從專利角度分析三元材料的發展與分布

焦延峰++趙中琴++付花榮++余碧濤

摘 要：隨著新能源產業的發展，鋰離子電池正極材料三元材料即LiNi1-x-yCoxMnyO2系列材料的研究倍受各國政府重視，該文從全球三元材料專利的角度出發，對全球趨勢，各國以及各大申請人在該領域的專利申請情況做了詳細分析，從而對各國以及各大申請人的專利布局做了進一步研究，從而對我國在該領域的專利布局給出參考性意見。

關鍵詞：三元材料 申請量 技術原創國 專利布局

中圖分類號：U231.8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（b）-0213-02

三元材料即LiNi1-x-yCoxMnyO2系列材料，該材料的電化學性能優異（1），2001年T.Ohzuku和Y.Makimura首次合成了Ni：Co：Mn=l：l：1的三元復合材料LiNil/3Col/3Mnl/3O2，雖然LINil/3Col/3Mnl/3O2研究時間不長，但因其與LiCoO2具有相似結構，具備較好的研究基礎（2），一經提出即被認為是最有可能代替LiCoO2，獲得各國政府大力支持，美國能源部更是將動力材料的研發重點由低成本的LiFePO4逐步轉向LiNil/3Col/3Mnl/3O2。

1 專利申請發展趨勢

1.1 全球申請趨勢

圖1給出了全球三元材料專利申請量隨著年份變化的趨勢圖。2012年由于部分專利尚未公開，統計的數量略有下降。從圖可以看出，在專利數據庫中，三元材料的申請數量從1990年開始呈現一個緩慢增長的態勢，1999年后開始波動性增長，這可能是由于Liu等人首次提出三元材料可以作為鋰離子電池的正極材料的觀點，從而引發三元材料研發的熱潮。在2006年、2008年以及2010年分別出現三個高峰；2010年和2011年的申請量維持高位，這表明三元材料相關專利技術仍處在一個活躍期，與全球電動汽車的迅速興起有關，后續將會出現更多的專利申請。

1.2 國內外公司在華的申請趨勢

圖2給出了國內三元材料專利申請量隨著年份變化的趨勢圖。從圖中可以看出，我國首個三元材料的專利申請出現于1998年，隨后穩步增長，在2005年出現第一個申請高峰，在2006-2007年略有下降；2008年以后，專利申請量開始快速增長，尤其是從2009年起，我國三元材料專利申請數量開始急劇增長，其中2010年和2011年的申請量維持高位，與全球申請趨勢相近，但是綜合國內申請量和國外來華申請量的數據可以看出，我國最早的關于三元材料的申請均為國外來華申請，在1998～2000年甚至沒有國內申請，直至2001年才開始出現首個國內申請，隨后國內申請量快速增長，并在2004年首次超過了國外來華申請量；在2005～2010年之間，國內申請和國外來華申請的數量基本相當；在2011～2012年，由于部分專利尚未公開以及部分PCT申請未進入中國國家階段的原因，導致統計的國外來華申請的數量較少。

2 專利申請分布

2.1 全球技術原創國的年代分布

圖3給出了全球申請中日、中、韓、美四國申請量的趨勢分布圖，氣泡的大小代表申請量的多少。圖3的橫坐標代表年代，縱坐標是全球排名前四位的申請國。

由圖3中可以看出，日本和美國均在1990年開始了三元材料的研究，屬于最早研發的兩個國家，而日本對于三元材料的申請量和持續研究時間均明顯高于美國，早在1999年的時候明顯領先于其他各國。韓國、中國分別在1998年和2001年出現了三元材料的專利申請，韓國在2005年是申請量出現了明顯的發展。而中國在三元材料方面雖然起步較晚，但申請量卻逐年大幅遞增，發展勢頭良好，并且逐步成為年申請量最大的國家。這也與國內鼓勵電動車政策有關。

2.2 全球申請人

表1列出了全球排名前十位的申請人。其中，日本的三洋公司和韓國的LG公司處于專利申請量的第一集團，申請量分別為76件和73件；日本的索尼公司以及韓國的三星公司分列第三、四位，分別為61和60件；其余申請人的申請數量則與前四名的申請人存在較大的差距。

前10名中的申請人有7名來自日本，2名來自韓國，我國僅有比亞迪一家公司上榜，表明日本企業在三元材料領域具有壟斷性優勢，在該領域已經進行了大量的專利布局。而我國的生產企業在該領域的發展相對落后，亟需得到我國企業和科研機構的重視。

圖4為全球前十大申請人的申請量隨年份變化趨勢圖，橫坐標為年代，縱坐標為前十位的公司，氣泡大小代表專利申請量的多少。由圖3可以看出，日本的索尼公司雖然申請量排名僅僅為第三名，但它是最早開展鋰離子電池商業化的公司，而且也是最早對三元材料進行戰略布局的企業。相比之下，申請量排名第一的三洋公司在1997年才開始三元材料的布局，晚于排名第六的松下公司。其余申請人起步較晚，韓國的三星和LG則分別在1998年和2001年開始三元材料的申請，我國的比亞迪起步最晚，為2002年，雖然在2005年和2008年出現了兩次較為大量的井噴式申請，但是從專利整體布局來看，依然弱于其他公司。

3 結語

三元材料在全球發展趨勢目前很強勢，而未來依然會保持一定的告訴增長。我國雖然近年來申請量增長量較大，總量也僅落后于日本，但是由于起步較晚，實際上依然落后其他發達國家。同時我國的專利申請中企業申請所占比重較小，全球十大申請人中僅有比亞迪一家，并且還是在下游位置。而從企業專利布局來看，我國企業比亞迪則是最晚開始對三元材料進行戰略布局的企業，目前三元材料領域依然被日本的企業壟斷和占據。可見，雖然表面上我國的申請量較大，但是和發達國家相比，依然存在不小的差距，我國在三元材料的研發道路上任重道遠，還有很長的路要走。

參考文獻

[1] Layered Li[NixCo1-2xMnx]O2 Cathode Materials For Lithium-Ion Batteries.

[2] Structural Chemistry and Electrochemistry of LiNi1/2Mn1/2O2 for Advanced Lithium batteries. Tsutomu Ohzuku and Yoshinari Makimura，2004.endprint

摘 要：隨著新能源產業的發展，鋰離子電池正極材料三元材料即LiNi1-x-yCoxMnyO2系列材料的研究倍受各國政府重視，該文從全球三元材料專利的角度出發，對全球趨勢，各國以及各大申請人在該領域的專利申請情況做了詳細分析，從而對各國以及各大申請人的專利布局做了進一步研究，從而對我國在該領域的專利布局給出參考性意見。

關鍵詞：三元材料 申請量 技術原創國 專利布局

中圖分類號：U231.8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（b）-0213-02

三元材料即LiNi1-x-yCoxMnyO2系列材料，該材料的電化學性能優異（1），2001年T.Ohzuku和Y.Makimura首次合成了Ni：Co：Mn=l：l：1的三元復合材料LiNil/3Col/3Mnl/3O2，雖然LINil/3Col/3Mnl/3O2研究時間不長，但因其與LiCoO2具有相似結構，具備較好的研究基礎（2），一經提出即被認為是最有可能代替LiCoO2，獲得各國政府大力支持，美國能源部更是將動力材料的研發重點由低成本的LiFePO4逐步轉向LiNil/3Col/3Mnl/3O2。

1 專利申請發展趨勢

1.1 全球申請趨勢

圖1給出了全球三元材料專利申請量隨著年份變化的趨勢圖。2012年由于部分專利尚未公開，統計的數量略有下降。從圖可以看出，在專利數據庫中，三元材料的申請數量從1990年開始呈現一個緩慢增長的態勢，1999年后開始波動性增長，這可能是由于Liu等人首次提出三元材料可以作為鋰離子電池的正極材料的觀點，從而引發三元材料研發的熱潮。在2006年、2008年以及2010年分別出現三個高峰；2010年和2011年的申請量維持高位，這表明三元材料相關專利技術仍處在一個活躍期，與全球電動汽車的迅速興起有關，后續將會出現更多的專利申請。

1.2 國內外公司在華的申請趨勢

圖2給出了國內三元材料專利申請量隨著年份變化的趨勢圖。從圖中可以看出，我國首個三元材料的專利申請出現于1998年，隨后穩步增長，在2005年出現第一個申請高峰，在2006-2007年略有下降；2008年以后，專利申請量開始快速增長，尤其是從2009年起，我國三元材料專利申請數量開始急劇增長，其中2010年和2011年的申請量維持高位，與全球申請趨勢相近，但是綜合國內申請量和國外來華申請量的數據可以看出，我國最早的關于三元材料的申請均為國外來華申請，在1998～2000年甚至沒有國內申請，直至2001年才開始出現首個國內申請，隨后國內申請量快速增長，并在2004年首次超過了國外來華申請量；在2005～2010年之間，國內申請和國外來華申請的數量基本相當；在2011～2012年，由于部分專利尚未公開以及部分PCT申請未進入中國國家階段的原因，導致統計的國外來華申請的數量較少。

2 專利申請分布

2.1 全球技術原創國的年代分布

圖3給出了全球申請中日、中、韓、美四國申請量的趨勢分布圖，氣泡的大小代表申請量的多少。圖3的橫坐標代表年代，縱坐標是全球排名前四位的申請國。

由圖3中可以看出，日本和美國均在1990年開始了三元材料的研究，屬于最早研發的兩個國家，而日本對于三元材料的申請量和持續研究時間均明顯高于美國，早在1999年的時候明顯領先于其他各國。韓國、中國分別在1998年和2001年出現了三元材料的專利申請，韓國在2005年是申請量出現了明顯的發展。而中國在三元材料方面雖然起步較晚，但申請量卻逐年大幅遞增，發展勢頭良好，并且逐步成為年申請量最大的國家。這也與國內鼓勵電動車政策有關。

2.2 全球申請人

表1列出了全球排名前十位的申請人。其中，日本的三洋公司和韓國的LG公司處于專利申請量的第一集團，申請量分別為76件和73件；日本的索尼公司以及韓國的三星公司分列第三、四位，分別為61和60件；其余申請人的申請數量則與前四名的申請人存在較大的差距。

前10名中的申請人有7名來自日本，2名來自韓國，我國僅有比亞迪一家公司上榜，表明日本企業在三元材料領域具有壟斷性優勢，在該領域已經進行了大量的專利布局。而我國的生產企業在該領域的發展相對落后，亟需得到我國企業和科研機構的重視。

圖4為全球前十大申請人的申請量隨年份變化趨勢圖，橫坐標為年代，縱坐標為前十位的公司，氣泡大小代表專利申請量的多少。由圖3可以看出，日本的索尼公司雖然申請量排名僅僅為第三名，但它是最早開展鋰離子電池商業化的公司，而且也是最早對三元材料進行戰略布局的企業。相比之下，申請量排名第一的三洋公司在1997年才開始三元材料的布局，晚于排名第六的松下公司。其余申請人起步較晚，韓國的三星和LG則分別在1998年和2001年開始三元材料的申請，我國的比亞迪起步最晚，為2002年，雖然在2005年和2008年出現了兩次較為大量的井噴式申請，但是從專利整體布局來看，依然弱于其他公司。

3 結語

三元材料在全球發展趨勢目前很強勢，而未來依然會保持一定的告訴增長。我國雖然近年來申請量增長量較大，總量也僅落后于日本，但是由于起步較晚，實際上依然落后其他發達國家。同時我國的專利申請中企業申請所占比重較小，全球十大申請人中僅有比亞迪一家，并且還是在下游位置。而從企業專利布局來看，我國企業比亞迪則是最晚開始對三元材料進行戰略布局的企業，目前三元材料領域依然被日本的企業壟斷和占據。可見，雖然表面上我國的申請量較大，但是和發達國家相比，依然存在不小的差距，我國在三元材料的研發道路上任重道遠，還有很長的路要走。

參考文獻

[1] Layered Li[NixCo1-2xMnx]O2 Cathode Materials For Lithium-Ion Batteries.

[2] Structural Chemistry and Electrochemistry of LiNi1/2Mn1/2O2 for Advanced Lithium batteries. Tsutomu Ohzuku and Yoshinari Makimura，2004.endprint

摘 要：隨著新能源產業的發展，鋰離子電池正極材料三元材料即LiNi1-x-yCoxMnyO2系列材料的研究倍受各國政府重視，該文從全球三元材料專利的角度出發，對全球趨勢，各國以及各大申請人在該領域的專利申請情況做了詳細分析，從而對各國以及各大申請人的專利布局做了進一步研究，從而對我國在該領域的專利布局給出參考性意見。

關鍵詞：三元材料 申請量 技術原創國 專利布局

中圖分類號：U231.8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（b）-0213-02

三元材料即LiNi1-x-yCoxMnyO2系列材料，該材料的電化學性能優異（1），2001年T.Ohzuku和Y.Makimura首次合成了Ni：Co：Mn=l：l：1的三元復合材料LiNil/3Col/3Mnl/3O2，雖然LINil/3Col/3Mnl/3O2研究時間不長，但因其與LiCoO2具有相似結構，具備較好的研究基礎（2），一經提出即被認為是最有可能代替LiCoO2，獲得各國政府大力支持，美國能源部更是將動力材料的研發重點由低成本的LiFePO4逐步轉向LiNil/3Col/3Mnl/3O2。

1 專利申請發展趨勢

1.1 全球申請趨勢

圖1給出了全球三元材料專利申請量隨著年份變化的趨勢圖。2012年由于部分專利尚未公開，統計的數量略有下降。從圖可以看出，在專利數據庫中，三元材料的申請數量從1990年開始呈現一個緩慢增長的態勢，1999年后開始波動性增長，這可能是由于Liu等人首次提出三元材料可以作為鋰離子電池的正極材料的觀點，從而引發三元材料研發的熱潮。在2006年、2008年以及2010年分別出現三個高峰；2010年和2011年的申請量維持高位，這表明三元材料相關專利技術仍處在一個活躍期，與全球電動汽車的迅速興起有關，后續將會出現更多的專利申請。

1.2 國內外公司在華的申請趨勢

圖2給出了國內三元材料專利申請量隨著年份變化的趨勢圖。從圖中可以看出，我國首個三元材料的專利申請出現于1998年，隨后穩步增長，在2005年出現第一個申請高峰，在2006-2007年略有下降；2008年以后，專利申請量開始快速增長，尤其是從2009年起，我國三元材料專利申請數量開始急劇增長，其中2010年和2011年的申請量維持高位，與全球申請趨勢相近，但是綜合國內申請量和國外來華申請量的數據可以看出，我國最早的關于三元材料的申請均為國外來華申請，在1998～2000年甚至沒有國內申請，直至2001年才開始出現首個國內申請，隨后國內申請量快速增長，并在2004年首次超過了國外來華申請量；在2005～2010年之間，國內申請和國外來華申請的數量基本相當；在2011～2012年，由于部分專利尚未公開以及部分PCT申請未進入中國國家階段的原因，導致統計的國外來華申請的數量較少。

2 專利申請分布

2.1 全球技術原創國的年代分布

圖3給出了全球申請中日、中、韓、美四國申請量的趨勢分布圖，氣泡的大小代表申請量的多少。圖3的橫坐標代表年代，縱坐標是全球排名前四位的申請國。

由圖3中可以看出，日本和美國均在1990年開始了三元材料的研究，屬于最早研發的兩個國家，而日本對于三元材料的申請量和持續研究時間均明顯高于美國，早在1999年的時候明顯領先于其他各國。韓國、中國分別在1998年和2001年出現了三元材料的專利申請，韓國在2005年是申請量出現了明顯的發展。而中國在三元材料方面雖然起步較晚，但申請量卻逐年大幅遞增，發展勢頭良好，并且逐步成為年申請量最大的國家。這也與國內鼓勵電動車政策有關。

2.2 全球申請人

表1列出了全球排名前十位的申請人。其中，日本的三洋公司和韓國的LG公司處于專利申請量的第一集團，申請量分別為76件和73件；日本的索尼公司以及韓國的三星公司分列第三、四位，分別為61和60件；其余申請人的申請數量則與前四名的申請人存在較大的差距。

前10名中的申請人有7名來自日本，2名來自韓國，我國僅有比亞迪一家公司上榜，表明日本企業在三元材料領域具有壟斷性優勢，在該領域已經進行了大量的專利布局。而我國的生產企業在該領域的發展相對落后，亟需得到我國企業和科研機構的重視。

圖4為全球前十大申請人的申請量隨年份變化趨勢圖，橫坐標為年代，縱坐標為前十位的公司，氣泡大小代表專利申請量的多少。由圖3可以看出，日本的索尼公司雖然申請量排名僅僅為第三名，但它是最早開展鋰離子電池商業化的公司，而且也是最早對三元材料進行戰略布局的企業。相比之下，申請量排名第一的三洋公司在1997年才開始三元材料的布局，晚于排名第六的松下公司。其余申請人起步較晚，韓國的三星和LG則分別在1998年和2001年開始三元材料的申請，我國的比亞迪起步最晚，為2002年，雖然在2005年和2008年出現了兩次較為大量的井噴式申請，但是從專利整體布局來看，依然弱于其他公司。

3 結語

三元材料在全球發展趨勢目前很強勢，而未來依然會保持一定的告訴增長。我國雖然近年來申請量增長量較大，總量也僅落后于日本，但是由于起步較晚，實際上依然落后其他發達國家。同時我國的專利申請中企業申請所占比重較小，全球十大申請人中僅有比亞迪一家，并且還是在下游位置。而從企業專利布局來看，我國企業比亞迪則是最晚開始對三元材料進行戰略布局的企業，目前三元材料領域依然被日本的企業壟斷和占據。可見，雖然表面上我國的申請量較大，但是和發達國家相比，依然存在不小的差距，我國在三元材料的研發道路上任重道遠，還有很長的路要走。

參考文獻

[1] Layered Li[NixCo1-2xMnx]O2 Cathode Materials For Lithium-Ion Batteries.

[2] Structural Chemistry and Electrochemistry of LiNi1/2Mn1/2O2 for Advanced Lithium batteries. Tsutomu Ohzuku and Yoshinari Makimura，2004.endprint