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        【原創(chuàng)】警醒!三元材料核心專利技術(shù)缺失,國(guó)內(nèi)鋰電產(chǎn)業(yè)恐將重蹈中興的覆轍


        來源:中國(guó)粉體網(wǎng)   平安

        [導(dǎo)讀]  在當(dāng)前新能源汽車火熱的發(fā)展形勢(shì)下,國(guó)內(nèi)鋰電行業(yè)排名靠前的企業(yè),特別是有志參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的龍頭企業(yè),應(yīng)該以此為鑒,更加長(zhǎng)遠(yuǎn)、有策略地布局三元材料核心專利技術(shù)。

        中國(guó)粉體網(wǎng)訊  談到鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的國(guó)際格局,我們通常的印象就是:東亞三強(qiáng)中、日、韓占據(jù)著鋰離子電池的第一梯隊(duì),國(guó)內(nèi)CATL、BYD等巨頭迅速崛起,特別是CATL在2017年動(dòng)力電池出貨量雄踞世界第一,很多人都覺得中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)即將領(lǐng)跑全球,沒有人會(huì)認(rèn)為我們需要在鋰離子電池產(chǎn)業(yè)上再看美國(guó)人的臉色。但是我們卻都忽略了一個(gè)極為重要的問題——三元材料核心專利技術(shù)的缺失。

        前車之鑒

        談到核心專利技術(shù),我們的前車之鑒不可謂不多。近有中興的慘痛教訓(xùn),遠(yuǎn)有前些年磷酸鐵鋰電池的技術(shù)專利危機(jī)。熟悉國(guó)內(nèi)鋰電池行業(yè)發(fā)展的人或許都還記得2012年磷酸鐵鋰電池的“專利無效案”,當(dāng)時(shí)的加拿大魁北克水電公司等三家企業(yè)宣稱擁有磷酸鐵鋰電池技術(shù)專利,起訴中國(guó)專利復(fù)審委員會(huì)關(guān)于其磷酸鐵鋰電池專利技術(shù)無效的裁定無效。

        據(jù)了解,加拿大公司的專利申請(qǐng)幾乎涵蓋了目前磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)技術(shù)的全部環(huán)節(jié)。如果按照這個(gè)專利來判斷,國(guó)內(nèi)大部分電池生產(chǎn)企業(yè)都屬于侵權(quán)了。而且如果外方勝訴,意味著今后國(guó)內(nèi)電池生產(chǎn)企業(yè)如果生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池,就需要向?qū)@钟蟹嚼U納專利費(fèi)。而當(dāng)時(shí)外方要價(jià)也很高:一次性繳納1000萬美元專利入門費(fèi)或者是每噸磷酸鐵鋰?yán)U納2500美元。

        幸運(yùn)的是,這場(chǎng)對(duì)于中國(guó)磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)和新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要的專利官司以外方失敗告終。盡管如此,目前我們?nèi)魏纬隹诘牧姿徼F鋰相關(guān)產(chǎn)品都必須繳納高昂的專利費(fèi)獲得授權(quán)。這起訴訟案件中諸多的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),頗值得國(guó)內(nèi)鋰電界思考。在當(dāng)前新能源汽車火熱的發(fā)展形勢(shì)下,國(guó)內(nèi)鋰電行業(yè)排名靠前的企業(yè),特別是有志參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的龍頭企業(yè),應(yīng)該以此為鑒,更加長(zhǎng)遠(yuǎn)、有策略地布局三元材料核心專利技術(shù)。

        競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)

        相對(duì)于全球三元材料的發(fā)展趨勢(shì),國(guó)內(nèi)的專利申請(qǐng)起步較晚,在1996年才出現(xiàn)相關(guān)的專利申請(qǐng),并且在1996—2008年期間發(fā)展相對(duì)緩慢,與全球?qū)@纳暾?qǐng)趨勢(shì)相比,發(fā)展相對(duì)滯后。



        從總體來看,國(guó)內(nèi)三元材料申請(qǐng)比較分散,行業(yè)集中度差,并沒有得到足夠的發(fā)展,尤其是國(guó)內(nèi)鋰電龍頭企業(yè)涉足較少,整體研究氛圍不強(qiáng)。




        相較于日韓企業(yè),國(guó)內(nèi)企業(yè)比亞迪在2002年才有關(guān)于三元材料的專利申請(qǐng),科捷、江南大學(xué)在2010年以后才開始出現(xiàn)關(guān)于三元材料的專利,起步比日韓企業(yè)晚了近10年,因此,國(guó)內(nèi)企業(yè)在三元材料上并沒有掌握核心專利,且由于日韓企業(yè)、美國(guó)3M公司等國(guó)外重要申請(qǐng)人布局早,同時(shí)掌握核心專利,國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人在三元材料上的專利申請(qǐng)基本都是外圍申請(qǐng),且方法類專利申請(qǐng)偏多,造成國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人在三元材料上的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力不強(qiáng)。



        基礎(chǔ)核心專利技術(shù)缺失

        三元材料在主要制備方法及改性手段方面的技術(shù)發(fā)展路線大致如下:最早的三元材料是日本電池株式會(huì)社于1997年9月9日申請(qǐng)的NiCoAl三元材料,其采用共沉淀法制備。之后,日本中央電氣工業(yè)株式會(huì)社于1999年11月5日申請(qǐng)了共沉淀法制備陽離子摻雜的NiCoMn三元材料。

        2001年美國(guó)IIion Technology公司申請(qǐng)了且優(yōu)先權(quán)日為2000年9月14日的采用固相法制備NiCoMn三元材料的專利,從而使三元材料的制備方法從共沉淀法擴(kuò)展到固相法。隨后,開始出現(xiàn)原子摻雜改性三元材料的專利申請(qǐng),如2000年12月11日申請(qǐng)的F原子摻雜改性,之后原子摻雜也發(fā)展迅速,成為改性三元材料的重要手段。


        2005年11月15日3M創(chuàng)新公司獲得的、優(yōu)先權(quán)日為2001年4月27日的關(guān)于NiCoMn三元材料授權(quán)的美國(guó)專利US6964828B2及其同族專利CN100403585C等,其主要限定了NiCoMn中Ni的含量,從而顯著提高了三元材料的性能,成為三元材料的基礎(chǔ)核心專利,至今制約著中國(guó)鋰電行業(yè)內(nèi)三元材料的發(fā)展?v觀前述三元材料技術(shù)發(fā)展路線可知,三元材料的基礎(chǔ)專利技術(shù)仍掌握在國(guó)外申請(qǐng)人手中。




        專利布局的策略建議

        我國(guó)與日、韓等鋰電強(qiáng)國(guó)相比,雖然在專利申請(qǐng)數(shù)量上逐漸呈現(xiàn)出趕超之勢(shì),但在核心技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)中仍處于劣勢(shì),鋰電池基礎(chǔ)材料的核心專利技術(shù)大多被國(guó)外巨頭掌握。通過對(duì)三元材料專利申請(qǐng)的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),在三元材料的安全性、成本問題等方面還有很大的發(fā)展空間。我們可以在這些方面加大研發(fā)投入,以期能夠掌握相關(guān)的核心專利。

        從早先的特斯拉純電動(dòng)車自燃到后來頻發(fā)的三星Note7手機(jī)爆炸,與此類事件高度相關(guān)的鋰電池的安全性能受到了越來越多的關(guān)注。從專利的統(tǒng)計(jì)可以看出,目前針對(duì)三元材料的安全性專利申請(qǐng)較少,特別是國(guó)外重點(diǎn)申請(qǐng)人圍繞三元材料的安全性專利布局還沒有形成完善體系,國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人可以將三元材料安全性作為重點(diǎn)研究方向。

        同時(shí),可以在一些國(guó)外較少關(guān)注的細(xì)分領(lǐng)域進(jìn)行布局。目前新能源汽車市場(chǎng)增長(zhǎng)迅猛,國(guó)內(nèi)外均面臨著動(dòng)力電池回收的現(xiàn)實(shí)問題,特別是可以通過回收稀缺資源鈷從而降低三元材料的成本。從專利的統(tǒng)計(jì)也可以看出,涉及三元材料成本降低的專利申請(qǐng)非常少,而且目前專門針對(duì)電池回收的企業(yè)幾乎沒有,相關(guān)技術(shù)非常欠缺。

        參考文獻(xiàn):

        余志敏,周述虹,閻澄,等.鋰離子電池三元材料專利技術(shù)分析[J].儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù),2017,6(3):596-604.

        曹武佳.鋰電池生死劫?三元材料專利技術(shù)隱憂凸顯[N].中國(guó)有色金屬報(bào),2018-02-24(4)

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        作者:平安

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