摘要：对新能源汽车动力电池技术国内外专利趋势、专利地域分布、主要专利持有人、专利演变趋势与技术热点进行了统计分析。研究发现，我国动力电池研发生产企业在专利申请布局上还有所欠缺，国外企业在我国已经实施了专利布局策略，形成了一定的技术壁垒。对于动力电池技术领域热点趋势的把握以及国内优势专利资源的整合与产业化将是下一阶段的重点。
关键词：动力电池，专利，竞争态势
0 引言
动力电池是新能源汽车的关键技术之一，主要为新能源汽车提供驱动动力，动力电池的比能量、寿命、安全性对新能源汽车的发展至关重要[1]。目前，动力电池在上游的研究主要包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜，在中游的研究主要是封装技术，封装又分为方形、圆形及软包等三种封装形式，在下游的研究主要是电池PACK技术（组合电池、加工组装）。在动力电池全产业链上[2]，我国动力电池研发生产企业如宁德时代等公司起步较早，已经形成部分产业集聚优势，但大部分企业对优势核心技术的专利布局尚有欠缺，我国动力电池研发生产企业若想要赢得全球市场的竞争优势，必须在掌握国内外动力电池专利申请态势的同时，扩大自身优势领域，积极实施动力电池核心技术的专利布局战略[3]。
本文主要通过对动力电池技术的专利信息进行检索分析，从动力电池技术在国内外的专利趋势、专利地域分布、主要专利持有人、专利演变趋势与技术热点等方面充分了解动力电池技术的竞争态势与技术发展趋势，为动力电池技术的研发人员提供借鉴。
1 数据来源与研究方法
本文从中国知识产权出版社数据库中，采用关键词和国际专利分类号IPC相结合的检索方法，得到初步检索结果后，寻找特定技术领域和检索技术主题相关的专利。本文以动力电池技术相关专利为基础进行分析，通过对专利IPC、专利趋势、专利地域分布、专利主要持有人、演变趋势与热点方向进行统计，确定与主题相关的专利，通过专利相关度排序，通过人工筛选出符合检索主题的专利、同族合并等进行数据清洗和标引，获得最终结果，并以此开展进一步的分析。经过人工筛选降噪，检索到动力电池技术专利22375件，其中国内专利13634件，国外专利8741件，检索日期截止到2020年1月31日。
2 专利检索与分析
2.1 动力电池专利技术分布
通过对检索到的专利进行IPC分类，可以清楚地了解到动力电池中的关键技术领域分布。动力电池技术专利IPC领域分布情况如表1所示。可以看出，涉及H01M小类领域（用于直接转变化学能为电能的方法或装置）的专利数量最多，具有20844件，在H01M小类领域中，有14552件专利涉及H01M10大组领域（二次电池及其制造），对H01M10大组领域进一步细分，其中有5251件专利涉及H01M10/0525小组领域（锂离子电池）；其次是涉及H02J小类领域（供电或配电的电路装置或系统）的专利，具有1840件，在H02J小类领域中，有1714件专利涉及H02J7大组领域（由电池组向负载供电的装置），对H02J7大组领域进一步细分，其中有1654件专利涉及H02J7/00小组领域（用于电池组的充电或去极化）；再次是涉及B60L小类领域（电动车辆动力装置）的专利，具有1801件，在B60L小类领域中，有1259件专利涉及B60L11大组领域（用车辆内部电源的电力牵引），对B60L11大组领域进一步细分，其中有1161件专利涉及B60L11/18小组领域（使用初级电池、二次电池或燃料电池供电的）；最后是涉及B60K小类领域（车辆动力装置的布置或安装，辅助驱动装置）的专利，具有896件，在B60K小类领域中，有777件涉及B60K1大组领域（电动力装置的布置），对B60K1大组领域进一步细分，其中有757件专利涉及B60K1/04小组领域（用于动力装置蓄电器的）。通过IPC分类可以发现，专利申请中主要研发热点集中在H01M10/0525“锂离子电池”领域。
对检索到的专利按照动力电池上下游（正极材料、负极材料、电解液、隔膜、封装和PACK）技术进行进一步详细分类，可以了解动力电池上下游技术的研发布局热点以及可开拓领域，如图1所示。
从图中可以看出，涉及“正极材料”技术的专利最多，共有6262件占比32%，这说明国内外当前最注重正极材料的研发，以镍钴锰、镍钴铝等三元材料的研发投入逐步增长，在正极材料的研究上已经取得不少成果；其次是“负极材料”技术，专利达到5675件占比29%，主要集中在硅碳负极、石墨负极和金属锂负极等负极材料研发，这也反应出目前负极材料的研发热度与重要性同样很高；再次是“电解液”技术，专利达到5257件占比27%，主要体现在对溶剂、锂盐和添加剂的研发上；其他技术环节如“PACK”、“隔膜”和“封装”，专利量相对较少，这些技术环节还存在挖掘应用潜力，随着动力电池技术的进一步发展，我国企业也应当重视上述技术环节的研发应用。
2.2 动力电池技术的专利趋势
图2是动力电池技术的专利趋势图，可以看出，2005年至2009年，专利数量逐步增加，从每年30件增长至每年417件，说明动力电池技术起步较早，早期研发热度高，最初的研发机构是韩国株式会社LG化学和日本日产自动车株式会社；2010年至2014年，专利数量快速攀升，主要研发机构是韩国株式会社LG化学和三星SDI有限公司，受益于政策激励以及研发投入，国内企业也纷纷开始进行动力电池技术攻关，国内专利研发较早的有比亚迪、超威电源和微宏动力；2015年至2019年，动力电池相关专利进入全面爆发期，动力电池技术进入发展成熟期，国外主要研发机构是韩国株式会社LG化学和三星SDI有限公司，国内研发机构如蜂巢能源、宁德时代和国轩高科开始实施专利布局，专利数量增长迅速，至2019年已达年专利申请量4581件。
2.3 动力电池技术的专利地域分布与主要持有人
通过专利地域分布与主要持有人的分析，可以了解当前国内外对于区域市场的重视程度，以及主要的竞争者，如表2所示。
可以看出，中国申请量最多，具有13670件，说明国内外的研发机构最重视对于中国市场的抢占，主要专利持有人是丰田、LG化学和比亚迪，以上专利持有人在动力电池技术领域已有专利布局，其中丰田在我国的主要布局领域是全固态电池、电解液和PACK技术，其他领域专利相对较少；LG化学的主要布局领域是隔膜、封装、正极材料和负极材料，其他领域专利相对较少；比亚迪的主要布局领域是隔膜、电解液和PACK技术，其他领域专利相对较少。
此外，还可以看出，丰田除了中国，还在美国、日本实施了专利布局，LG化学还在韩国、美国和世界知识产权组织实施了专利布局，而我国企业在国外布局的专利数量还比较少，竞争优势不足。
2.4 动力电池技术演变趋势与热点方向
在制定研究方向与研发策略时，必然会将技术的新动向作为研发参考的基础，分析技术目的和技术手段的演变过程，可以给动力电池行业提供参考。技术发展脉络时对专利信息进行技术发展路线的分析，能够为技术开发战略和政策优先顺序研讨提供知识、信息基础和对话框架提供决策依据，提高决策效率。对检索到的动力电池技术相关专利按时间节点进行拆分统计，如表3所示。
从表中可以看出，动力电池全产业链关键技术专利申请均处于增长状态，其中“正极材料”、“负极材料”和“电解液”技术的专利数量处于高速增长状态，这说明国内外机构主要研发投入集中在以上三个技术领域，技术成熟度迅速提升；“隔膜”、“组合电池”和“加工组装”技术的专利数量处于相对小幅增长状态，这三个技术领域也有部分研发投入，但还未形成明显的专利集聚优势，具有较大的技术挖掘潜力；“封装”技术领域相关专利申请较晚但增长迅猛，属于新进入的技术，其中以软包封装技术为代表，“封装”技术正逐步被研发机构重视，我国动力电池研发生产企业需要加大对该技术领域的关注与专利布局。
3 总结
我国在动力电池技术的研发上晚于韩国和日本，但我国在国内的专利布局上已具备一定优势。目前，我国动力电池技术还处于技术引进消化再创新阶段，专利持有人的专利数量优势不明显，优势技术领域不集中，核心技术布局有所欠缺，这对于动力电池行业是一个重大机遇和挑战，能够通过动力电池技术演变迅速制定研发策略，决策攻关领域，也可以通过联合专利优势机构进行资源整合。同时，动力电池行业应开展核心领域专利布局，加强产学研合作，将研究成果快速投入到产业中，推进动力电池新技术产业化，我国相关企业可以加强针对重点专利持有人的关注，识别国内外动力电池技术领域的专利壁垒，为我国在该技术领域知识产权的发展扫清障碍。
参考文献：
[1]黄学杰.电动汽车动力电池技术研究进展[J].科技导报，2016（06）：28-31.
[2]王仙宁，凌锋，潘薇，刘会景.锂离子电池负极材料中国专利分析[J].化工进展，2016（01）：336-339.
[3]李英，胡剑.基于专利分析的我国电动汽车电池技术发展趋势研究[J].科技管理研究，2015（19）：155-158.
[4]黄海花，安洪涛.锂离子电池主要正极材料在华专利的分析[J].电池，2015（03）：168-170.
[5]汪月英，谢海明.国内外动力电池产业发展现状与趋势[J].内燃机与配件，2018（02）：205-206.
