基于我國新能源汽車動力電池專利分析的廣東省發展策略與建議

陳云可，陸水芳，陳柏興，周述章，黎敏婕

（廣東省科學技術情報研究所，廣州 510000）

發展新能源汽車產業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、推動綠色發展的重要戰略舉措，而動力電池作為電動汽車的心臟，是新能源汽車產業發展的關鍵。在2017 年，工業和信息化部會同國家發展改革委、科技部等有關部門印發了《促進汽車動力電池產業發展行動方案》，提出了建設動力電池創新中心、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業近20 年的專利數據進行了分析，深入挖掘新能源汽車動力電池技術的研究情況及產業發展存在的問題，提出廣東省新能源汽車動力電池產業發展的策略建議。

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

專利是發明創新過程的成果，專利數量的改變能夠反映社會對新技術的興趣關注程度，因此，可以通過專利去分析新技術的發展情況，作為政策研究和創新水平衡量的依據[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計數據，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量分析，包括全國總體申請趨勢、專利申請主體分析、專利區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明專利和實用新型專利，數據來源為中華人民共和國國家知識產權局的中國專利數據庫，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據進行清洗，專利申請所在的知識產權局限定為中國知識產權局。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創新專利申請發展情況可大致分為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 年是發展增速提高的時間節點，分析其原因，主要得益于國家對新能源產業的政策支持：2015年1 月，經國務院批準，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，科技部發布《國家重點研發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科技體系和產業鏈，而新能源汽車動力電池作為新能源汽車產業的重要組成部分，因此得到飛速發展。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業中發揮了重要作用。

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量及趨勢進行分析，可以了解我國新能源產業的地域分布情況，進而了解全國新能源產業的布局。2012—2022 年我國新能源汽車動力電池專利申請量前10 的地區及專利申請數量見表1。專利量排名前10 地區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 省份專利申請數量統計項

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，廣東省內新能源汽車動力電池產業的區域發展并不平衡，地級市之間發展的差異很大。

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的發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

通過專利檢索發現，國內新能源汽車動力電池專利申請中，發明專利占比約為54.87%，實用新型專利占比約為45.13%；廣東省內新能源汽車動力電池不同類型專利申請數量的比重為發明專利占比約為50.45%，實用新型專利占比約為49.55%。

發明專利是評估一個國家或區域創新能力水平的一個重要指標，也是專利中技術價值最高的一類成果，其數量反映了不同地區科技創新能力的強弱。全國新能源汽車動力電池發明專利的占比約為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業的核心創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]。根據電池類型對檢索到的專利進行分類，并統計各種類型的專利申請數量（圖4），鋰離子電池和燃料電池2 種電池的專利申請數量達到了總數的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的申請，處于技術起步階段，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狀相吻合，預計未來一段時間鋰離子電池還將繼續占據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、循環使用壽命長和安全性高等優點，成為新能源產業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

3 策略建議

新能源汽車動力電池作為新能源汽車的心臟，是新能源汽車產業發展的關鍵。廣東省雖然為我國新能源汽車動力電池產業大省，但離新能源汽車動力電池產業強省還有一定差距，為更好推動廣東省新能源汽車動力電池產業的發展，提出若干建議。

3.1 加強產業政策支持，提高全產業創新迭代能力

應當加大對新能源汽車動力電池產業的政策支持力量，通過出臺一系列新能源汽車動力電池相關的產業、項目、技術等專項扶持政策，引導產學研緊密合作。通過繼續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業的市場培育。通過對新能源汽車動力電池“卡脖子”核心技術領域實施“揭榜掛帥”的政策，對敢于挑戰并突破新能源汽車動力電池領域“卡脖子”技術的科研團體和機構給與豐厚獎勵，鼓勵相關企業、高校及科研機構進行技術創新研究，從而提高新能源汽車動力電池全產業的創新迭代能力。

3.2 加強全省產業發展，構建新能源汽車動力電池產業基地

為提振廣東省新能源汽車動力電池產業的創新發展，應在珠三角構建新能源汽車動力電池產業創新聯合體，發揮珠三角地區在人才引進、技術研發、產業迭代等方面的優勢，建立省市聯動機制，打造深圳、廣州新能源汽車動力電池產業創新兩極，大力培育龍頭、骨干企業，打造新能源汽車動力電池企業品牌。發揮東莞、佛山、珠海、惠州的制造業優勢，創建珠三角新能源汽車動力電池產業示范園區，全力促進新能源汽車動力電池產業與技術的交流跟合作，從而帶動全省新能源汽車動力電池產業的縱深發展。

3.3 加強關鍵核心技術攻關，促進科技成果轉化

應引導廣東省內企業、高校、科研院所加強新能源汽車動力電池關鍵核心技術的攻關，優化科技成果無形資產作價投資管理，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化容錯免責機制，設立新能源汽車動力電池科技成果轉化競賽獎項，促進科技成果向現實生產力轉化。同時，也要發揮市場在科技成果轉化鏈條上的驅動作用，建立以市場需求為導向的成果產出機制，從而更好推進新能源汽車動力電池領域關鍵核心技術的發展，形成技術壁壘。