中國粉體網訊 談到鋰離子電池產業的國際格局，我們通常的印象就是：東亞三強中、日、韓占據著鋰離子電池的第一梯隊，國內CATL、BYD等巨頭迅速崛起，特別是CATL在2017年動力電池出貨量雄踞世界第一，很多人都覺得中國鋰離子電池產業即將領跑全球，沒有人會認為我們需要在鋰離子電池產業上再看美國人的臉色。但是我們卻都忽略了一個極為重要的問題——三元材料核心專利技術的缺失。
前車之鑒
談到核心專利技術，我們的前車之鑒不可謂不多。近有中興的慘痛教訓，遠有前些年磷酸鐵鋰電池的技術專利危機。熟悉國內鋰電池行業發展的人或許都還記得2012年磷酸鐵鋰電池的“專利無效案”，當時的加拿大魁北克水電公司等三家企業宣稱擁有磷酸鐵鋰電池技術專利，起訴中國專利復審委員會關于其磷酸鐵鋰電池專利技術無效的裁定無效。
據了解，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技術的全部環節。如果按照這個專利來判斷，國內大部分電池生產企業都屬于侵權了。而且如果外方勝訴，意味著今后國內電池生產企業如果生產磷酸鐵鋰電池，就需要向專利持有方繳納專利費。而當時外方要價也很高：一次性繳納1000萬美元專利入門費或者是每噸磷酸鐵鋰繳納2500美元。
幸運的是，這場對于中國磷酸鐵鋰電池產業和新能源汽車產業發展至關重要的專利官司以外方失敗告終。盡管如此，目前我們任何出口的磷酸鐵鋰相關產品都必須繳納高昂的專利費獲得授權。這起訴訟案件中諸多的經驗和教訓，頗值得國內鋰電界思考。在當前新能源汽車火熱的發展形勢下，國內鋰電行業排名靠前的企業，特別是有志參與國際市場競爭的龍頭企業，應該以此為鑒，更加長遠、有策略地布局三元材料核心專利技術。
競爭劣勢
相對于全球三元材料的發展趨勢，國內的專利申請起步較晚，在1996年才出現相關的專利申請，并且在1996—2008年期間發展相對緩慢，與全球專利的申請趨勢相比，發展相對滯后。
從總體來看，國內三元材料申請比較分散，行業集中度差，并沒有得到足夠的發展，尤其是國內鋰電龍頭企業涉足較少，整體研究氛圍不強。
相較于日韓企業，國內企業比亞迪在2002年才有關于三元材料的專利申請，科捷、江南大學在2010年以后才開始出現關于三元材料的專利，起步比日韓企業晚了近10年，因此，國內企業在三元材料上并沒有掌握核心專利，且由于日韓企業、美國3M公司等國外重要申請人布局早，同時掌握核心專利，國內申請人在三元材料上的專利申請基本都是外圍申請，且方法類專利申請偏多，造成國內申請人在三元材料上的競爭實力不強。
基礎核心專利技術缺失
三元材料在主要制備方法及改性手段方面的技術發展路線大致如下：最早的三元材料是日本電池株式會社于1997年9月9日申請的NiCoAl三元材料，其采用共沉淀法制備。之后，日本中央電氣工業株式會社于1999年11月5日申請了共沉淀法制備陽離子摻雜的NiCoMn三元材料。
2001年美國IIion Technology公司申請了且優先權日為2000年9月14日的采用固相法制備NiCoMn三元材料的專利，從而使三元材料的制備方法從共沉淀法擴展到固相法。隨后，開始出現原子摻雜改性三元材料的專利申請，如2000年12月11日申請的F原子摻雜改性，之后原子摻雜也發展迅速，成為改性三元材料的重要手段。
2005年11月15日3M創新公司獲得的、優先權日為2001年4月27日的關于NiCoMn三元材料授權的美國專利US6964828B2及其同族專利CN100403585C等，其主要限定了NiCoMn中Ni的含量，從而顯著提高了三元材料的性能，成為三元材料的基礎核心專利，至今制約著中國鋰電行業內三元材料的發展。縱觀前述三元材料技術發展路線可知，三元材料的基礎專利技術仍掌握在國外申請人手中。
專利布局的策略建議
我國與日、韓等鋰電強國相比，雖然在專利申請數量上逐漸呈現出趕超之勢，但在核心技術的競爭中仍處于劣勢，鋰電池基礎材料的核心專利技術大多被國外巨頭掌握。通過對三元材料專利申請的統計發現，在三元材料的安全性、成本問題等方面還有很大的發展空間。我們可以在這些方面加大研發投入，以期能夠掌握相關的核心專利。
從早先的特斯拉純電動車自燃到后來頻發的三星Note7手機爆炸，與此類事件高度相關的鋰電池的安全性能受到了越來越多的關注。從專利的統計可以看出，目前針對三元材料的安全性專利申請較少，特別是國外重點申請人圍繞三元材料的安全性專利布局還沒有形成完善體系，國內申請人可以將三元材料安全性作為重點研究方向。
同時，可以在一些國外較少關注的細分領域進行布局。目前新能源汽車市場增長迅猛，國內外均面臨著動力電池回收的現實問題，特別是可以通過回收稀缺資源鈷從而降低三元材料的成本。從專利的統計也可以看出，涉及三元材料成本降低的專利申請非常少，而且目前專門針對電池回收的企業幾乎沒有，相關技術非常欠缺。
參考文獻：
余志敏，周述虹，閻澄，等．鋰離子電池三元材料專利技術分析［J］．儲能科學與技術，2017，6(3):596-604．
曹武佳．鋰電池生死劫？三元材料專利技術隱憂凸顯［N］．中國有色金屬報，2018-02-24（4）
