電池火災(zāi)滅火技術(shù)專利綜述

王閃 管佳林

摘 要：電子產(chǎn)品、家用電器以及交通工具等領(lǐng)域朝著智能化和電動(dòng)化方向發(fā)展，電池應(yīng)用場(chǎng)景越來越豐富。但電池自身的能量屬性導(dǎo)致各類火災(zāi)事故頻出，電池的安全性能改善與滅火技術(shù)應(yīng)用成為熱門的研究方向。為了探討電池火災(zāi)滅火技術(shù)的發(fā)展方向和研究動(dòng)態(tài)，統(tǒng)計(jì)了電池火災(zāi)滅火技術(shù)專利申請(qǐng)情況，研判了電池火災(zāi)滅火技術(shù)專利技術(shù)演進(jìn)路線，旨在為相關(guān)研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：電池;滅火技術(shù);專利;技術(shù)演進(jìn)

中圖分類號(hào)：U492.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）08-0152-03

Patent Overview on Battery Fire Extinguishing Technology

WANG Shan1 GUAN Jialin2

（1.Patent Examination Cooperation Guangdong Center of the Patent Office，CNIPA，Guangzhou Guangdong 510555;

2.Dongguan Poweramp Technology Limited，Dongguan Guangdong 523808）

Abstract： Electronic products， household appliances， vehicles and other fields are developing towards the direction of intelligent and electric， and battery application scenarios are becoming more and more abundant. However， the energy properties of the battery lead to all kinds of fire accidents frequently， so the improvement of the safety performance of the battery and the application of fire extinguishing technology become a hot research direction. In order to explore the development direction and research trends of battery fire extinguishing technology， the patent applications of battery fire extinguishing technology were counted， and the evolution route of battery fire extinguishing technology patent technology was studied， so as to provide reference for relevant researchers.

Keywords： battery;fire extinguishing technology;patent;technology evolution

近幾年，電子產(chǎn)品、家用電器以及交通工具等電動(dòng)化和智能化發(fā)展趨勢(shì)加快，特別是電動(dòng)汽車和電動(dòng)自行車市場(chǎng)占用率持續(xù)增加[1-5]。電子產(chǎn)品、電動(dòng)工具以及電動(dòng)交通工具等核心部件電池的安全是制約電動(dòng)化發(fā)展的關(guān)鍵要素之一，電池自身的能量屬性導(dǎo)致各類火災(zāi)事故頻出，提升電池的安全性能和研發(fā)針對(duì)性的電池滅火裝置成為熱點(diǎn)研究方向[6-10]。為了探討電池火災(zāi)滅火技術(shù)的發(fā)展方向和研究動(dòng)態(tài)，統(tǒng)計(jì)了電池火災(zāi)滅火技術(shù)專利申請(qǐng)情況，研判了電池火災(zāi)滅火技術(shù)專利技術(shù)演進(jìn)路線，旨在為相關(guān)研究人員提供參考。

結(jié)合國(guó)內(nèi)外電池火災(zāi)滅火技術(shù)研究文獻(xiàn)，分析了當(dāng)前電池火災(zāi)滅火技術(shù)進(jìn)展情況。此外，采用國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利檢索與服務(wù)系統(tǒng)分析了電池火災(zāi)滅火技術(shù)全球?qū)＠暾?qǐng)情況。本文采用的專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)主要來自國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利檢索與服務(wù)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱S系統(tǒng)），檢索數(shù)據(jù)庫(kù)包括DWPI、SIPOABS以及CNABS。

1 專利申請(qǐng)概況

1.1 電池火災(zāi)滅火技術(shù)全球?qū)＠暾?qǐng)分析

全球電池火災(zāi)滅火技術(shù)專利申請(qǐng)數(shù)量變化趨勢(shì)如圖1所示，具體可分為3個(gè)階段。第一階段為1972—2009年，此時(shí)電池火災(zāi)滅火技術(shù)處于萌芽階段，這一階段與電池火災(zāi)滅火方面有關(guān)的技術(shù)發(fā)展步伐緩慢，體現(xiàn)在專利申請(qǐng)上，并不是每年都有申請(qǐng)相關(guān)專利，且年申請(qǐng)的專利數(shù)量較少。第二階段為2010—2015年，此階段為緩慢發(fā)展階段，這一時(shí)期相較于上一時(shí)期申請(qǐng)量有了一定的增加，該時(shí)期中國(guó)逐漸出現(xiàn)有關(guān)于該技術(shù)的申請(qǐng)，處于起步階段。第三階段為2016—2020年，此階段電池火災(zāi)滅火技術(shù)進(jìn)入高速發(fā)展期，全球申請(qǐng)量快速增長(zhǎng)，在2019年全球電池火災(zāi)滅火技術(shù)專利年申請(qǐng)量高達(dá)744項(xiàng)。在此階段，我國(guó)申請(qǐng)量遠(yuǎn)超同時(shí)期的國(guó)外申請(qǐng)量，且2016—2019年間申請(qǐng)量每年都在大幅上漲之中，顯示了我國(guó)在該領(lǐng)域的后發(fā)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。2020年申請(qǐng)量有明顯降低，這是因?yàn)樵撃晟暾?qǐng)的有些專利申請(qǐng)還沒公開[11]。

1.2 專利申請(qǐng)區(qū)域分布

就全球的電池火災(zāi)滅火技術(shù)的專利申請(qǐng)而言，中國(guó)的專利申請(qǐng)布局雖然起步較晚，但是發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。目前，中國(guó)的專利申請(qǐng)?zhí)幱陬I(lǐng)先的地位，數(shù)量位居第一，占全球?qū)＠暾?qǐng)總量的60.4%。隨后是美國(guó)、韓國(guó)，分別占申請(qǐng)總量的7.5%、7.3%。此外，德國(guó)、日本、歐洲的申請(qǐng)量也具有一定的規(guī)模。全球電池火災(zāi)滅火技術(shù)專利申請(qǐng)量區(qū)域分布如圖2所示，中國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)、德國(guó)、日本以及歐洲比較重視相關(guān)技術(shù)的專利權(quán)保護(hù)，尤其是中國(guó)。

1.3 國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)人分布

統(tǒng)計(jì)分析中國(guó)電池火災(zāi)滅火技術(shù)專利申請(qǐng)的主要申請(qǐng)人，前10位如圖3所示。其中有兩位為高校，其余均為公司。而申請(qǐng)量方面，國(guó)家電網(wǎng)公司的申請(qǐng)量最大，主要涉及儲(chǔ)能電源系統(tǒng)中的火災(zāi)安全防護(hù)。排名第2位和第6位的是清華大學(xué)和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，二者均是消防滅火技術(shù)緊密相關(guān)的高校，在電池火災(zāi)滅火技術(shù)方面的研發(fā)較為活躍。其余公司，如中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司、寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司以及北京新能源汽車股份有限公司等，均為電池的生產(chǎn)和技術(shù)研發(fā)企業(yè)，因此在該領(lǐng)域也進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)研究和專利申請(qǐng)。

2 電池火災(zāi)滅火專利技術(shù)演進(jìn)

梳理電池火災(zāi)滅火的專利技術(shù)演進(jìn)路線，示意如圖4所示。

全球在電池火災(zāi)滅火方面的技術(shù)源于1972年，隨后每年僅有幾項(xiàng)或十幾項(xiàng)電池火災(zāi)滅火技術(shù)的專利申請(qǐng)。1972年出現(xiàn)了第一件電池火災(zāi)防滅火技術(shù)的專利申請(qǐng)F(tuán)R2145678，主要涉及在蓄電池的連接電纜中添加阻燃劑以達(dá)到阻止電池發(fā)生火災(zāi)的專利技術(shù)。1991年日本申請(qǐng)了設(shè)置專門的滅火裝置將滅火或阻燃介質(zhì)噴入電池箱內(nèi)，以在電池發(fā)生火災(zāi)時(shí)進(jìn)行有效滅火的專利技術(shù)。全球最早涉及鋰離子電池防滅火技術(shù)的專利申請(qǐng)是KR20070073173A，這也是首次針對(duì)鋰離子電池組級(jí)別的防護(hù)技術(shù)。電池火災(zāi)防滅火技術(shù)在2009年于我國(guó)首次出現(xiàn)[12-13]。

2010—2015年，在電池火災(zāi)防滅火技術(shù)方面的研究多集中在防止火勢(shì)蔓延、凝膠滅火劑的使用以及火災(zāi)熱量觸發(fā)的滅火裝置等方面，如KR20120136830A、DE102011008792A以及CN103825059A。

2016—2020年是電池火災(zāi)防護(hù)技術(shù)的高速發(fā)展期，該時(shí)期眾多的研究者加入了電池火災(zāi)防護(hù)技術(shù)的研究行列，從電池火災(zāi)的精準(zhǔn)探測(cè)、分級(jí)預(yù)警及精準(zhǔn)滅火方面進(jìn)行了深入研究，如CN10960626A、CN109741562A以及CN111682287A等。同時(shí)，也對(duì)滅火裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，如DE102017122416A、CN107320871A以及CN11078-7391A等。

3 結(jié)語(yǔ)

全球電池火災(zāi)滅火技術(shù)專利申請(qǐng)數(shù)量變化趨勢(shì)可分為3個(gè)階段。第一階段為1972—2009年，此時(shí)電池火災(zāi)防滅火技術(shù)處于萌芽階段;第二階段為2010—2015年，此階段為緩慢發(fā)展階段;第三階段為2016—2020年，此階段電池火災(zāi)防滅火技術(shù)進(jìn)入高速發(fā)展期，全球申請(qǐng)量快速增長(zhǎng)，2019年全球電池火災(zāi)防滅火技術(shù)專利年申請(qǐng)量高達(dá)744項(xiàng)。目前，中國(guó)的專利申請(qǐng)布局處于領(lǐng)先地位，占全球?qū)＠暾?qǐng)總量的66.8%。2016—2020年電池火災(zāi)防護(hù)技術(shù)高速發(fā)展的過程中，眾多研究者加入到了電池火災(zāi)防護(hù)技術(shù)的研究行列，從電池火災(zāi)的精準(zhǔn)探測(cè)、分級(jí)預(yù)警及精準(zhǔn)滅火方面進(jìn)行了深入研究。

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