陳云可，陸水芳，陳柏興，周述章，黎敏婕

（廣東省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，廣州 510000）

發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)是我國從汽車大國邁向汽車強(qiáng)國的必由之路，是應(yīng)對氣候變化、推動(dòng)綠色發(fā)展的重要戰(zhàn)略舉措，而動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車的心臟，是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。在2017 年，工業(yè)和信息化部會同國家發(fā)展改革委、科技部等有關(guān)部門印發(fā)了《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》，提出了建設(shè)動(dòng)力電池創(chuàng)新中心、實(shí)施動(dòng)力電池提升工程、加強(qiáng)新體系動(dòng)力電池研究等9 項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)。本文對我國及廣東省新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)近20 年的專利數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，深入挖掘新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù)的研究情況及產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題，提出廣東省新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的策略建議。

1 動(dòng)力電池定義及準(zhǔn)入條件

動(dòng)力電池即為工具提供動(dòng)力來源的電源，是指具有較大電能容量和輸出功率，可配置電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車、電動(dòng)設(shè)備及工具驅(qū)動(dòng)電源的電池[1]。應(yīng)用于新能源汽車上的動(dòng)力電池通常需要具備3 個(gè)條件：一是安全性，只有安全性達(dá)到了一定的標(biāo)準(zhǔn)才能得到應(yīng)用；二是經(jīng)濟(jì)性，在較低制造成本的前提下其使用壽命要盡可能地長；三是高密度，只有足夠的能量密度和功率密度才能使電動(dòng)汽車滿足有限載荷量、加速性能和爬坡性能需求。

2 我國新能源汽車動(dòng)力電池專利情況及原因分析

專利是發(fā)明創(chuàng)新過程的成果，專利數(shù)量的改變能夠反映社會對新技術(shù)的興趣關(guān)注程度，因此，可以通過專利去分析新技術(shù)的發(fā)展情況，作為政策研究和創(chuàng)新水平衡量的依據(jù)[2-3]。

2.1 分析框架

為客觀、科學(xué)地分析新能源汽車動(dòng)力電池的專利統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，本文搭建了新能源汽車動(dòng)力電池分析框架（圖1）。一個(gè)層面是對新能源汽車動(dòng)力電池的總體數(shù)量分析，包括全國總體申請趨勢、專利申請主體分析、專利區(qū)域申請趨勢及專利申請類型分析；另一個(gè)層面是對新能源汽車動(dòng)力電池的分類分析。

圖1 新能源汽車動(dòng)力電池分析框架

本文檢索的專利類型包括發(fā)明專利和實(shí)用新型專利，數(shù)據(jù)來源為中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局的中國專利數(shù)據(jù)庫，使用的專利檢索工具為Patsnap 智慧芽，檢索專利申請的時(shí)間為2012 年1 月1 日至2022年12 月31 日。使用新能源、動(dòng)力、電池、鉛酸、VRLA、鋰、Li、鎳氫、Ni-MH、鈉硫、NaS、燃料和飛輪等作為檢索詞對標(biāo)題、摘要、權(quán)利要求、說明書字段進(jìn)行檢索，同時(shí)配合使用H01M 作為IPC 分類號以對檢索的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，專利申請所在的知識產(chǎn)權(quán)局限定為中國知識產(chǎn)權(quán)局。最終檢索出新能源汽車動(dòng)力電池相關(guān)專利37 012 件。

2.2 專利申請總量分析

2.2.1 總體趨勢

2012—2022 年，我國有關(guān)新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新專利申請發(fā)展情況可大致分為2 個(gè)階段（圖2）：第一階段為2012—2014 年的緩慢增長階段，每年同比均有所增長，但增長相對平緩。第二階段為2015—2022 年的快速增長階段，年度新能源汽車動(dòng)力電池的專利申請量發(fā)生了井噴式增長，年均增長量接近1 000 項(xiàng)/年，且此階段專利申請量為近10 年專利申請總量的95%。

從這2 個(gè)階段的新能源汽車動(dòng)力電池專利申請量來看，2015 年是發(fā)展增速提高的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，分析其原因，主要得益于國家對新能源產(chǎn)業(yè)的政策支持：2015年1 月，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，財(cái)政部、國家稅務(wù)總局宣布對無汞原電池、鎳氫蓄電池、鋰原電池、鋰離子蓄電池、太陽能電池和燃料電池等新能源汽車動(dòng)力電池免征消費(fèi)稅。2015 年2 月，科技部發(fā)布《國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃新能源汽車重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案（征求意見稿）》，計(jì)劃到2020 年，建立起完善的新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)科技體系和產(chǎn)業(yè)鏈，而新能源汽車動(dòng)力電池作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，因此得到飛速發(fā)展。政策在出臺時(shí)間與專利增長趨勢較為一致，因此，推測其在推動(dòng)新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮了重要作用。

2.2.2 全國及廣東省專利申請分布情況

通過對我國各地新能源汽車動(dòng)力電池專利申請數(shù)量及趨勢進(jìn)行分析，可以了解我國新能源產(chǎn)業(yè)的地域分布情況，進(jìn)而了解全國新能源產(chǎn)業(yè)的布局。2012—2022 年我國新能源汽車動(dòng)力電池專利申請量前10 的地區(qū)及專利申請數(shù)量見表1。專利量排名前10 地區(qū)的新能源汽車動(dòng)力電池專利申請量逐年上升，其中廣東省申請的新能源汽車動(dòng)力電池專利數(shù)量最多，占專利申請總量的18.3%，江蘇省緊隨其后，占專利申請總量的15.9%。

表1 我國新能源汽車動(dòng)力電池專利申請量前10 省份專利申請數(shù)量統(tǒng)計(jì)項(xiàng)

2012—2022 年，廣東省新能源汽車動(dòng)力電池領(lǐng)域的專利申請主要分布在珠三角區(qū)域，如圖3 所示。深圳一枝獨(dú)秀，遠(yuǎn)超珠三角其他地市，專利申請量比排名第二的廣州多出1 倍以上，是排名第六的佛山的10 倍以上，中山、肇慶及江門3 市的專利申請量則不足百項(xiàng)。由此可見，廣東省內(nèi)新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的區(qū)域發(fā)展并不平衡，地級市之間發(fā)展的差異很大。

圖3 2012—2022 年廣東省新能源汽車動(dòng)力電池專利申請量排名靠前地市

2.2.3 主要申請主體

通過對新能源汽車動(dòng)力電池專利申請主體進(jìn)行分析，可以對我國新能源汽車動(dòng)力電池的發(fā)展情況有更深刻的認(rèn)識。表2 為我國新能源汽車動(dòng)力電池專利申請主體統(tǒng)計(jì)情況，由表2 可知，在2012—2022 年專利申請量排名前10 的申請主體中，有5 家在2012—2014 年期間的新能源汽車動(dòng)力電池專利為0，而在2015—2022 短短7 年間其專利申請量躍居全國前10，由此可見政策對相關(guān)企業(yè)的發(fā)展方向的推動(dòng)作用是很強(qiáng)的。

表2 我國新能源汽車動(dòng)力電池專利主要申請主體專利申請情況 項(xiàng)

2.2.4 申請專利類型

通過專利檢索發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)新能源汽車動(dòng)力電池專利申請中，發(fā)明專利占比約為54.87%，實(shí)用新型專利占比約為45.13%；廣東省內(nèi)新能源汽車動(dòng)力電池不同類型專利申請數(shù)量的比重為發(fā)明專利占比約為50.45%，實(shí)用新型專利占比約為49.55%。

發(fā)明專利是評估一個(gè)國家或區(qū)域創(chuàng)新能力水平的一個(gè)重要指標(biāo)，也是專利中技術(shù)價(jià)值最高的一類成果，其數(shù)量反映了不同地區(qū)科技創(chuàng)新能力的強(qiáng)弱。全國新能源汽車動(dòng)力電池發(fā)明專利的占比約為54.87%，而廣東省的新能源汽車動(dòng)力電池發(fā)明專利的占比約為50.45%，說明廣東省在新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的核心創(chuàng)新能力有待進(jìn)一步提高。

2.3 新能源汽車動(dòng)力電池分類分析

目前，國內(nèi)外主要研究的新能源汽車動(dòng)力電池有鉛酸蓄電池、鋰離子電池、鎳氫電池、鈉硫電池、燃料電池及飛輪電池等[1]。根據(jù)電池類型對檢索到的專利進(jìn)行分類，并統(tǒng)計(jì)各種類型的專利申請數(shù)量（圖4），鋰離子電池和燃料電池2 種電池的專利申請數(shù)量達(dá)到了總數(shù)的87.93%，為新能源汽車動(dòng)力電池的“主力軍”。

圖4 新能源汽車動(dòng)力電池專利申請量不同分類構(gòu)成

圖5 為2012—2022 年我國不同類型新能源汽車動(dòng)力電池的專利申請趨勢。2012—2014 年，各類型新能源汽車動(dòng)力電池的發(fā)展均極其緩慢，鈉硫電池和飛輪電池方面的專利在這段期間均為個(gè)位數(shù)的申請，處于技術(shù)起步階段，鋰離子電池專利申請較多，但也不超過500 項(xiàng)/年，其他類型的專利年申請量最大不超過80 項(xiàng)/年。2015—2022 年，各種類型的新能源汽車動(dòng)力電池均發(fā)展較快，特別是鋰離子電池，專利年申請量開始遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他類型的新能源汽車動(dòng)力電池，從目前來看還有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢，這與新能源汽車市場上以鋰離子電池作為主要新能源汽車動(dòng)力電池的現(xiàn)狀相吻合，預(yù)計(jì)未來一段時(shí)間鋰離子電池還將繼續(xù)占據(jù)新能源汽車動(dòng)力電池的主導(dǎo)地位。

圖5 不同新能源汽車動(dòng)力電池的專利申請趨勢

鋰電池因其容量大、工作電壓高、荷電保持能力強(qiáng)、循環(huán)使用壽命長和安全性高等優(yōu)點(diǎn)，成為新能源產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的新能源汽車動(dòng)力電池，同時(shí)也是過去10 年專利申請量增長最快、最多的新能源汽車動(dòng)力電池。因此，一個(gè)企業(yè)或科研院所的鋰電池專利申請量代表著其在新能源汽車動(dòng)力電池領(lǐng)域的創(chuàng)新水平。圖6 為2012—2022 年我國鋰電池專利申請量排名前10 的企業(yè)或科研院所，來自廣東省的比亞迪、沃特瑪專利申請量分別排名第5 和第9 位，專利申請的數(shù)量及排名并不突出。

圖6 2012—2022 年我國鋰電池專利申請量前10 的企業(yè)

3 策略建議

新能源汽車動(dòng)力電池作為新能源汽車的心臟，是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。廣東省雖然為我國新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)大省，但離新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)強(qiáng)省還有一定差距，為更好推動(dòng)廣東省新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提出若干建議。

3.1 加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)政策支持，提高全產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新迭代能力

應(yīng)當(dāng)加大對新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的政策支持力量，通過出臺一系列新能源汽車動(dòng)力電池相關(guān)的產(chǎn)業(yè)、項(xiàng)目、技術(shù)等專項(xiàng)扶持政策，引導(dǎo)產(chǎn)學(xué)研緊密合作。通過繼續(xù)支持購買新能源汽車減免購置稅和噸位稅并給予補(bǔ)貼的政策，進(jìn)行新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的市場培育。通過對新能源汽車動(dòng)力電池“卡脖子”核心技術(shù)領(lǐng)域?qū)嵤敖野駫鞄洝钡恼?，對敢于挑?zhàn)并突破新能源汽車動(dòng)力電池領(lǐng)域“卡脖子”技術(shù)的科研團(tuán)體和機(jī)構(gòu)給與豐厚獎(jiǎng)勵(lì)，鼓勵(lì)相關(guān)企業(yè)、高校及科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新研究，從而提高新能源汽車動(dòng)力電池全產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新迭代能力。

3.2 加強(qiáng)全省產(chǎn)業(yè)發(fā)展，構(gòu)建新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)基地

為提振廣東省新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，應(yīng)在珠三角構(gòu)建新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體，發(fā)揮珠三角地區(qū)在人才引進(jìn)、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)迭代等方面的優(yōu)勢，建立省市聯(lián)動(dòng)機(jī)制，打造深圳、廣州新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新兩極，大力培育龍頭、骨干企業(yè)，打造新能源汽車動(dòng)力電池企業(yè)品牌。發(fā)揮東莞、佛山、珠海、惠州的制造業(yè)優(yōu)勢，創(chuàng)建珠三角新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)，全力促進(jìn)新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)與技術(shù)的交流跟合作，從而帶動(dòng)全省新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的縱深發(fā)展。

3.3 加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化

應(yīng)引導(dǎo)廣東省內(nèi)企業(yè)、高校、科研院所加強(qiáng)新能源汽車動(dòng)力電池關(guān)鍵核心技術(shù)的攻關(guān)，優(yōu)化科技成果無形資產(chǎn)作價(jià)投資管理，搭建新能源汽車動(dòng)力電池科技成果作價(jià)入股的專門持股平臺，建立新能源汽車動(dòng)力電池科技成果轉(zhuǎn)化容錯(cuò)免責(zé)機(jī)制，設(shè)立新能源汽車動(dòng)力電池科技成果轉(zhuǎn)化競賽獎(jiǎng)項(xiàng)，促進(jìn)科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化。同時(shí)，也要發(fā)揮市場在科技成果轉(zhuǎn)化鏈條上的驅(qū)動(dòng)作用，建立以市場需求為導(dǎo)向的成果產(chǎn)出機(jī)制，從而更好推進(jìn)新能源汽車動(dòng)力電池領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)的發(fā)展，形成技術(shù)壁壘。