基于我國新能源汽車動力電池專利分析的廣東省發(fā)展策略與建議

陳云可，陸水芳，陳柏興，周述章，黎敏婕

（廣東省科學技術(shù)情報研究所，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國的必由之路，是應對氣候變化、推動綠色發(fā)展的重要戰(zhàn)略舉措，而動力電池作為電動汽車的心臟，是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵。在2017 年，工業(yè)和信息化部會同國家發(fā)展改革委、科技部等有關部門印發(fā)了《促進汽車動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案》，提出了建設動力電池創(chuàng)新中心、實施動力電池提升工程、加強新體系動力電池研究等9 項重點任務。本文對我國及廣東省新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)近20 年的專利數(shù)據(jù)進行了分析，深入挖掘新能源汽車動力電池技術(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力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的策略建議。

1 動力電池定義及準入條件

動力電池即為工具提供動力來源的電源，是指具有較大電能容量和輸出功率，可配置電動自行車、電動汽車、電動設備及工具驅(qū)動電源的電池[1]。應用于新能源汽車上的動力電池通常需要具備3 個條件：一是安全性，只有安全性達到了一定的標準才能得到應用；二是經(jīng)濟性，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、科學地分析新能源汽車動力電池的專利統(tǒng)計數(shù)據(jù)，本文搭建了新能源汽車動力電池分析框架（圖1）。一個層面是對新能源汽車動力電池的總體數(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；另一個層面是對新能源汽車動力電池的分類分析。

圖1 新能源汽車動力電池分析框架

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，檢索專利申請的時間為2012 年1 月1 日至2022年12 月31 日。使用新能源、動力、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題、摘要、權(quán)利要求、說明書字段進行檢索，同時配合使用H01M 作為IPC 分類號以對檢索的數(shù)據(jù)進行清洗，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力電池相關專利37 012 件。

2.2 專利申請總量分析

2.2.1 總體趨勢

2012—2022 年，我國有關新能源汽車動力電池技術(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/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 個階段的新能源汽車動力電池專利申請量來看，2015 年是發(fā)展增速提高的時間節(jié)點，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)國務院批準，財政部、國家稅務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力電池免征消費稅。2015 年2 月，科技部發(fā)布《國家重點研發(fā)計劃新能源汽車重點專項實施方案（征求意見稿）》，計劃到2020 年，建立起完善的新能源汽車動力系統(tǒng)科技體系和產(chǎn)業(yè)鏈，而新能源汽車動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。政策在出臺時間與專利增長趨勢較為一致，因此，推測其在推動新能源汽車動力電池產(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力電池專利申請數(shù)量及趨勢進行分析，可以了解我國新能源產(chǎn)業(yè)的地域分布情況，進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 我國新能源汽車動力電池專利申請量前10 省份專利申請數(shù)量統(tǒng)計項

2012—2022 年，廣東省新能源汽車動力電池領域的專利申請主要分布在珠三角區(qū)域，如圖3 所示。深圳一枝獨秀，遠超珠三角其他地市，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。由此可見，廣東省內(nèi)新能源汽車動力電池產(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力電池專利申請主體進行分析，可以對我國新能源汽車動力電池的發(fā)展情況有更深刻的認識。表2 為我國新能源汽車動力電池專利申請主體統(tǒng)計情況，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企業(yè)的發(fā)展方向的推動作用是很強的。

表2 我國新能源汽車動力電池專利主要申請主體專利申請情況 項

2.2.4 申請專利類型

通過專利檢索發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)新能源汽車動力電池專利申請中，發(fā)明專利占比約為54.87%，實用新型專利占比約為45.13%；廣東省內(nèi)新能源汽車動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%，實用新型專利占比約為49.55%。

發(fā)明專利是評估一個國家或區(qū)域創(chuàng)新能力水平的一個重要指標，也是專利中技術(shù)價值最高的一類成果，其數(shù)量反映了不同地區(qū)科技創(chuàng)新能力的強弱。全國新能源汽車動力電池發(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力電池產(chǎn)業(yè)的核心創(chuàng)新能力有待進一步提高。

2.3 新能源汽車動力電池分類分析

目前，國內(nèi)外主要研究的新能源汽車動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行分類，并統(tǒng)計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)量達到了總數(shù)的87.93%，為新能源汽車動力電池的“主力軍”。

圖4 新能源汽車動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力電池的專利申請趨勢。2012—2014 年，各類型新能源汽車動力電池的發(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/年，其他類型的專利年申請量最大不超過80 項/年。2015—2022 年，各種類型的新能源汽車動力電池均發(fā)展較快，特別是鋰離子電池，專利年申請量開始遠遠超過其他類型的新能源汽車動力電池，從目前來看還有進一步擴大的趨勢，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力電池的現(xiàn)狀相吻合，預計未來一段時間鋰離子電池還將繼續(xù)占據(jù)新能源汽車動力電池的主導地位。

圖5 不同新能源汽車動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、循環(huán)使用壽命長和安全性高等優(yōu)點，成為新能源產(chǎn)業(yè)中應用最為廣泛的新能源汽車動力電池，同時也是過去10 年專利申請量增長最快、最多的新能源汽車動力電池。因此，一個企業(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力電池領域的創(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)展的關鍵。廣東省雖然為我國新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)大省，但離新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)強省還有一定差距，為更好推動廣東省新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提出若干建議。

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

應當加大對新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)的政策支持力量，通過出臺一系列新能源汽車動力電池相關的產(chǎn)業(yè)、項目、技術(shù)等專項扶持政策，引導產(chǎn)學研緊密合作。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貼的政策，進行新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)的市場培育。通過對新能源汽車動力電池“卡脖子”核心技術(shù)領域?qū)嵤敖野駫鞄洝钡恼撸瑢Ω矣谔魬?zhàn)并突破新能源汽車動力電池領域“卡脖子”技術(shù)的科研團體和機構(gòu)給與豐厚獎勵，鼓勵相關企業(yè)、高校及科研機構(gòu)進行技術(shù)創(chuàng)新研究，從而提高新能源汽車動力電池全產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新迭代能力。

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

為提振廣東省新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，應在珠三角構(gòu)建新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體，發(fā)揮珠三角地區(qū)在人才引進、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)動機制，打造深圳、廣州新能源汽車動力電池產(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力電池產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)，全力促進新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)與技術(shù)的交流跟合作，從而帶動全省新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)的縱深發(fā)展。

3.3 加強關鍵核心技術(shù)攻關，促進科技成果轉(zhuǎn)化

應引導廣東省內(nèi)企業(yè)、高校、科研院所加強新能源汽車動力電池關鍵核心技術(shù)的攻關，優(yōu)化科技成果無形資產(chǎn)作價投資管理，搭建新能源汽車動力電池科技成果作價入股的專門持股平臺，建立新能源汽車動力電池科技成果轉(zhuǎn)化容錯免責機制，設立新能源汽車動力電池科技成果轉(zhuǎn)化競賽獎項，促進科技成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化。同時，也要發(fā)揮市場在科技成果轉(zhuǎn)化鏈條上的驅(qū)動作用，建立以市場需求為導向的成果產(chǎn)出機制，從而更好推進新能源汽車動力電池領域關鍵核心技術(shù)的發(fā)展，形成技術(shù)壁壘。