鉅大LARGE | 點擊量：626次 | 2024年02月02日
鋰離子電池三元材料的專利技術(shù)介紹
日前，在中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會六屆六次理事會議上，劉彥龍秘書長特別強(qiáng)調(diào)了鋰電池三元材料專利技術(shù)布局問題。他指出，在三元鋰電池特別是高鎳三元火熱的行業(yè)大趨勢下，國內(nèi)不少正極材料企業(yè)在發(fā)展中面臨著巨額的國外專利費用。就此問題，協(xié)會將于近期舉辦專題討論會，采取應(yīng)對措施以減輕企業(yè)發(fā)展中的成本壓力。
那么，國內(nèi)鋰電池三元材料專利技術(shù)布局現(xiàn)狀究竟如何？
核心專利要“彎道超車”
有專業(yè)人士對三元材料領(lǐng)域的國內(nèi)外專利情況進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果表明：首先，國內(nèi)三元材料發(fā)展起步晚，基礎(chǔ)和核心專利欠缺，與日韓企業(yè)、美國3M公司等還有較大差距。
比如，2005年11月15日，3M公司獲得關(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，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)三元材料的發(fā)展。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
其次，圍繞三元材料改性的專利主要為提高電化學(xué)性能，但安全性和成本問題沒有得到有效突破。與提高電化學(xué)性能發(fā)明專利的迅猛增長形成對比的是三元材料的安全性和降低成本等方面申請量增長較緩。這也說明，在研發(fā)投入明顯增加且電池安全性十分重要的情況下，三元材料的安全性和成本問題沒有得到有效的突破。
以國內(nèi)某研究所的發(fā)明專利“鈦溶膠包覆改性三元正極材料的制備方法”為例，該發(fā)明專利通過優(yōu)化包覆工藝對三元正極材料進(jìn)行改性，可有效改善材料的首次庫侖效率和放電比容量，但對材料的循環(huán)性能等其它方面沒有明顯改善。而且包覆工藝還要大量使用酒精，對工藝設(shè)備和車間條件（防爆車間）要求較高，酒精的回收利用還需要額外增加處理成本等。
基于上述分析，電池中國網(wǎng)認(rèn)為有兩點需要國內(nèi)正極材料企業(yè)重點關(guān)注：第一，國內(nèi)三元材料專利申請比較分散，尤其是龍頭企業(yè)涉足較少，整體研究氛圍不強(qiáng)，需要國內(nèi)企業(yè)重視正極材料的研發(fā)及知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)；第二，三元材料的安全性、成本問題等存在較大的發(fā)展空間。國外申請人的布局并不完善，國內(nèi)企業(yè)若能在這些方面加大研發(fā)投入，盡早掌握核心專利，才有可能實現(xiàn)在三元材料領(lǐng)域的“彎道超車”。
專利授權(quán)許可或是無奈之舉
業(yè)內(nèi)共識，國內(nèi)正極材料企業(yè)除了應(yīng)積極重視自主研發(fā)及知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)之外，企業(yè)之間的專利授權(quán)許可也是產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個選擇。電池中國網(wǎng)發(fā)現(xiàn)，近期正極材料企業(yè)專利布局情況如下：
2018年1月和2017年11月，巴斯夫分別宣布授予瑞翔新材和北大先行有關(guān)美國阿貢國家實驗室鎳鈷錳（NCM）正極材料相關(guān)專利的分許可。授權(quán)后，兩家公司可在美國市場制造、使用、銷售、許諾銷售、分銷和進(jìn)口鎳鈷錳正極材料。
1月29日，陶氏化學(xué)公司與上海華誼（集團(tuán)）公司簽署技術(shù)許可協(xié)議，由陶氏非排他性地授權(quán)兩種鋰離子電池的正極材料核心技術(shù)：磷酸鋰鐵錳（LMFP）和鋰鎳錳鈷氧化物（NMC）。
從上述授權(quán)許可信息來看，隨著國內(nèi)動力電池及三元材料企業(yè)加速進(jìn)入國際市場，國內(nèi)部分三元材料企業(yè)不得不加強(qiáng)專利布局，以獲得相關(guān)的營運自由度，配合電池客戶應(yīng)對國外嚴(yán)苛的資質(zhì)審定。
瑞翔新材董事長兼總經(jīng)理唐順國對外表示，“我們高度尊重知識產(chǎn)權(quán)，重視鎳鈷錳正極材料的專利分許可，這一分許可無論對我們還是我們的下游客戶而言都具有重要戰(zhàn)略意義?！?/p>
而事實上，國內(nèi)三元材料企業(yè)購買專利者寥寥無幾。原因主要有兩點：一是專利購買費用高昂，中小企業(yè)幾乎無力負(fù)擔(dān)；二是國內(nèi)政策相對寬松，尤其是相關(guān)法制并不完善，部分企業(yè)懷著僥幸心理。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，國內(nèi)外企業(yè)之間的專利授權(quán)許可、專利糾紛等會越發(fā)常態(tài)化，因此，國內(nèi)企業(yè)不管采取專利授權(quán)許可還是采取繞道而行的方式，加快專利布局都是產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的必要保障。
磷酸鐵鋰生死劫啟示
毫無疑問，國內(nèi)三元材料企業(yè)掃除專利侵權(quán)的風(fēng)險，才能在全球范圍內(nèi)做大做強(qiáng)。
前事不忘后事之師，熟悉國內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人肯定都還記得2012年磷酸鐵鋰電池行業(yè)的“專利無效案”——加拿大魁北克水電公司等三家宣稱擁有磷酸鐵鋰電池技術(shù)專利的企業(yè)，中國專利復(fù)審委員會關(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)。如果按照這個專利來走，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，意味著今后中國電池生產(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。而外方要價也很高：一次性繳納1000萬美元專利入門費或者是每噸磷酸鐵鋰?yán)U納2500美元。幸而，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)重要的專利以外方失敗告終。
但是，這起中諸多的經(jīng)驗和教訓(xùn)，則值得國內(nèi)鋰電界同仁們思考。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)更加有策略地布局三元材料核心專利技術(shù)。
