商业化负极的主流材料，短期内难以被其他负极材料取代，企业只有不断在碳材料方面投入研究，优化碳材料性能，才能保证企业在市场中的地位屹立不倒。锡/硅类复合材料是当前的研究热点，也是有潜力替代碳材料的新一代负极材料，各个企业在此方面的投入相当于是在抢占未来市场。
