靳文婷，廖滿生，黃 驥，魏子棟

（1重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，重慶 400044；2湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南 長沙 410006；3西南政法大學(xué)，重慶 401120；4重慶知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)協(xié)同創(chuàng)新中心，重慶 401120；5中國電子科技集團(tuán)公司第二十六研究所，重慶 400060）

面對日益嚴(yán)重的全球能源緊缺危機(jī)和環(huán)境污染問題，我國政府提出“雙碳”目標(biāo)，發(fā)展新能源汽車及其推廣應(yīng)用已迫在眉睫。當(dāng)前，“里程焦慮”是消費(fèi)者接受新能源汽車的主要障礙，續(xù)航能力不足已成為困擾新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要癥結(jié)。鋰離子電池是新能源汽車的主流動力源，其能量密度直接決定著汽車的續(xù)航里程，并影響整車的性能及成本[1]。因此，開發(fā)高能量密度的車用鋰離子電池，對于新能源汽車市場產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義?！吨袊圃?025》提出了我國動力電池能量密度的發(fā)展規(guī)劃——2025 年達(dá)到400 W·h/kg，2030 年達(dá)到500 W·h/kg。但我國多數(shù)企業(yè)的電池產(chǎn)品性能距離上述目標(biāo)仍有相當(dāng)差距。因此，分析全球高能量密度鋰離子電池的專利申請情況，能夠為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)突破電池能量密度方面的技術(shù)瓶頸提供線索和啟示。此外，中國是全球規(guī)模最大、增速最快的新能源汽車市場，是各國新能源汽車產(chǎn)業(yè)巨頭爭相布局的區(qū)域[2]。上述專利分析也能有益于我國企業(yè)在國際競爭中占據(jù)有利位置，保障我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)安全。

1 數(shù)據(jù)來源說明

本文分析的專利數(shù)據(jù)來源于“innojoy 專利搜索引擎(www.innojoy.com)”，其收錄了全球105個國家的超過1.4 億件專利數(shù)據(jù)。檢索截止日期為2021 年7 月30 日，檢索詞為TAC=((“l(fā)ithium ion battery”O(jiān)R“l(fā)ithium battery”O(jiān)R“l(fā)ithium-ion battery”O(jiān)R“l(fā)ithium ion secondary battery”O(jiān)R“l(fā)ithium-ion secondary battery”O(jiān)R“l(fā)ithium ion cells”) and (“energy density”O(jiān)R“capacity density”)) and DESCR=(“vehicles”O(jiān)R“cars”O(jiān)R“electrocars”or“vehicle”O(jiān)R“car”O(jiān)R“electrocar”) and PICSC=H01M，通過批量和人工去噪后，共檢索到車用高能量密度鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)發(fā)明專利2434 件。本文將統(tǒng)計和分析的對象限定為涉及提高了鋰離子電池能量密度的發(fā)明專利。需注意，根據(jù)電池能量密度的計算公式(1)、(2)，能量密度的提高需綜合考慮電極材料的容量、電壓、活性物質(zhì)質(zhì)量及電池整體質(zhì)量(或體積)四方面因素[3]，對于涉及上述部分因素但未涉及提高電池能量密度的發(fā)明專利不包含在本文統(tǒng)計分析范圍之內(nèi)。此外，由于大量發(fā)明專利是在申請日起滿十八個月之時才被公開，所以本文統(tǒng)計的2019、2020 年的專利申請數(shù)量會小于實際數(shù)量。

2 專利申請狀況分析

2.1 專利申請數(shù)量的演變階段

為了解車用高能量密度鋰離子電池技術(shù)發(fā)展趨勢，本文分別統(tǒng)計了全球和中國各年度申請量，并制成專利申請趨勢圖(圖1)。從圖1中可以看到，全球和中國的申請量變化趨勢大體一致，可分為三個主要階段。

圖1 車用高能量密度鋰離子電池專利申請趨勢Fig.1 Patent application trend of high energy density Li-ion batteries for vehicles

2.1.1 起步期(1979—1998年)

車用高能量密度鋰離子電池技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)70 年代，由加拿大的Exxon Research Engineering Co 提出了采用有機(jī)溶劑電解質(zhì)組合物以獲得高能量密度鋰離子電池的專利，是該領(lǐng)域最早的專利。1977—1998年，在該領(lǐng)域的技術(shù)尚處于摸索時期，全球每年專利申請量均在個位數(shù)級波動，主要是美國、日本、韓國的專利，集中于電極材料和電解液的研究，試圖開發(fā)合適的嵌鋰電極材料和尋找新的電解液來提高鋰離子電池能量密度。該階段尚未出現(xiàn)中國專利。

2.1.2 緩慢增長期(1999—2008年)

1997 年美國德克薩斯州立大學(xué)Goodenough研究團(tuán)隊揭示了磷酸鐵鋰具有可逆性嵌入脫出鋰的特性并就該晶體結(jié)構(gòu)申請專利，鋰離子電池的研究開始獲得越來越多的關(guān)注。該階段的全年專利申請呈緩慢增長趨勢，于1999年首次破十，在2007年達(dá)到峰值(47件)。這表明，車用高能量密度鋰離子電池技術(shù)的商業(yè)化取得了關(guān)鍵性進(jìn)展，應(yīng)用前景逐漸明朗化。該階段中國專利申請仍然較少，基本來自科研院所。

2.1.3 快速增長期(2009年至今)

2009—2021 年，全球和中國的專利申請量都出現(xiàn)大幅增長，尤其是在2015—2018 年，增長迅猛。這主要是因為三元鋰離子電池規(guī)模工業(yè)化問題得以突破，乘用車市場開始爆發(fā)，帶動了專利申請量的增長。2015 年前，全球?qū)＠暾埩吭鲩L速率高于中國，但自2015 年起，中國專利申請增長率開始與全球增長率保持一致，為全球申請量快速增長注入重要動力[4]。主要原因包括：①中國政府除了增強(qiáng)對新能源汽車行業(yè)的補(bǔ)貼力度，還提高補(bǔ)貼的精準(zhǔn)度，將更多的資源用于支持長續(xù)航、高能量密度電池的新能源汽車；②中國消費(fèi)者對高續(xù)航新能源汽車的愈加青睞，吸引更多的企業(yè)開發(fā)高能量密度的鋰離子電池技術(shù)以搶占市場；③國內(nèi)企業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)意識增強(qiáng)，積極進(jìn)行專利布局。

2019—2021 年申請數(shù)量有所下降，這與該階段的部分專利在檢索數(shù)據(jù)的時間截止點(diǎn)尚未公開有關(guān)。

2.2 專利申請主要來源國情況分析

專利申請來源國情況能夠反映技術(shù)研發(fā)的國際競爭格局。將檢索到的車用高能量密度鋰離子電池專利按照申請人國籍進(jìn)行分類統(tǒng)計，得到專利申請主要來源國情況圖。如圖2所示，來源于中國的專利數(shù)量最多，共1305 件，占全球?qū)＠偭康?3.6%，來源于日本的專利數(shù)量為419 件，占比17.2%，位列第二，此后依次為美國(394 件)，韓國(231 件)。中國、日本、美國和韓國的專利數(shù)量之和占全球總量的96.5%，基本涵蓋了該技術(shù)領(lǐng)域的主流技術(shù)。

圖2 專利申請主要來源國分布圖Fig.2 The distribution of the main source countries of patent applicants

要考察這些國家在該技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新水平和競爭態(tài)勢，不能僅看專利數(shù)量，還須關(guān)注專利質(zhì)量。國際上一般通過專利被引用的情況、同族專利的情況來衡量專利質(zhì)量。專利被引次數(shù)越多，該專利越可能是基礎(chǔ)專利、核心專利。同族專利數(shù)量越多，說明專利布局越密集，該專利越受重視。包含眾多同族專利的“大家族”越多，通常說明專利的國際布局越充分。本文統(tǒng)計專利申請主要來源國的專利被引次數(shù)和同族專利數(shù)，如圖3所示。

圖3 專利申請主要來源國的市場競爭力分析Fig.3 The market competitiveness analysis of the main source countries of patent applicants

在同族專利數(shù)量方面，來自中國申請人的同族專利數(shù)量最多，來自日本申請人的數(shù)量位居第二。來自美國申請人的數(shù)量雖然只排名第三，但其被引證次數(shù)最多，共4310 次，這說明美國的企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)的許多專利具有較大的技術(shù)影響力和延伸力。如表1所示，在來自中國、美國、日本和韓國的專利家族中，規(guī)模在1～3 件的專利家族的成員數(shù)量在各國專利總量中的占比分別為中國87.97%、美國39.59%、日本61.34%、韓國38.10%；專利家族規(guī)模在10 件以上的占比分別為中國2.07%、美國16.24%、日本7.16%、韓國12.99%?？梢?，中國的同族專利總量多，但“大家族”很少，這從側(cè)面反映了中國在該領(lǐng)域的的布局主要局限于本國，國際布局不足，對國際市場的影響力有限。美國的同族專利數(shù)量雖位居第三，但“大家族”數(shù)量最多，明顯超過中國，說明其國際布局充分，對全球市場的影響很大。

表1 主要國家的專利家族規(guī)模及數(shù)量Table 1 The size and number of patent families in major countries

進(jìn)一步結(jié)合重點(diǎn)國家專利申請人的專利布局目標(biāo)來看(圖4)，值得注意的是，美國、日本國籍的申請人都將中國作為其海外專利布局的重要對象。韓國國籍申請人的海外專利布局的最主要對象是美國，其次是中國。這說明目前外國新能源汽車產(chǎn)業(yè)巨頭正不斷地在強(qiáng)化對于中國市場的專利布局。

圖4 專利來源國、目標(biāo)國分析Fig.4 The patent analysis of origin country and target country

2.3 主要申請人分析

對申請數(shù)量位于前列的主要申請人進(jìn)行分析，有助于了解車用高能量密度鋰離子電池技術(shù)的研發(fā)競爭和市場競爭格局。本文將申請數(shù)量排名前十的申請人界定為“主要申請人”。如圖5 所示，在主要申請人中，中國申請人占據(jù)三席，其中包括位居榜首的寧德時代，日本占五席，韓國占兩席。中國主要申請人的專利申請量之和占中國申請人申請總量的13%，而日本主要申請人的專利申請量之和占日本申請人申請總量的49%?？梢?，中國的專利申請分散于眾多主體，集中度不高，而日本的專利申請較為集中。而且，日本的主要申請人有四家為企業(yè)，說明日本形成了技術(shù)優(yōu)勢企業(yè)主導(dǎo)技術(shù)研發(fā)的態(tài)勢。

圖5 主要申請人(機(jī)構(gòu))排名Fig.5 Ranking of main applicants

對主要申請人(機(jī)構(gòu))的專利被引次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析(圖6)，中國科學(xué)院專利被引次數(shù)為438 次，寧德時代被引次數(shù)210 次，珠海冠宇被引次數(shù)30次；日產(chǎn)汽車被引次數(shù)345 次，日立被引次數(shù)260次，其他三位日本主體被引次數(shù)均在100 次以上，這表明了中國有較多基礎(chǔ)技術(shù)、核心技術(shù)來自科研院所，且中國企業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)的掌控上與日本企業(yè)相比仍有差距。

圖6 主要申請人的專利被引次數(shù)分析Fig.6 Analysis of patent citation times of main applicants

本文按照國際專利分類(IPC)對主要申請人(機(jī)構(gòu))的專利申請進(jìn)行技術(shù)領(lǐng)域的劃分，以此考察該領(lǐng)域的研發(fā)重點(diǎn)[5]。由于一項專利申請可能同時歸屬于多個技術(shù)領(lǐng)域，所以該項統(tǒng)計中的專利總量高于實際申請總量。表2展示了專利申請量大于70件的技術(shù)領(lǐng)域分布情況，可以看出，相關(guān)研發(fā)主要集中于以下方面：①電極材料的研發(fā)制備，特別是通過材料改性進(jìn)行電池電芯能密度的提高，例如H01M4/525、H01M4/36等；②電解液/電解質(zhì)的選擇或功能優(yōu)化，比如H01M10/056中專利技術(shù)闡述以溶劑為特征的非水電解質(zhì)或功能添加劑的優(yōu)化；③電芯制造工藝技術(shù)(簡稱制造工藝)，如H01M4/13 相關(guān)專利中涉及的極片工藝制造方法；④電池模塊成組技術(shù)，如H01M10/058構(gòu)造中提到的模組結(jié)構(gòu)優(yōu)化。進(jìn)一步對H01M10/0525 的鋰離子電池與H01M10/052的鋰蓄電池所涉及的技術(shù)領(lǐng)域深入挖掘，可以發(fā)現(xiàn)其除了包括前4 項所闡述的技術(shù)外，還包括主要材料中的隔膜，輔材(集流體、黏結(jié)劑等)和整體電芯設(shè)計三方面的技術(shù)內(nèi)容。

表2 主要申請人的技術(shù)領(lǐng)域分布(申請量＞70件)Table 2 Technical field distribution of patent applicantions patent applications>70

3 專利技術(shù)主題分析

電池能量密度一方面是指單體電池的能量密度，即電池電芯的能量密度，另一方面是指電池板系統(tǒng)的能量密度，即指電池電芯通過模組形式組成的整個電池板塊的能量密度。根據(jù)兩個維度的詮釋，相應(yīng)地增加電池能量密度主要有兩種技術(shù)路線：其一從電池電芯能量密度出發(fā)，主要依靠化學(xué)體系的突破；其二針對系統(tǒng)能量密度的提升，則是合理設(shè)計單體電芯和模組排布結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)電池系統(tǒng)的“減重瘦身”。

本文依據(jù)上述兩種主要技術(shù)路線并結(jié)合IPC統(tǒng)計分析，繪制了如圖7的左側(cè)餅圖，可以得到提高電池電芯能量密度的專利申請量占比為88%，提高電池板系統(tǒng)能量密度的專利申請量占比為12%；進(jìn)一步分析電池電芯專利技術(shù)如圖7 右側(cè)餅圖所示，主要材料和制造工藝的優(yōu)化是提高電池電芯能量密度專利技術(shù)布局的突破點(diǎn)，分別占專利申請總量的61%和14%。在提高電池電芯能量密度的基礎(chǔ)上，本文著重從主要材料(正負(fù)極材料、電解液)和制造工藝兩方面的專利展開分析。

圖7 車用高能量密度鋰離子電池專利技術(shù)構(gòu)成分析Fig.7 The patented technology component analysis of high energy density Li-ion batteries for vehicles

3.1 電池電芯的能量密度

電池電芯包含了正極材料、負(fù)極材料、隔膜及電解液四大主要材料，還有集流體、外殼、蓋帽、黏結(jié)劑及導(dǎo)電劑等諸多輔助材料。電芯理論容量值上限由正極和負(fù)極材料決定，電芯的實際容量發(fā)揮則可通過材料優(yōu)化和制造工藝優(yōu)化等手段接近理論容量。

3.1.1 主要材料

鋰離子電池正極提供鋰源，負(fù)極接納儲存鋰，電解液傳導(dǎo)鋰離子，隔膜作為隔離屏障和離子通道。其中正負(fù)極材料決定了電芯理論容量上限，專利申請占據(jù)了主要材料的絕大部分。目前已商業(yè)開發(fā)應(yīng)用的正極材料主要有鎳鈷錳或鎳鈷鋁三元材料、磷酸鐵鋰和錳酸鋰等；負(fù)極材料主要有石墨、硅碳和鈦酸鋰等[6]。分析正、負(fù)極材料相關(guān)的專利，提高電池電芯能量密度的技術(shù)方案可歸納為以下四個方面，其專利數(shù)量比例分布如圖8所示。

圖8 電極材料專利技術(shù)分布Fig.8 Patent application technology distribution of electrode material

（1）材料改性是有效提高現(xiàn)有材料比容量的主要途徑，占正、負(fù)極材料相關(guān)的專利申請總量的71%。這類專利中，實現(xiàn)材料改性的技術(shù)手段主要有：①元素?fù)诫s，主要針對正極材料進(jìn)行金屬元素?fù)诫s(如鈷、鎳)，提升比容量、導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等性能；②包覆層，主要有碳包覆和有機(jī)聚合物包覆，包覆改性可以提高正、負(fù)極材料的導(dǎo)電性、穩(wěn)定性和吸液保液能力，還可提高材料壓實密度，提升鋰離子電池的比容量。③構(gòu)筑復(fù)合/混合體系，保留發(fā)揮兩種或多種材料的優(yōu)勢，如三元+磷酸鐵鋰混合體系；硅碳復(fù)合體系，既兼顧高比容量又可降低成本；

（2）優(yōu)化材料的制備方法，通過改良沉淀、粉碎和燒結(jié)等前驅(qū)物制備條件或針對性地選用水熱法、溶劑熱法、溶膠凝膠法等方法，可以提高材料壓實密度，合理優(yōu)化顆粒粒徑分布，控制元素分布均勻度等，直接或間接地提高材料的實際容量，相關(guān)的專利申請量占比10%；

（3）開發(fā)新型材料，開發(fā)有別于當(dāng)前商業(yè)化材料的超高容量、低成本、制備簡單的新型材料以突破現(xiàn)有材料的容量局限是研究高能量密度鋰離子電池的重要方向之一，例如鋰-金屬電池[7]、鋰-空氣電池[8]等，這類專利申請量占比為11%；

（4）擴(kuò)寬電芯的充放電電壓范圍，獲得更高的使用容量，但材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性易被破壞，帶來安全風(fēng)險，專利申請量占比為8%。開發(fā)高穩(wěn)定性的高壓正極材料或低放電電壓負(fù)極材料是該技術(shù)方案的重要研究方向。

電解液是鋰離子傳輸?shù)妮d體，鋰離子傳導(dǎo)效率對電池的容量有重大影響。電解液相關(guān)的車用高能量密度鋰離子電池專利技術(shù)方案主要有以下幾類：①功能添加劑優(yōu)化，加入相應(yīng)的功能添加劑可以提高離子傳導(dǎo)，改善浸潤性，降低內(nèi)阻，進(jìn)而提高電池容量。同時，電解液對固態(tài)電解質(zhì)界面膜(SEI膜)的形成及其成分有重要影響，可改善充放電效率，還可防止因顆粒破碎生成新SEI膜，減少鋰損失，提高電芯容量；②耐高壓電解液，針對性地搭配高壓電極材料應(yīng)用，起保護(hù)電極材料的作用，保障高壓高容量電芯的容量發(fā)揮，對開發(fā)出具有高安全性、高能量密度、長循環(huán)壽命的動力電池具有重要意義；③固態(tài)電解質(zhì)，減少固態(tài)電解質(zhì)分解的副反應(yīng)，減輕鋰損失，有利于保障高容量發(fā)揮[9]，同時固態(tài)電解質(zhì)具有不燃特性，特別適用于高安全高能量密度儲能電池。

3.1.2 制造工藝

鋰電池的生產(chǎn)涉及多道工藝復(fù)雜的流程，生產(chǎn)工藝的水平高低決定了整個電芯質(zhì)量的優(yōu)劣，尤其影響容量的發(fā)揮。分析在車用高能量密度鋰離子電池的專利技術(shù)，主要從四個技術(shù)方面提高電池電芯能量密度。①極片工藝，極片生產(chǎn)工藝對材料本身性能的發(fā)揮有決定性影響，是制備高能量密度電池電芯的關(guān)鍵工藝。極片工藝優(yōu)化主要體現(xiàn)在對涂覆、輥壓及裁切生產(chǎn)工序的改良，改善材料涂層均勻度及與集流體的接觸效果，有利于極片輥壓一致，避免輥壓過度或過輕，進(jìn)而導(dǎo)致裁切破損或毛刺過大，減少容量損失；②卷繞工藝，高能量密度電芯對卷繞工藝有著更高要求，比如改善正負(fù)極片對齊問題可有效避免容量損失。電芯卷繞過緊時，電解液滲透困難，卷芯析鋰，電芯卷繞過松時，電解液與極片接觸不良，鋰離子無法傳輸遷移，造成容量損失；③混料工藝，優(yōu)化物料的添加量、添加次序、攪拌時間及溫濕度的控制等工藝參數(shù)均能有效提升正負(fù)極材料、導(dǎo)電劑及黏結(jié)劑等材料的混合效果，高質(zhì)量攪拌混料是后續(xù)工藝高質(zhì)量完成的基礎(chǔ)；④化成工藝，優(yōu)化化成工藝主要體現(xiàn)在提高SEI 膜的均勻性、致密性和穩(wěn)定性，減少鋰損失，降低內(nèi)阻，增強(qiáng)容量發(fā)揮。

3.2 電池模塊成組技術(shù)

單體電芯通過串并聯(lián)方式組成電池模組，再由模組為核心組成整個電池板并應(yīng)用于動力電池汽車，因此，合理的模組結(jié)構(gòu)設(shè)計既能有效保證單體電芯的容量發(fā)揮又能有助提升整體體系的比容量密度。這方面的專利技術(shù)方案主要為模組或整體板塊結(jié)構(gòu)的空間優(yōu)化和質(zhì)量控制。①電池模組是由電芯串并聯(lián)方式組合后加裝單體電池監(jiān)控與管理裝置形成的一種電芯與Pack的中間產(chǎn)品。經(jīng)模組和熱管理系統(tǒng)設(shè)計改進(jìn)，縮小電芯間距，提升空間利用率，同時將模組固定件替換成高強(qiáng)度、輕質(zhì)的材料，從而獲得高質(zhì)量比能量密度的鋰離子電池模組；②電池板系統(tǒng)，整個電池板一般包括多組鋰離子電池模組、高壓電源、機(jī)箱本體及相關(guān)固定配件，是相對模組更大的組合體系，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)置能有效減少電池板的體積，而使用高強(qiáng)輕質(zhì)配件也能減輕電池系統(tǒng)的總質(zhì)量，從而提升電池系統(tǒng)的質(zhì)量比能量密度；③無模組技術(shù)，無模組技術(shù)(cell to pack，CTP)是直接將電芯應(yīng)用于電池包的技術(shù)方案，既提升了電池包內(nèi)空間利用率，增加帶電量，又減輕了總質(zhì)量，提高了整體質(zhì)量比能量密度。

4 技術(shù)功效分析

針對主要申請人的車用高能量密度鋰離子電池專利，按照技術(shù)手段與技術(shù)效果統(tǒng)計后，得到如圖9所示的技術(shù)功效圖，僅涉及高能量密度的專利申請數(shù)量最多，這也印證提高電池容量是車用鋰離子電池的首要發(fā)展方向。兼顧高能量密度和高安全性的專利申請位居第二，可見在提高電池容量的同時如何保障電池安全性也備受重視，目前，兼顧高能量密度和高安全性的電池電芯主要是通過使用熱穩(wěn)定性好的正負(fù)極材料、在電解液中融入成膜添加劑或阻燃添加劑、采用固態(tài)電解質(zhì)、在隔膜的表面涂覆無機(jī)陶瓷層、優(yōu)化電池管理系統(tǒng)等方式來實現(xiàn)[10]。兼顧高能量密度和低成本的專利申請數(shù)量位居第三，說明電池的成本問題也受到相應(yīng)關(guān)注，但并非核心關(guān)注。兼顧高能量密度和低成本主要通過尋找來源廣泛且制造成本低廉的原材料，或確保電池材料的可回收性，或簡化生產(chǎn)工藝，采用自動化生產(chǎn)流程來實現(xiàn)。最后，能夠兼顧高能量密度、高安全性、低成本的專利申請數(shù)量最少，主要是因為要同時實現(xiàn)上述三項目標(biāo)面臨巨大的技術(shù)困難。

圖9 車用高能量密度鋰離子電池技術(shù)功效圖Fig.9 Technology effect diagram of high energy density Li-ion batteries for vehicles

5 啟示與展望

基于上述分析，目前車用高能量密度鋰離子電池專利申請量正處于快速增長期，專利申請分散于眾多企業(yè)。這說明該領(lǐng)域的研發(fā)充滿活力，有大量主體參與其中。該領(lǐng)域的全球?qū)＠饕獊碜杂谥?、日、美、韓四國。中國專利數(shù)量雖然最多，但核心技術(shù)的競爭仍處于劣勢，該領(lǐng)域的核心技術(shù)大多被美國和日本的企業(yè)巨頭所掌握，此外，中國主體的專利布局主要局限于本國，國際布局不足，對國際市場的影響力有限。在面對激烈的國際競爭，如何培養(yǎng)一批具有國際競爭力的技術(shù)領(lǐng)軍企業(yè)，應(yīng)成為我國產(chǎn)業(yè)政策、科技政策關(guān)注的重點(diǎn)。考慮到車用高能量密度鋰離子電池產(chǎn)業(yè)同時屬于技術(shù)密集型和資金密集型產(chǎn)業(yè)，除了強(qiáng)化知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)之外，還應(yīng)發(fā)揮科技金融的杠桿作用，助力企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。例如，對于創(chuàng)新優(yōu)勢企業(yè)的專利質(zhì)押貸款申請，爭取做到“應(yīng)貸盡貸、應(yīng)貸快貸”，并減免質(zhì)押評估等方面的費(fèi)用，為其擴(kuò)大規(guī)模、深化研發(fā)提供充沛的資金支持。

基于中國市場的重要性以及發(fā)達(dá)國家對該領(lǐng)域技術(shù)的重視，未來美國、韓國、日本等具有強(qiáng)大研發(fā)實力的發(fā)達(dá)國家會逐步強(qiáng)化在中國的專利布局，這些國家的主體與中國主體之間的專利糾紛也會隨之增加。中國企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)應(yīng)充分利用當(dāng)前相對寬松的國際競爭環(huán)境，加快研發(fā)和專利布局的步伐，以應(yīng)對未來的競爭和挑戰(zhàn)。政府應(yīng)優(yōu)化相關(guān)的專利預(yù)警服務(wù)，幫助我國主體防范相關(guān)法律風(fēng)險和商業(yè)風(fēng)險，還應(yīng)激勵我國機(jī)構(gòu)更多參與相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，積極將我國的專利技術(shù)納入標(biāo)準(zhǔn)，使之成為“標(biāo)準(zhǔn)必要專利”，進(jìn)一步提升我國在該領(lǐng)域的核心競爭力與國際話語權(quán)。

在主要專利申請人中，高校院所占據(jù)著重要的席位，掌握著該領(lǐng)域的基礎(chǔ)核心技術(shù)，這是我國研發(fā)格局相對于西方發(fā)達(dá)國家的一大特點(diǎn)，說明在“新舉國體制”下，以公共財政資金為基礎(chǔ)的創(chuàng)新活動取得良好效果。但也要考慮到，與企業(yè)相比，高校院所的研發(fā)活動與市場需求的聯(lián)系程度相對較低，應(yīng)推進(jìn)高校院所積極參與產(chǎn)學(xué)研合作，促進(jìn)其技術(shù)轉(zhuǎn)化。例如，對于在研發(fā)中做出突出貢獻(xiàn)的高校院所科研人員，可允許其對成果知識產(chǎn)權(quán)享有更大的支配權(quán)和收益分享權(quán)，激勵其參與成果的商品化、市場化、產(chǎn)業(yè)化實踐。

技術(shù)主題分析顯示，優(yōu)化改進(jìn)電池電芯的主要材料、制造工藝和電池模塊成組技術(shù)是該領(lǐng)域的重點(diǎn)研發(fā)方向。對于未來的研發(fā)，本文給出以下幾點(diǎn)參考建議。

（1）提高鋰離子電池能量密度是把“雙刃劍”，雖能提升產(chǎn)品的市場競爭力，但所伴隨的電芯安全性風(fēng)險也不容忽視，增強(qiáng)能量密度與提高安全性的研發(fā)應(yīng)當(dāng)一并推進(jìn)。

（2）可以增大電芯的充放電電壓范圍，促進(jìn)極端環(huán)境(極寒、極熱)條件下的電芯技術(shù)開發(fā)，從而拓寬車用鋰離子電池的使用條件。

（3）廢棄鋰離子電池會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，應(yīng)著重開發(fā)設(shè)計便于回收處理的電芯，加大鋰離子電池回收行業(yè)的專利布局。

（4）開展新一代高容量電池的基礎(chǔ)研究和工藝制造技術(shù)的開發(fā)，如鋰聚合物電池、鋰硫、鋰空氣、鈉空氣、全固態(tài)電池，以取得下一代電池高價值技術(shù)研發(fā)的先機(jī)，助力中國在車用高能量密度鋰離子電池研發(fā)領(lǐng)域的彎道超車。