歐專局與國(guó)際能源署公布與電池有關(guān)的專利的報(bào)告
更新時(shí)間：2020-12-01 15:37:18
來(lái)源：指南針
2020年9月22日，歐洲專利局（EPO）與國(guó)際能源署（IEA）聯(lián)合發(fā)布了一項(xiàng)名為《電池與電力存儲(chǔ)的創(chuàng)新——基于專利數(shù)據(jù)的全球分析》的研究報(bào)告。根據(jù)該報(bào)告，對(duì)于清潔能源技術(shù)的發(fā)展而言，提高電力存儲(chǔ)的能力是一件非常重要的事情。在2005年至2018年間，涉及電池和其他蓄電技術(shù)的全球?qū)＠顒?dòng)的年平均增長(zhǎng)率為14%，是所有技術(shù)領(lǐng)域平均水平的4倍。
上述報(bào)告顯示，與電池有關(guān)的專利活動(dòng)占到電力存儲(chǔ)領(lǐng)域所有專利活動(dòng)的近90%，這種創(chuàng)新的增長(zhǎng)主要是由消費(fèi)電子設(shè)備和電動(dòng)汽車中所使用的可充電鋰離子電池的發(fā)展驅(qū)動(dòng)的。電動(dòng)力正在促進(jìn)新型鋰離子化學(xué)試劑的開(kāi)發(fā)，這種化學(xué)試劑旨在改善功率輸出、耐久性、充電或放電速度以及可回收性。將大量可再生能源（例如風(fēng)能和太陽(yáng)能）整合至電網(wǎng)中的需求也推動(dòng)了技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。
報(bào)告還表明，日本和韓國(guó)在全球電池技術(shù)領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先。此外，在日趨成熟的行業(yè)中，技術(shù)進(jìn)步和批量生產(chǎn)已使得電池價(jià)格在近年來(lái)大幅下降。自2010年以來(lái)，電動(dòng)汽車用鋰離子電池的價(jià)格下降了近90%，固定設(shè)備用鋰離子電池（包括電網(wǎng)管理）的價(jià)格同期下降了2/3左右。
開(kāi)發(fā)出更好、更具成本效益的電力存儲(chǔ)裝置是未來(lái)的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。根據(jù)IEA的《可持續(xù)發(fā)展方案》，要想實(shí)現(xiàn)氣候和可持續(xù)能源方面的發(fā)展目標(biāo)，到2040年全球?qū)⑿枰?萬(wàn)吉瓦時(shí)（10000gigawatt-hours，是當(dāng)前市場(chǎng)規(guī)模的50倍）的電池和其他形式的能源存儲(chǔ)裝置。
EPO局長(zhǎng)安東尼奧?？财罩Z斯（AntónioCampinos）表示：“電力存儲(chǔ)技術(shù)對(duì)于滿足電動(dòng)力的需求以及實(shí)現(xiàn)向可再生能源轉(zhuǎn)變（緩解氣候變化所必需的）而言至關(guān)重要。電力儲(chǔ)存創(chuàng)新快速且持續(xù)的增長(zhǎng)表明，發(fā)明者和企業(yè)正在應(yīng)對(duì)能源轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)。專利數(shù)據(jù)顯示，盡管亞洲在這一行業(yè)中占據(jù)著領(lǐng)先的地位，但美國(guó)和歐洲可以憑借其豐富的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，包括大量中小型企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)，來(lái)在下一代電池的開(kāi)發(fā)中脫穎而出?！?br />
IEA署長(zhǎng)法蒂。比羅爾（FatihBirol）指出：“IEA的預(yù)測(cè)明確表明，能源儲(chǔ)存將需要在未來(lái)幾十年中成倍增長(zhǎng)，以使全球能夠?qū)崿F(xiàn)氣候和可持續(xù)能源方面的發(fā)展目標(biāo)。而加速創(chuàng)新發(fā)展對(duì)于實(shí)現(xiàn)這一增長(zhǎng)而言至關(guān)重要。通過(guò)結(jié)合IEA和EPO的互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，本報(bào)告進(jìn)一步揭示了當(dāng)今的創(chuàng)新趨勢(shì)，以幫助政府和企業(yè)為能源的未來(lái)作出明智的決策。”
電力儲(chǔ)存創(chuàng)新獲得迅速發(fā)展
該報(bào)告以國(guó)際專利族（internationalpatentfamilies，IPF）的形式概述了2000年至2018年間電力儲(chǔ)存創(chuàng)新的主要趨勢(shì)。每個(gè)專利族都代表了一項(xiàng)高價(jià)值的發(fā)明，并包含了已在全球兩個(gè)或多個(gè)專利機(jī)構(gòu)提交的專利申請(qǐng)。由于專利申請(qǐng)是在產(chǎn)品投放市場(chǎng)之前的幾個(gè)月甚至幾年內(nèi)提交的，因此其通常被視為未來(lái)技術(shù)趨勢(shì)的早期指標(biāo)。
自2000年以來(lái)，全球各地的企業(yè)在電力存儲(chǔ)領(lǐng)域已提交了超過(guò)6.5萬(wàn)個(gè)IPF。IPF每年的數(shù)量都在急劇增加，從2005年的約1500個(gè)增加到2018年的7000多個(gè)。自2005年以來(lái)，IPF的年平均增長(zhǎng)率為14%，這一增長(zhǎng)大大超過(guò)了同期整個(gè)技術(shù)領(lǐng)域IPF的年平均增長(zhǎng)率（3.5%）。
在2000年至2018年期間，電池發(fā)明專利占電力儲(chǔ)存專利的90%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電（9%）、熱（5%）和機(jī)械（3%）這三種電力儲(chǔ)存形式的專利占比。此外，電池是近年來(lái)唯一保持強(qiáng)勁增長(zhǎng)勢(shì)頭的領(lǐng)域，2018年達(dá)到了新高，凸顯了其在電力儲(chǔ)存創(chuàng)新領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。
報(bào)告還表明，自2005年以來(lái)，在便攜式電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車中占主導(dǎo)地位的鋰離子技術(shù)推動(dòng)了電池創(chuàng)新的發(fā)展。2018年，與鋰離子電池技術(shù)有關(guān)的專利活動(dòng)在電池專利活動(dòng)中占45%，而與其他化學(xué)成分的電池有關(guān)的專利活動(dòng)的占比則僅為7%。
2011年，電動(dòng)汽車已超越了消費(fèi)電子產(chǎn)品，成為鋰離子電池相關(guān)發(fā)明的最大增長(zhǎng)動(dòng)力。電動(dòng)汽車用電池組的改進(jìn)對(duì)固定設(shè)備用電池產(chǎn)生了積極的溢出效應(yīng)（spill-overeffects）。
報(bào)告還顯示，在過(guò)去的10年中，電池制造以及與電池有關(guān)的工程技術(shù)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的專利活動(dòng)增長(zhǎng)了3倍。2018年，這兩個(gè)領(lǐng)域的專利活動(dòng)占所有與電池有關(guān)的專利活動(dòng)的近一半（47%），這清楚地表明了該行業(yè)的成熟以及發(fā)展高效批量生產(chǎn)的重要性。
此外，包括超級(jí)電容器和氧化還原液流電池在內(nèi)的其他存儲(chǔ)技術(shù)也正在如雨后春筍般出現(xiàn)，有望解決鋰離子電池的某些弱點(diǎn)。
亞洲公司處于領(lǐng)先地位
報(bào)告表明，亞洲的公司在全球電池技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中遙遙領(lǐng)先，日本和韓國(guó)的公司位居前列。在全球與電池有關(guān)的專利申請(qǐng)者的前10名中，亞洲公司占了9家。亞洲公司在全球前25名（包括來(lái)自歐洲的6家公司以及來(lái)自美國(guó)的2家公司）中占了2/3。在2000年至2018年間，前5名申請(qǐng)者（三星、松下、LG、豐田和博世）所產(chǎn)生的IPF占所有IPF的1/4以上。
盡管電池技術(shù)的創(chuàng)新仍主要集中在少數(shù)大企業(yè)中，但在美國(guó)和歐洲，小企業(yè)、大學(xué)和公共研究機(jī)構(gòu)也發(fā)揮著十分重要的作用。在美國(guó)，中小型企業(yè)所遞交的IPF占34.4%，大學(xué)或研究機(jī)構(gòu)所提交的IPF占13.8%。在歐洲，這一數(shù)據(jù)分別為15.9%和12.7%。而在日本，這一數(shù)據(jù)分別為3.4%和3.5%。在韓國(guó)，這一數(shù)據(jù)分別為4.6%和9.0%。
