动力与储能电池利信息分析报告

动力与储能电池专利信息分析报告2能源是社会与经济发展的物质基础，随着我国国民经济的快速发展，对能源的需求快速增长。长期的化石能源问题制约了全球的可持续发展，成为了经济持续发展的瓶颈。调整能源结构，加大能源科技研发力度，开发新能源和节能减排技术是我国能源政策的重大战略选择。节约能源，延缓化石能源枯竭的时间表，为新能源、可再生能源的开发利用留江苏省传统化石能源缺乏的大省，能源资源形势尤其严峻，尽管核电这些年已在逐步建设，风、光电能等新能源的发展还处于起步阶段。能源问题已经成为制约江苏省经济、合电动与纯电动汽车)电池的发展，大力推动储能及其动力电池产业的发展已经成为江苏省的必然选择与客观要求。通过提升动力电池与储能电池的技术，增强江苏省电池企业的核心竞争力，带动产业进步，是江苏省新能源产业发展的必由之路。从全国产业的发展趋、市场竞争集中技术领域及核心技术掌握者，为政府的科技项目3项目概述 5 5主要分析方法和工具 6专利战略应用及应用价值 6专利战略研究的目的 7 7第四节逻辑检索表达式及专利信息数据库 9专利数据库的技术范围 9专利数据库范围及检索年限 9第二章动力与储能电池简介 10第三章动力与储能电池专利信息分析 12 12 析 19 21趋势分析 21国省分布 22申请人分析 23IPC分析 25 26析 26布 27分析 29IPC 30 32国省分布 32申请人分析 34第五节氧化还原液流电池(钒电池)专利分析 35 5 6 37第六节燃料电池专利分析 38 38 394析 41IPC 3第七节超级电容专利分析 44分析 44分布 45人分析 46IPC析 48 49 五章江苏省专项分析 56 56 7 59结论及建议 60分析 60建议 625目概述项目背景能源是社会与经济发展的物质基础，随着我国国民经济的快速发展，对能源的需求快速增长。长期的化石能源问题制约了全球的可持续发展，成为了经济持续发展的瓶颈。调整能源结构，加大能源科技研发力度，开发新能源和节能减排技术是我国能源政策的重大战略选择。节约能源，延缓化石能源枯竭的时间表，为新能源、可再生能源的开发利用留江苏省传统化石能源缺乏的大省，能源资源形势尤其严峻，尽管核电这些年已在逐步建设，风、光电能等新能源的发展还处于起步阶段。能源问题已经成为制约江苏省经济、合电动与纯电动汽车)电池的发展，大力推动储能及其动力电池产业的发展已经成为江苏省的必然选择与客观要求。通过提升动力电池与储能电池的技术，增强江苏省电池企业的核心竞争力，带动产业进步，是江苏省新能源产业发展的必由之路。从全国产业的发展趋、市场竞争集中技术领域及核心技术掌握者，为政府的科技项目第二节理论依据和分析方法定了任何有意义的专利战略研究必须要以市场竞争为基本目何评价一个企业的技6据进行分析和对比。针对欲进入目标市场，依据量化的竞争力础调整自己的研发方向，选择恰当的竞争战略，最终达到企业经2.1主要分析方法和工具析法征来进行统计分析，也就是通过专利文献上所固有的项目如申请日、申请国家等来识别有关文献，然后将这些专利文献按有关指标如量、专利引文数量等来进行统计分析，并从技术和经济的角度对有要求、图纸等技术内容或专利的“质”来识别专利，并按技术特征来序化，一般用来获得技术动向、企业动向、特定权利状况等方面的进行专利分析时，需要将定量分析与定性分析结合起来使用，也就息分析的工具息进行加工处理，对技术发展趋势、申请人状况、专利保护地域、定量分析研究，对行业技术领域的各种发展趋势、竞争态势有2.2专利战略应用及应用价值专利的前提，更能为企业发展其技术策略，评估竞争对手提市场中占主导地位的竞争参数，专利分析所针对的正是竞争性技术7A2.3专利战略研究的目的第三节报告撰写方法及步骤立研究主题的范围及目的”；第二个阶段利数据”；第三个阶段为“对专利数据进行行业、技术趋势等分策略”。8与修订 市场需求解析议9第四节逻辑检索表达式及专利信息数据库4.1专利数据库的技术范围电池的技术界定主要包括锂离子动力电池、铅酸电池、钠硫4.2专利数据库范围及检索年限第二章动力与储能电池简介利润、高创汇产品。伴随着人类社会进入信息时代，资讯产业蓬勃子产品不可或缺的能源——储能电池，其重要性越来越显著，太阳能源的开发与利用使其对大容量储能电池有着更大的需求；新能源实施，不仅促进了作为其配套能源的动力电池的发展，也为动力电间，同时，电动工具、电动自行车等也对动力电池有着很大的市场给动力与储能电池产业带来一个新的飞跃，抓住机遇，大力发展动一时间成为市动势较稳定，工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好(尤其适于干式荷电贮存)、造价较低等优点而广泛应用。由于严重的环境污染、比能量(单位重量所蓄电能)小，早已退出主流车载电池的应用。保护本国环境的考虑，早已限制铅酸蓄电池制造业在本国的发目前混合动力车中用得最多的电池，它在大规模量产阶段将面临在储氢合金上的稀土储量瓶颈问题。虽然是目前商用化主流，但是主应、寿命长、可以快速充电、对环境无污染等特点全世界各大公司都加大了对锂离子蓄电池的资金投入。尽管性能优越。锂动力电池不可能在2~3年内原因是镍氢动力电池便宜安全，已经达到规模化生产。锂电池还，专家预测，将朝着“镍氢——锂电——燃料电池”产业化路径看，短期能够兑现业绩的只有镍氢动力电池，因为镍氢电池技优点缺点状池作温度范围宽，贮存寿命效应价格高，须保护电路，耐过充放差，热不稳定性，存在安全性高，技术成熟，容易维护，价格便宜，回收方向之一效率高，原材料广，制备成本低，不受场地限制，效应时间快，寿命长，可瞬间充电，价格经济，无度要求高主要应用在可再生能源的储存能量密度高，无需特别的可过充过放，寿命长，环效率高，机动灵活，燃料方面1985198619871988198919901991199219931994199519961997199819851986198719881989199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010第三章动力与储能电池专利信息分析第一节总体发展趋势分析3000300025002000150010005000专利的总体申请趋势来看，我国动力与储能电池的专利39%61%。日本和美国在燃料电池方面的研究处于全球的领先地位，他们也在中国申请了大量的有关燃料电池领域的专利，开始了早期的专利战略部署。韩国在中国区域的动力与储能电1.7%。动力与储能专利在中国区域的专利类型仍以发明为主，特别是在燃料电池领域，更以上的发明专利，燃料电池是一种无污染电池，是未来动力电池的趋势，也从中国的动力与储能专专利申请的国省分布图来看，国内广东省的专利申请量居全国，大省，比亚迪股份有限公司、深圳市比克电池有限公司、深圳、深圳市山木电池科技有限公司等企业集研发、生产与一身，拥有多池相关专利。广东省也在中国区域的动力与储能电池专利申请方面遥申请人分析44%4%3%2%77%天津力神电池股份有上海神力科技有限公司深圳市比克电池有限 4%2%三星、丰田公司、松下公司、比亚迪有限公司、通用公司、天津力神电池股份有限公司、三洋、上海神力科技有限公司、深圳市比克电池有限公司、清华大学为中国区域动力与储能电池专利领域的前十位申请人。在中国区域动力与储能电池专利领域前三名专利申年龄546.74%44836司96限公司6441985198619871988198919901991199219931994199519961997199819851986198719881989199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010避免侵犯其专利权。比亚迪有限公司是是一家具有民营企业背250250200150100500是重要申请人中最早在中国区域开始动力与储能电池专度，提高全社会的知识产权保护意识，建立符合世贸组织要求的视在中国专利方6600050390H01M8H01M4H01M10H01M2H02J7H01G9C01B3C01B25B01J23G01R31403037881737 67334224018416015340002000500030001000内容1M2〕2M3HM4M造方法〔2〕5J极化或用于由电池组向负载供电的装置6G法〔2〕7从含氢混合气中分离氢；氢的净化89BJ为特，中国区域的动力与储能电池专利申请基本上集中在燃料电池及其制造(H01M8)、电极(H01M4)和二次电池及其制造(H01M10)技术分类中。燃料支发和示范的合作模式，各国之间也形成了优势互补、强强联合的合是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的的电池。动力与储能电池的主要构造包括两极和隔膜，正极材料是键因素，其直接影响动力电池的能量密度特性、比功率特性、温度第四章动力与储能电池专利信息技术分析第一节主要技术领域对比分析区域专利申请中，锂动力电池的专利申请量居首，共申请了四和1985198619871988198919901991199219931994199519961997199819851986198719881989199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010铅酸电池超级电容锂离子动力电池燃料电池 镍氢电池16001400120010008006004002000请年第二节锂动力电池专利分析趋势分析大大减少了对环境的污染。因此各大公司和研究所都在加紧锂电池课题想化学能源，在电动汽车领域有很大的发展空间。我国和世界主要发达国省分布图集中在国内申请人中。来自国外的申请也占一定比重。从专利量来池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，已广泛应用于军事和民用小型电器中，部分代替了传统电池。目前开发的大容量锂离子电池已在电动汽车中开始试用，预计将成申请国省分布状况来看，总体申请量较多，广东省的专四申请人分析有高校在本技术领域已取得了一定的技术成果，国外公司的竞争来。年龄44.88%6天津力神电池股份有限公司836限公司6467LG公司554名申请人集中于中国、日本，韩国。平均专利年龄都较短，这与符合。韩国和日本企业在该行业起步较早。平均专利年龄比中国专利中国、日本和韩国企业都很重视锂动力电池行业的知识产权保护和管神IPC分析IPC及外观设计分类内容1M电能的方法或装置2J装置或系统34F5变量67H8化学或物理性质来测试或分析材料9L的或专门适合移动的S统心的问题。供电或配电的电路装置或系统(H02J)的专利申请居第二G1R)的专利申请量分别占据第三、第四和第五位，分别占总申请量的第三节铅酸电池专利分析1趋势分析价、工艺简单、技术成熟、自放电低、免维护要求等特性，在，铅酸蓄电池出口退税。对铅酸蓄电池的生产有一定的影响。但国内市对于铅酸蓄电池的认可，给国内制造商以巨大信心。铅酸电池储能技虽然有目共睹，但要获得更多国家政策的支持，只有进一步提高铅酸2国省分布技术，我国铅酸蓄电池技术与国际水平差距不明显。国%。申请国省分布状况来看，总体申请量较多，江苏省的专风帆、浙江卧龙、南都、张天任、武汉银泰、华富、山东圣阳申请人。中国企业在本技术领域拥有绝大多数专利，前十名年龄4840352630%7287%5283%94请人全是中国企业和中国人。除了陈有孝、南都的平均专利年登公司相近。发明专利数量是显示行业或者企业自主创新实力的主要型来看，实用新型占据多数，发明专利相对较少，对于整个行业应该IPC分析IPC及外观设计分类内容1HM2M3M制造方法4HJ极化或用于由电池组向负载供电的装置5的电测试装置6CC0铅基合金7H当出现偏离正常工作条件的不希望有的变化时能完成自动切换的，专用于特种电机或电设备的或专用于电缆或线路8，以生产有色金属或其化合物9FS这种装置的系统FLG1R31)的专利申请量分别占据第三、第四和第五位，分别占总申请量第四节钠硫电池专利分析国省分布70.22%，国外(英国)申请人占29.78%。国内的钠硫电池的研究处于初级研发阶段，技术发现国外公司在国内进行专利战略部署。钠硫电池的研发和生产存在下才能运行。而如果陶瓷电介质一旦破损形成短路，高温的液态钠和来越显示其优越性。在国外日本的技术相对领先，日本东京电力公司请国省分布状况来看，总体申请量较多，广东省的专利申请人分析领域技术成果较少，国外公司的竞争者只有英国在中国有申请专年龄海硅酸盐研3.00%20222421411187司111克罗瑞德无噪音电源有限115115111311111161第五节氧化还原液流电池(钒电池)专利分析趋势分析新型大容量电化学储能装置,它不同于通常使用固体材料电,其活性物质是流动的电解质溶液,它最显著特点是规模化蓄电。液流于电池的面积和堆的节数，储能容量则取决于储液罐的容积，两者可计的灵活性打，易于模块组合，受设置场地限制下，储电规模易于调流电池将迎来一个快速的发展时期。但目前，液流电池普遍应用的条国省分布集中在国内申请人中。来自国外的申请也占一定比重。从专利量况域的专利申请国省分布状况来看，总体申请量较少，北京申请人分析年龄53限公司11中科院-大连化学物理研42425284.91%4284.91%21队7%42公司629019851986198719881989199019911992199319941995199619971998119851986198719881989199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010国家电网-中国电力科学5261十名申请人都来自中国。平均专利年龄都较短，这与氧化还燃料电池专利分析趋势分析11400120010008006004002000年代，英国人成功研制出研制出5kW的碱性燃料电池组，使燃料电池走出实生产活动。从中国的燃烧电池专利的总体申请趋势来看，我国燃烧电碳料电池是唯一一种同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有拿大、美国、德国之后的第二行列。在技术选动力燃料电池汽车技术具有一定的实现技术创新的优势。燃料电池池技术研发提高到关系国家未来竞争力的高度上。因此．要想在未中占据有利位置。就必须加快和加强我国氢能和燃料电池汽车技术国省分布38%62%请人中。国外申请人中，日本的专利申请量最多，有2419件专利业化办公室，制定了燃料电池商业化战略目标。其次是美国，有从中国的燃料电池专利申请的国省分布图来看，国内上海市的专利申请量居全国申请我国大专院校和科研机构拥有较多的燃料电池专利，上海、北京是我国的学府和科研单位的集中地，在专利申请上也位居前列。上海、台湾和辽宁的企业也很重视这方面的研究，上海神力科技有限公司、台湾胜光科技股份有限公司、辽宁的新源动力股份有限公司都拥有较多这方面的专利。江苏省的多所大学也比较注重燃料电池方面的研究，迄今已拥申请人分析88%5%5%5%3%2%2%67%松下电器产业株式会社上海神力科技有限公司中科院-大连化学物理研究所胜光科技股份有限公司丰田、通用公司、三星、松下电器产业株式会社、上海神力科技有限公司、株式会社理研究所、上海交通大学、胜光科技股份有限公司、清华大学为年龄444.84%4社4.64%6司9695594公司554从表上可以看出，中国区域燃料电池专利申请人前四名企业丰田、通用公司、三星、年以上，技术开发年期较长，参与的发明人数也在200人以上。国外企业拥有较多的本领域专利技术，我国企业的研发活动要注意避免侵犯其专利权。我国企业的上海神力科技有199419951996199719981999200020012002200320042005219941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010限公司、胜光科技股份有限公司也在本领域有较多研究。我国的大学和科研单位也是本领200200150100500科技有限公司要申请人中最早在中国区域开始燃料电池专利申请，上管理，国外公司也开始重视中国的市场，也加快对中国的专利布局。国外政府注重环境保大了这方面的研究投入。我国上海神力科技有限公司是国家科技部重点培育、上海市各级政府重点支持的民营新能源高科技企业。神力科技是以氢质子交换膜燃料电池技术、全钒液流储能电池技术研发和产业化为发展目标，是目前中国燃料电池技术研发和产业化的领先者。神力科技在国家科燃料电池技术研发与产业化规模最大的高科技公司，拥有完全自主知识产权的燃料电池技IPC814H01M8H01M4C01B3H01M2B01J23C08J5B01D71H01B1H02J7C08G65216160107734342385039240内容1H1M82〕2H1M43B含氢混合气中分离氢；氢的净化〔3〕4H1M2造方法〔2〕5B01J23化物或氢氧化物的催化剂6J制品或成形材料的制造7B01D718H1B1导体或导电物体；用作导体的材料选择9H2J7极化或用于由电池组向负载供电的装置CG5从图、表中可以看出，中国区域的燃料电池专利申请基本上集中在燃料电池及其制造 有关。燃料电池的燃料采用含氢化合物，电极采用的是惰性电极，因为电化学腐蚀要强于氢，含氢混合气，从含氢混合气中分离氢，氢的净化(C01B3)和包含金属或金属氧化物或199619971998199920002001200220032004199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010超级电容专利分析趋势分析3300250200150100500国省分布1%89%对比图3%，实用新型占27.3%，外观设计占从中国的超级电容专利申请的国省分布图来看，国内北京市的专利申请量居全国申请我国超级电容专利申请基本上掌握在大专院校和科研院所手中。北京、上海、江苏都是我国主要的学府集中地，这些大专院校科研力量较为雄厚，这些省市也是超级电容专利的申请大省。江苏省的苏州大学、南京大学、江苏工业大学等院校也对超级电容有着自己申请人分析44%3%3%2%78%上海奥威科技开发有中国科学院电工研究所南京双登科技发展研究院有限公司TDK株式会社2%3%南京双登科技发展研究院有限公司、北京理工大学、华北电力大学、TDK株式会社、复旦大学为中国区域超级电容专利领域的前十位申请人。中国企业和高校在本技术领域已取得部分掌握在大学和科研机构手中，市场化程度比较低，应促进企业与大专院校、科研院所之间的合作，更有针对性的研究超级电容的相关专利技术。上海奥威科技开发有限公司是一家主要经营双电层电容器及超级电容器的开发、生产和销售，其技术水平处于世界领先。数比期数年龄公司4.09%948353.69%84112南京双登科技发展研究院有限公司326343TDK2653从表上可以看出，中国区域超级电容专利申请人最多的企业上海奥威科技开发有限公研发方面处于领先地位，而且所有专利年龄较小，要注意避免侵犯其专利权。清华大学和中国科学院电工研究所在超级电容领域的研究活动年期都为8年，平均专利年龄也较小，IPC析 346H01GH02JH01MC01BC01GC08LF21SH01BH02NH02P2131108877350300250200150100500201849内容1H1G器件2H2J装置或系统；电能存储系统3H1M电能的方法或装置41987198819891990199119921993199419951996199719981999198719881989199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010567S统8H1B9H2N机H2P圈从图、表中可以看出，中国区域的超级电容专利申请基本上集中在电容器(H01G)、供电或配电的电路装置或系统和电能存储系统(H02J)以及用于直接转变化学能为电能的方法或装置(H01M)技术分类中。超级电容的容量比通常的电容器大得多。由于其容量很大，对外表现和电池相同，因此也有称作“电容电池”。因为超级电容的内阻较大，所以第八节镍氢电池专利分析趋势分析880060504030200国省分布4%86%对比图5%，实用新型占66.6%，外观设计占3.9%。发明专利数量是显示行业或企业自主创新实力的主要标志，从专利申请类型来看，实用新型占据多数，发明专利相对较少，对于整个行业来说应该加强关键产业和核心领域从中国的镍氢电池专利申请的国省分布图来看，国内广东省的专利申请量居全国申请广东是我国镍氢电池生产企业最为集中的省份，深圳比亚迪、深圳联科实业、深圳豪这些省份在专利申请中也是位居前列。江苏省苏州大学也对镍氢电池有所研究并拥有相关专申请人分析44%3%2%2%2%77%上海申建冶金机电技术有限公司北京有色金属研究总院比亚迪股份有限公司天津和平海湾电源集限公司中山中炬森莱高技术有限公司重庆长安汽车股份有2%%2%松下(Matsushita)、三洋(Sanyo)、上海申建冶金机电技术有限公司、北京有色金属研究总院、比亚迪股份有限公司、南开大学、天津和平海湾电源集团有限公司、中山中炬森莱高技术有限公司、浙江大学、重庆长安汽车股份有限公司为中国区域镍氢电池专利领域的前十位申请人。中国企业和高校在本技术领域已取得一定的技术成果，国外公司的竞数比期数年龄%88737647944司4934858公司833从表上可以看出，中国区域镍氢电池专利申请人最多的两个企业都是日本企业，平均动年期在5年左右，技术开发年期较短，上海申建冶金机电技术有限公司和天津和平海湾电。HH01M10H01M4H01M2H02J7C22C19C01G53C22C23G01R31C23C8C22C4520218449 141363322200250150100500内容1H01M102H1M4电极(用于电解法的电极入C25)〔2〕3H1M2造方法〔2〕4H2J7极化或用于由电池组向负载供电的装置5CC96CG3属粉末制造制品；金属粉末的制造7CC38GR31装置9C非金属元素的固渗；材料表面与一种活性气体反材料反应产物的金属材料表面化学处理法，例如转化〕CC5从图、表中可以看出，中国区域的镍氢电池专利申请基本上集中在二次电池及其制造 广东广东北京上海江苏天津20001800160014001200100080060040020001动力与储能电池领域中国区域专利主要技术领域重点省市专利布局池12310氧化还原液(钒电池)660看出，我国在钠硫电池和钒电池技术方面的研究成果比较少。钠硫电池比较高，市场上主要是作为大功率储能方面有一定的优势，但是发受到环境的制约；广东省是我国的二次电池生产大省，在锂动力电池和镍氢电池领域的明显的优势，省内有多家集产研于一身的重点企业，比如比亚迪股木电池科技有限公司、深圳市海盈科技有限公司、深圳市邦凯电子江苏省在铅酸电池领域的专利申请较多，华富实业有限公司在扩大产能的同限公司和艾诺斯(江苏)华达电源系统有限公司的资产、收入与利润所占比重均较大，是具有优势，上海市企业也重视本领域的研究，上海神力科技有术主要掌握在大专院校和科研单位手中，北京市是我国的重要。三星三星