中國粉體網(wǎng)訊 2010年后，借著鋰資源供應(yīng)日漸緊張的“東風(fēng)”，鈉離子電池研究重新得到了廣泛關(guān)注。本文通過中國專利信息中心和知網(wǎng)提供的專利檢索，從專利角度梳理鈉離子電池的專利申請，來對該領(lǐng)域的專利的時(shí)間分布、地域分布以及各關(guān)鍵技術(shù)的重點(diǎn)專利申請一窺究竟，以期對該領(lǐng)域的專利技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r以及專利審查提供參考。檢索對象限定在2021年10月之前公開的發(fā)明和實(shí)用新型專利申請，且僅檢索中文專利和英文的世界專利。
1.全球?qū)＠植几艣r
鈉離子電池最早在20世紀(jì)70年代末與鋰離子電池同時(shí)受到關(guān)注。通過對中國國內(nèi)的“鈉離子電池”以及世界范圍內(nèi)“Sodium battery/cell”關(guān)鍵詞專利申請進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如下。
1.1申請年度分布
圖1：世界鈉離子電池專利申請數(shù)量趨勢（截至2021年前）
基于專利的技術(shù)趨勢分析通常遵循四個連續(xù)的階段：i）前期（新興），ii）起飛（成長），iii）加速（成熟），最后 iv）穩(wěn)定（飽和）。開發(fā)前階段的特點(diǎn)是年度專利數(shù)量呈指數(shù)增長，而成長階段的特點(diǎn)是專利數(shù)量下降，因?yàn)楣疽呀?jīng)在對技術(shù)進(jìn)行整合和商業(yè)化。
圖1反應(yīng)了鈉離子電池專利申請量的年度變化。從圖中可以看出，鈉離子電池的研究起始于20世紀(jì)70年代。曲線在1990~2005之間有小高峰，這里的專利有相當(dāng)一部分是由日本主要研究的鈉硫電池構(gòu)成。鈉硫電池是一種高溫鈉離子電池，起步遠(yuǎn)早于現(xiàn)在研究的室溫鈉離子電池，由上世紀(jì)90年代被日本科學(xué)家發(fā)明。在2010年以后，專利申請量開始上升，并自2012年起進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期。這體現(xiàn)了2010年后鈉離子電池研究的興趣重燃。自2017年以來，鈉離子電池的年度專利數(shù)量呈下降趨勢，標(biāo)志著進(jìn)入增長階段。專利數(shù)量的這種下降歸因于研究的縮減，因?yàn)楣鹃_始專注于商業(yè)化。
1.2申請地域分布
圖2：鈉離子電池專利申請來源國分析（截至2021年10月前）
申請來源國排名前三位的是中國、日本和美國。這反映出這些國家在該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力狀況領(lǐng)先。其中，中國的專利申請量占比最大，占到了中英文專利總數(shù)的38%�？梢钥闯鲋袊髽I(yè)和研究機(jī)構(gòu)對鈉離子電池的研究十分重視。
2.中國專利概況
通過對中國國內(nèi)的“鈉離子電池”關(guān)鍵詞專利申請進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如下。
2.1申請年度分布
圖3：中國鈉離子電池專利申請數(shù)量趨勢（截至2021年前）
國內(nèi)的“鈉離子電池”關(guān)鍵詞專利申請統(tǒng)計(jì)年度申請數(shù)量趨勢結(jié)果如圖3。與世界專利申請數(shù)量趨勢相比，中國的專利申請起步較晚，但上升迅速。與世界趨勢圖類似，在2010年以后，中國鈉離子電池專利申請量開始上升，并自2012年起進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期。與世界專利申請趨勢類似，中國的鈉離子電池專利也在2017年后開始下降，標(biāo)志著進(jìn)入增長階段�？梢姳M管中國的鈉離子電池研究起步略晚，但并未落伍。
2.2申請人排名
對“鈉離子電池”專利檢索結(jié)果進(jìn)行申請人排名分析，結(jié)果如圖4：
圖4：中國鈉離子電池申請人排名（截至2021年10月前）
由圖4可以看出，專利申請的前十名除了寧德時(shí)代一家公司外，其余均為高校或科學(xué)研究院所。陜西科技大學(xué)和中南大學(xué)掌握最多的鈉離子電池專利。這反映出目前鈉離子技術(shù)的發(fā)展程度還不夠成熟，離大規(guī)模市場應(yīng)用還有一定的距離。
2.3關(guān)鍵技術(shù)分布
對“鈉離子電池”專利檢索結(jié)果進(jìn)行二次檢索，分別檢索“正極材料”、“負(fù)極材料”和“電解質(zhì)/電解液”，結(jié)果分布如下：
圖5：中國鈉離子電池各技術(shù)分支申請量分布（截至2021年10月前）
可以看出，鈉離子電池材料的研究重心還是更多在于正極和負(fù)極材料上。
2.3.1正極材料
對“正極材料”的檢索結(jié)果進(jìn)一步二次檢索，檢索三種目前鈉離子電池常用的正極材料，結(jié)果如圖6：
圖6： 中國鈉離子電池正極材料專利申請量分布（截至2021年10月前）
可以看出三種正極材料的研究數(shù)量不相上下，在未來的一段時(shí)間內(nèi)，這三種正極材料還將進(jìn)行競爭。
2.3.2負(fù)極材料
對“負(fù)極材料”的檢索結(jié)果進(jìn)一步二次檢索，檢索五種目前鈉離子電池的負(fù)極材料，結(jié)果如圖7：
圖7：中國鈉離子電池負(fù)極材料專利申請量分布（截至2021年10月前）
由圖可以看出，碳基的負(fù)極材料（如硬碳）是鈉離子電池研究的熱點(diǎn)。
2.3.3電解質(zhì)
對“電解質(zhì)/電解液”的檢索結(jié)果進(jìn)一步二次檢索，檢索三種目前鈉離子電池常用的電解質(zhì)，結(jié)果如圖8：
圖8：中國鈉離子電池電解質(zhì)專利申請量分布（截至2021年10月前）
由圖8可見，有機(jī)電解液是鈉離子電池的電解液中的研究熱點(diǎn)，但是水系電解液的研究也占有一席之地。
3.國內(nèi)重點(diǎn)企業(yè)專利分析
3.1寧德時(shí)代專利分析
寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司是國內(nèi)研究鈉離子電池的領(lǐng)頭企業(yè)之一。2021年7月29日，寧德時(shí)代成功舉行了首場線上發(fā)布會，董事長曾毓群博士發(fā)布了寧德時(shí)代的第一代鈉離子電池。通過在知網(wǎng)以關(guān)鍵詞“主題：鈉離子電池”and“申請人：寧德時(shí)代”搜索專利，一共找到35項(xiàng)專利，其中8項(xiàng)專利已經(jīng)授權(quán)，授權(quán)公開與申請公開重復(fù)，實(shí)際專利27項(xiàng)，專利總體情況如下：
圖9：寧德時(shí)代鈉離子電池專利發(fā)表數(shù)量趨勢（截至2021年10月前）
可以看出，寧德時(shí)代自2018年開始，專利的發(fā)表數(shù)量是逐年增加的，這體現(xiàn)了鈉離子電池研究進(jìn)展的速度在加快。
圖10：寧德時(shí)代鈉離子電池專利的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)
由于關(guān)鍵詞之間聯(lián)系緊密，共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖排布較為密集。出現(xiàn)最多的前幾大關(guān)鍵詞為：容量保持率、倍率性能、正極活性材料、普魯士藍(lán)、放電容量、放電比容量、初始容量和壓實(shí)密度。可以看出寧德時(shí)代鈉離子電池具體研究的重心在于正極材料的普魯士藍(lán)類材料。
圖11：寧德時(shí)代鈉離子電池專利作者合作網(wǎng)絡(luò)
專利發(fā)明人情況如圖11所示，數(shù)量從多到少依次為梁成都、郭永勝、曾毓群、劉倩、蘇碩劍和王瑩等。董事長曾毓群博士發(fā)布的專利署名只有自己一人，所以在合作網(wǎng)絡(luò)上呈現(xiàn)出孤島狀。
3.2中科海鈉專利分析
中科海鈉科技有限責(zé)任公司是一家專注于鈉離子電池研發(fā)與生產(chǎn)的高新技術(shù)型企業(yè)。通過在知網(wǎng)以關(guān)鍵詞“主題：鈉離子電池”and“申請人：中科海鈉”搜索專利，一共找到22項(xiàng)專利，專利總體情況如下：
圖12：中科海鈉鈉離子電池專利發(fā)表數(shù)量趨勢（截至2021年10月前）
與寧德時(shí)代類似，自2018年開始，除了還未結(jié)束的2021年，中科海鈉鈉離子電池專利的發(fā)表數(shù)量也是逐年增加的。
圖13：中科海鈉鈉離子電池專利的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)
出現(xiàn)最多的前幾大關(guān)鍵詞為負(fù)極材料、惰性氣氛、容量保持率、導(dǎo)電劑、表面包覆和電荷平衡�？梢钥闯�，與寧德時(shí)代不同，中科海鈉的研究重心在于鈉離子電池的負(fù)極材料。
圖14：中科海鈉鈉離子電池專利作者合作網(wǎng)絡(luò)
專利發(fā)明人情況如圖14所示，數(shù)量從多到少依次為胡勇勝、唐堃、戚興國、鞠學(xué)成和任瑜等。
4.總結(jié)
對于一項(xiàng)技術(shù)，要判斷其對未來產(chǎn)業(yè)的影響力，除了與自身的研究水平有關(guān)，還受市場、企業(yè)能力、政府政策以及其他因素的影響。但是對處于產(chǎn)業(yè)化初期的技術(shù)而言，專利指標(biāo)能有效地反映其產(chǎn)業(yè)影響力。為了更深入地把握鈉離子電池技術(shù)未來產(chǎn)業(yè)影響力，將來可對鈉離子電池的各種技術(shù)的專利文獻(xiàn)分時(shí)段進(jìn)行文本聚類，以判斷各種技術(shù)的技術(shù)障礙、應(yīng)用領(lǐng)域變化、技術(shù)發(fā)展方向，進(jìn)而把握其未來產(chǎn)業(yè)影響力。今后通過更深入的研究、專利指標(biāo)獲取上的日益進(jìn)步，將能夠更加全面且客觀地比較與分析各種鈉離子電池技術(shù)未來產(chǎn)業(yè)影響力。
參考來源：
1.中國專利信息中心
2.中國知網(wǎng)
3.鄭偉偉，鄧雋. 鈉離子電池專利技術(shù)分析
4.姜照華等. 基于專利指標(biāo)的新興電化學(xué)儲能技術(shù)未來產(chǎn)業(yè)影響力比較
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/波德）
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