中國儲能網(wǎng)訊：鋰離子電池商業(yè)化以來在材料進步基礎(chǔ)上極大的推動了電池、電池模組以及電池系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新，但很少有研究對電池、模塊以及電池系統(tǒng)等環(huán)節(jié)進行定量分析以說明這些環(huán)節(jié)技術(shù)生命周期所處的階段。常見的分析手段主要是通過專利布局情況來進行分析，通過專利布局情況有助于了解技術(shù)生命周期所處的階段并可以預(yù)測未來創(chuàng)新的方向。近期中國學(xué)者在International Journal of Low-Carbon Technologies期刊上公開了一項研究，利用專利分析的手段對該問題進行了探討，其文章DOI：10.1093/ijlct/ctad095。
第一關(guān)于電池、電池模組以及電池系統(tǒng)生命周期判斷。研究者對專利數(shù)量進行跟蹤分析，將整個行業(yè)的發(fā)展分為三個階段，第一個階段（1980~1990）電池萌芽階段。在這期間電池相關(guān)核心專利的數(shù)量每年公開量低于10件，在這一期間出現(xiàn)了幾個具有里程碑意義的事件，包括Whittingham提出金屬鋰可充電電池概念（二硫化鈦與金屬鋰）以及Goodenough所發(fā)明的鈷酸鋰以及錳酸鋰正極材料，這一階段為未來鋰離子電池商業(yè)化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。第二階段（1991~2006）電池技術(shù)快速發(fā)展階段。這一期間日本科學(xué)家引入石墨負極材料，助力第一顆商業(yè)化鋰離子電池的開發(fā)，專利復(fù)合增長率達到33%，后續(xù)隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起和便攜式電子產(chǎn)品的出現(xiàn)極大的推動了鋰離子電池的發(fā)展，同時這一階段鋰離子電池開始交通領(lǐng)域應(yīng)用的探索，但任然存在巨大的不確定性，這一階段全球范圍內(nèi)眾多國家將重心放在氫動力交通工具的開發(fā)。第三階段（2007~至今）電池進入高速發(fā)展階段，部分環(huán)節(jié)進入成熟階段，行業(yè)瓶頸隱現(xiàn)。自2007年以來，在政府的大力補貼和支持下，許多國家已經(jīng)為電動汽車制定了清晰的路線圖專注于發(fā)展鋰離子電池。從此，鋰離子電池的研發(fā)進入加速階段，眾多材料技術(shù)由實驗室走向規(guī)?；瘧?yīng)用，2011年被認為是電動汽車時代元年，隨之到2019年材料技術(shù)瓶頸出現(xiàn)限制，整個行業(yè)將重心放在電池應(yīng)用技術(shù)的布局，電池模組和系統(tǒng)成為行業(yè)布局的重點。根據(jù)文章描述，2019年以后電池層面尤其是材料方面的專利布局急轉(zhuǎn)直下，到2022年數(shù)量回到2009年狀態(tài)，文章認為當(dāng)前電池技術(shù)基本進入了成熟階段，材料進步緩慢成為整個行業(yè)發(fā)展的瓶頸。
第二全球競爭情況分析。從專利布局的地區(qū)來看無論是電池、模組還是電池系統(tǒng)中日韓三國占據(jù)絕對領(lǐng)先地位，其中中國數(shù)量最多。從公司層面來看，韓國LG公司在電池、模組、電池系統(tǒng)專利數(shù)量最多，側(cè)面反應(yīng)LG化學(xué)電池研發(fā)處于領(lǐng)先地位。相比之下盡管在我國電池專利布局數(shù)量最多，但絕大數(shù)專利的所有權(quán)依然由境外公司所掌握，且國內(nèi)公司在電池層面布局較小，尤其材料層面較為薄弱。
總結(jié)及啟示：第一、從專利角度電池趨于成熟，電池模組以及電池系統(tǒng)成為當(dāng)前電池行業(yè)技術(shù)布局的重心。相比日韓，我國電池電池專利布局較為分散，在電池層面布局弱于日韓企業(yè)，但國內(nèi)以CATL、BYD以及國軒等為代表的公司已經(jīng)開始在國際上嶄露頭角，技術(shù)層面具備與國際企業(yè)競爭的能力，已經(jīng)成為推動全球動力電池發(fā)展的中堅力量。第二材料技術(shù)進步趨緩成為限制行業(yè)發(fā)展的重要因素，應(yīng)重視基礎(chǔ)材料的研發(fā)。電池行業(yè)面臨能量密度低、安全性差、補能體驗不佳等均需要材料技術(shù)進一步突破，只有材料技術(shù)不斷突破才能進一步推動電池行業(yè)發(fā)展。
