廢舊鋰離子電池回收技術(shù)中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)

周超峰，孫玉琦，鄧阿妹，魏 鳳，3*

（1.中國科學(xué)院武漢文獻(xiàn)情報(bào)中心，湖北 武漢 430071;2.中國科學(xué)院大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院圖書情報(bào)與檔案管理系，北京 100190;3.科技大數(shù)據(jù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430071）

新能源電動(dòng)車行業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致廢舊動(dòng)力電池?cái)?shù)量激增，包括退役動(dòng)力電池在內(nèi)的廢舊鋰離子電池回收問題凸顯。2021年3月5日，國務(wù)院首次將“加快建設(shè)動(dòng)力電池回收利用體系”寫進(jìn)政府工作報(bào)告[1]。有數(shù)據(jù)顯示[2]，2021-2030年，中國新能源汽車動(dòng)力電池退役總量將達(dá)7.05×106t，而全球乘用電動(dòng)汽車動(dòng)力電池退役總量將達(dá)1.285×107t。

為避免鋰離子電池爆發(fā)式增長帶來的污染，已經(jīng)有國家成立了鋰離子電池回收中心[3-4]。目前有關(guān)廢舊鋰離子電池的研究，主要圍繞回收工藝、正極材料、電解液、錳、鈷和鋰等材料進(jìn)行[5-7]。由于鋰離子電池含有稀有重金屬和有機(jī)溶劑，若采用填埋、焚燒、堆肥等處理方式，不僅會(huì)造成稀有金屬資源的浪費(fèi)，甚至可能會(huì)嚴(yán)重威脅自然環(huán)境和人體健康，對廢舊鋰離子電池中的稀有金屬進(jìn)行提取、回收和再利用，具有一定的環(huán)境價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

現(xiàn)有研究僅從專利角度分析電池回收技術(shù)中的中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)[8]，未涉及論文，并不能完整展現(xiàn)中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)在該領(lǐng)域的全球競爭力。為此，本文作者分別以論文和專利為研究對象，以Web of Science為論文數(shù)據(jù)源，以生產(chǎn)力、影響力和創(chuàng)新力為視角，從宏觀（國家）和中觀（研究機(jī)構(gòu)）兩個(gè)維度揭示其競爭力;以德溫特?cái)?shù)據(jù)庫為專利數(shù)據(jù)源，圍繞創(chuàng)新主體及技術(shù)領(lǐng)域、專利保護(hù)區(qū)域等內(nèi)容展開分析，研判中國在該領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢。通過系統(tǒng)性梳理中國廢舊鋰離子電池回收技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，以期更全面地揭示競爭優(yōu)勢。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

論文和專利數(shù)據(jù)截止日期為2021年12月31日，經(jīng)過人工篩選后，論文文獻(xiàn)類型為Article，語言為English，共2 779篇，專利共2 493件。

采用文獻(xiàn)計(jì)量與專利計(jì)量相結(jié)合的研究方法，并借鑒邱均平等[9]提出的指標(biāo)體系，以生產(chǎn)力、影響力和創(chuàng)新力為衡量指標(biāo)，分析中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)在該領(lǐng)域的全球競爭力（因相關(guān)數(shù)據(jù)存在時(shí)滯性，表中數(shù)據(jù)僅供參考）。

2 論文分析

2.1 從發(fā)文國家/地區(qū)看中國的競爭力

廢舊鋰離子電池回收技術(shù)發(fā)文量前10位的國家見表1。

表1 廢舊鋰離子電池回收技術(shù)發(fā)文量前10的國家Table 1 Top 10 countries with number of papers in spent Li-ion battery recycling technology

生產(chǎn)力方面，中國和美國處于第一梯隊(duì)，發(fā)文量全球占比分別為48.36%、14.61%，說明中國成為該領(lǐng)域的主要力量;韓國、德國、印度、日本和澳大利亞等處于第二梯隊(duì);巴西、加拿大和法國等處于第三梯隊(duì)。

影響力方面，H指數(shù)和總他引次數(shù)方面與生產(chǎn)力梯隊(duì)基本一致，但篇均他引頻次變化較大:日本、澳大利亞和美國位居前三，中國落后，說明存在極大的提升空間。

創(chuàng)新力方面，以高被引論文數(shù)量為衡量指標(biāo)，中國高被引論文數(shù)量具有絕對領(lǐng)先優(yōu)勢，再次凸顯中國已成為該領(lǐng)域的“領(lǐng)頭羊”。緊隨其后的是美國、韓國、德國、印度和澳大利亞。

從國家所處地區(qū)來看，亞洲擁有巨大的鋰離子電池消費(fèi)市場，面臨著鋰、鈷、鎳、錳等自然資源匱乏和回收形勢嚴(yán)峻的問題，是相關(guān)技術(shù)發(fā)展的“主戰(zhàn)場”;歐洲和北美洲因全面的政策規(guī)劃和持續(xù)的基礎(chǔ)設(shè)施投資，是相關(guān)技術(shù)發(fā)展的重要推動(dòng)力;大洋洲和南美洲等地區(qū)作為鋰、鈷、鎳、錳等稀有金屬的主要生產(chǎn)國和儲(chǔ)量國，是相關(guān)技術(shù)發(fā)展的重要區(qū)域。

2.2 從主要機(jī)構(gòu)看中國的競爭力

廢舊鋰離子電池回收技術(shù)發(fā)文量前10位的機(jī)構(gòu)見表2。

表2 廢舊鋰離子電池回收技術(shù)發(fā)文量前10的機(jī)構(gòu)Table 2 Top 10 institutions with number of papers in spent Li-ion battery recycling technology

生產(chǎn)力方面，以發(fā)文量和全球占比為衡量指標(biāo)，結(jié)果顯示:在前10位主要機(jī)構(gòu)中有6位來自中國，其中，中國科學(xué)院和中南大學(xué)在發(fā)文量和全球占比方面占絕對優(yōu)勢，處于第一梯隊(duì)，成為該技術(shù)發(fā)展的主要發(fā)文力量;美國能源部和德國亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)是為發(fā)文量最多的國外機(jī)構(gòu)，位居第二梯隊(duì)，屬于該技術(shù)發(fā)展的重要發(fā)文力量。

影響力方面，以H指數(shù)、總他引次數(shù)和篇均他引次數(shù)為衡量指標(biāo)，結(jié)果顯示:中國科學(xué)院、中南大學(xué)和美國能源部居H指數(shù)和總他引次數(shù)的前三位;北京理工大學(xué)、中國科學(xué)院和美國能源部位列篇均他引次數(shù)前三位。

創(chuàng)新力方面，以高被引論文數(shù)量為衡量指標(biāo)，由多到少依次為中南大學(xué)、中國科學(xué)院、德國亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)和印度科學(xué)和工業(yè)研究理事會(huì)，進(jìn)一步反映出中國在該領(lǐng)域的引領(lǐng)作用。美國、德國、法國和印度盡管在此方面與中國有一定的差距，但影響力也不容小覷。

綜合以上分析，與其他國家主要機(jī)構(gòu)相比，中國主要機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域不僅數(shù)量上具有較大優(yōu)勢，而且在生產(chǎn)力、影響力和創(chuàng)新力三方面均處于“領(lǐng)跑”狀態(tài)。

3 專利分析

3.1 從創(chuàng)新主體及技術(shù)領(lǐng)域看中國的競爭力

前10位創(chuàng)新主體如表3所示。

表3 前1 0位創(chuàng)新主體及專利分布Table 3 Top 10 innovation agents and patents distribution

從表3可知，僅中國的中南大學(xué)和昆明理工大學(xué)覆蓋了所有技術(shù)領(lǐng)域。具體而言，中國創(chuàng)新主體的專利主要分布在H01M-010/54、C22B-007/00和H01M-010/0525等技術(shù)領(lǐng)域;日本創(chuàng)新主體的專利主要分布在H01M-010/54、C22B-007/00、C22B-023/00和B09B-003/00等技術(shù)領(lǐng)域;美國創(chuàng)新主體的專利，則主要分布在 H01M-010/0525、H01M-004/36等技術(shù)領(lǐng)域。

此外，從創(chuàng)新主體性質(zhì)來看，美日兩國的創(chuàng)新主體以注重經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值的企業(yè)為主，企業(yè)成為兩國在廢舊鋰離子電池回收技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新力量，而中國創(chuàng)新主體則以高校和科研院所為主，企業(yè)較少。這反映出我國在該領(lǐng)域的創(chuàng)新主體方面與美日存在較大差異。

3.2 從專利保護(hù)區(qū)域看中國的競爭力

排名前10位創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的專利保護(hù)區(qū)域如表4所示。

表4 前1 0位創(chuàng)新主體的專利保護(hù)區(qū)域Table 4 Patent protection areas of the top 10 innovation agents

從表4可知，我國5個(gè)創(chuàng)新主體的專利保護(hù)區(qū)域集中分布在國內(nèi)，并未涉及國外;而日本創(chuàng)新主體的專利保護(hù)區(qū)域范圍涵蓋中國、日本、美國、韓國、加拿大、歐洲專利局、世界專利局、澳大利亞和德國等多個(gè)國家和組織;美國創(chuàng)新主體的專利保護(hù)區(qū)域主要分布在中國、美國和韓國等國家。這一現(xiàn)象反映出:與日本和美國相比，我國技術(shù)創(chuàng)新主體的海外布局意識(shí)和專利保護(hù)意識(shí)淡薄、全球布局觀念極弱，致使我國相關(guān)專利保護(hù)區(qū)域落后于美日兩國。

4 結(jié)論及建議

通過論文和專利雙重視角對中國廢舊鋰離子電池回收再利用技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)進(jìn)行量化分析，得出以下結(jié)論:

從論文角度而言，目前，中國在該領(lǐng)域處于第一梯隊(duì)，總體上具有明顯的競爭力和競爭優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在:中國的主要機(jī)構(gòu)在該技術(shù)領(lǐng)域的生產(chǎn)力、影響力和創(chuàng)新力方面均處于全球第一。

從專利角度而言:①專利創(chuàng)新主體方面，中國創(chuàng)新主體數(shù)量多于美國和日本，技術(shù)領(lǐng)域覆蓋范圍分布廣泛，在國際上具有明顯的競爭優(yōu)勢;②專利保護(hù)區(qū)域方面，中國創(chuàng)新主體的專利技術(shù)保護(hù)區(qū)域集中分布在國內(nèi)，并無海外布局，反映出我國專利保護(hù)意識(shí)和力度不如日本和美國，可能會(huì)導(dǎo)致本國技術(shù)被國外競爭對手復(fù)制和抄襲，逐漸喪失全球競爭力、主導(dǎo)權(quán)和話語權(quán)。

綜上所述，提出以下建議:

針對我國創(chuàng)新主體以高校和科研院所為主、企業(yè)較少的現(xiàn)象，建議相關(guān)部門積極制定激勵(lì)措施，積極引導(dǎo)企業(yè)、高校、科研院所之間的專利融合;以市場為導(dǎo)向，組建“政-產(chǎn)-學(xué)-研-用”五位一體的合作聯(lián)盟，構(gòu)建廢舊鋰離子電池回收產(chǎn)業(yè)鏈的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)向市場轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，提升相關(guān)科研成果的先進(jìn)性、實(shí)用性、競爭性和影響力。

針對我國創(chuàng)新主體的專利保護(hù)區(qū)域問題，建議創(chuàng)新主體和管理機(jī)構(gòu)強(qiáng)化專利的海外保護(hù)意識(shí)，重視全球?qū)＠季趾蛯＠献鳁l例（PCT）。積極拓展海外市場，主動(dòng)構(gòu)建國外專利保護(hù)網(wǎng)，規(guī)避可能面臨的不正當(dāng)競爭，為國內(nèi)相關(guān)專利在國外的應(yīng)用提供保障，提升我國相關(guān)專利在海外的競爭力。