三元材料核心專利技術(shù)的缺失

我國與日、韓等鋰電強(qiáng)國相比，雖然在專利申請數(shù)量上逐漸呈現(xiàn)出趕超之勢，但在核心技術(shù)的競爭中仍處于劣勢，鋰電池基礎(chǔ)材料的核心專利技術(shù)大多被國外巨頭掌握。

談到鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的國際格局，我們通常的印象就是：東亞三強(qiáng)中、日、韓占據(jù)著鋰離子電池的第一梯隊(duì)，國內(nèi)CATL、BYD等巨頭迅速崛起，特別是CATL在2017年動(dòng)力電池出貨量雄踞世界第一，很多人都覺得中國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)即將領(lǐng)跑全球，沒有人會(huì)認(rèn)為我們需要在鋰離子電池產(chǎn)業(yè)上再看美國人的臉色。但是我們卻都忽略了一個(gè)極為重要的問題——三元材料核心專利技術(shù)的缺失。

前車之鑒

談到核心專利技術(shù)，我們的前車之鑒不可謂不多。近有中興的慘痛教訓(xùn)，遠(yuǎn)有前些年磷酸鐵鋰電池的技術(shù)專利危機(jī)。熟悉國內(nèi)鋰電池行業(yè)發(fā)展的人或許都還記得2012年磷酸鐵鋰電池的“專利無效案”，當(dāng)時(shí)的加拿大魁北克水電公司等三家企業(yè)宣稱擁有磷酸鐵鋰電池技術(shù)專利，起訴中國專利復(fù)審委員會(huì)關(guān)于其磷酸鐵鋰電池專利技術(shù)無效的裁定無效。

據(jù)了解，加拿大公司的專利申請幾乎涵蓋了目前磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)技術(shù)的全部環(huán)節(jié)。如果按照這個(gè)專利來判斷，國內(nèi)大部分電池生產(chǎn)企業(yè)都屬于侵權(quán)了。而且如果外方勝訴，意味著今后國內(nèi)電池生產(chǎn)企業(yè)如果生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池，就需要向?qū)＠钟蟹嚼U納專利費(fèi)。而當(dāng)時(shí)外方要價(jià)也很高：一次性繳納1000萬美元專利入門費(fèi)或者是每噸磷酸鐵鋰?yán)U納2500美元。

幸運(yùn)的是，這場對于中國磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)和新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要的專利官司以外方失敗告終。盡管如此，目前我們?nèi)魏纬隹诘牧姿徼F鋰相關(guān)產(chǎn)品都必須繳納高昂的專利費(fèi)獲得授權(quán)。這起訴訟案件中諸多的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，頗值得國內(nèi)鋰電界思考。在當(dāng)前新能源汽車火熱的發(fā)展形勢下，國內(nèi)鋰電行業(yè)排名靠前的企業(yè)，特別是有志參與國際市場競爭的龍頭企業(yè)，應(yīng)該以此為鑒，更加長遠(yuǎn)、有策略地布局三元材料核心專利技術(shù)。

競爭劣勢

相對于全球三元材料的發(fā)展趨勢，國內(nèi)的專利申請起步較晚，在1996年才出現(xiàn)相關(guān)的專利申請，并且在1996—2008年期間發(fā)展相對緩慢，與全球?qū)＠纳暾堏厔菹啾?，發(fā)展相對滯后。

從總體來看，國內(nèi)三元材料申請比較分散，行業(yè)集中度差，并沒有得到足夠的發(fā)展，尤其是國內(nèi)鋰電龍頭企業(yè)涉足較少，整體研究氛圍不強(qiáng)。

相較于日韓企業(yè)，國內(nèi)企業(yè)比亞迪在2002年才有關(guān)于三元材料的專利申請，科捷、江南大學(xué)在2010年以后才開始出現(xiàn)關(guān)于三元材料的專利，起步比日韓企業(yè)晚了近10年，因此，國內(nèi)企業(yè)在三元材料上并沒有掌握核心專利，且由于日韓企業(yè)、美國3M公司等國外重要申請人布局早，同時(shí)掌握核心專利，國內(nèi)申請人在三元材料上的專利申請基本都是外圍申請，且方法類專利申請偏多，造成國內(nèi)申請人在三元材料上的競爭實(shí)力不強(qiáng)。

基礎(chǔ)核心專利技術(shù)缺失

三元材料在主要制備方法及改性手段方面的技術(shù)發(fā)展路線大致如下：最早的三元材料是日本電池株式會(huì)社于1997年9月9日申請的NiCoAl三元材料，其采用共沉淀法制備。之后，日本中央電氣工業(yè)株式會(huì)社于1999年11月5日申請了共沉淀法制備陽離子摻雜的NiCoMn三元材料。

2001年美國IIion Technology公司申請了且優(yōu)先權(quán)日為2000年9月14日的采用固相法制備NiCoMn三元材料的專利，從而使三元材料的制備方法從共沉淀法擴(kuò)展到固相法。隨后，開始出現(xiàn)原子摻雜改性三元材料的專利申請，如2000年12月11日申請的F原子摻雜改性，之后原子摻雜也發(fā)展迅速，成為改性三元材料的重要手段。

2005年11月15日3M創(chuàng)新公司獲得的、優(yōu)先權(quán)日為2001年4月27日的關(guān)于NiCoMn三元材料授權(quán)的美國專利US6964828B2及其同族專利CN100403585C等，其主要限定了NiCoMn中Ni的含量，從而顯著提高了三元材料的性能，成為三元材料的基礎(chǔ)核心專利，至今制約著中國鋰電行業(yè)內(nèi)三元材料的發(fā)展?？v觀前述三元材料技術(shù)發(fā)展路線可知，三元材料的基礎(chǔ)專利技術(shù)仍掌握在國外申請人手中。

專利布局的策略建議

我國與日、韓等鋰電強(qiáng)國相比，雖然在專利申請數(shù)量上逐漸呈現(xiàn)出趕超之勢，但在核心技術(shù)的競爭中仍處于劣勢，鋰電池基礎(chǔ)材料的核心專利技術(shù)大多被國外巨頭掌握。通過對三元材料專利申請的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在三元材料的安全性、成本問題等方面還有很大的發(fā)展空間。我們可以在這些方面加大研發(fā)投入，以期能夠掌握相關(guān)的核心專利。

從早先的特斯拉純電動(dòng)車自燃到后來頻發(fā)的三星Note7手機(jī)爆炸，與此類事件高度相關(guān)的鋰電池的安全性能受到了越來越多的關(guān)注。從專利的統(tǒng)計(jì)可以看出，目前針對三元材料的安全性專利申請較少，特別是國外重點(diǎn)申請人圍繞三元材料的安全性專利布局還沒有形成完善體系，國內(nèi)申請人可以將三元材料安全性作為重點(diǎn)研究方向。

同時(shí)，可以在一些國外較少關(guān)注的細(xì)分領(lǐng)域進(jìn)行布局。目前新能源汽車市場增長迅猛，國內(nèi)外均面臨著動(dòng)力電池回收的現(xiàn)實(shí)問題，特別是可以通過回收稀缺資源鈷從而降低三元材料的成本。從專利的統(tǒng)計(jì)也可以看出，涉及三元材料成本降低的專利申請非常少，而且目前專門針對電池回收的企業(yè)幾乎沒有，相關(guān)技術(shù)非常欠缺。