為深入貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于新質(zhì)生產(chǎn)力重要論述，更好地推進(jìn)汽車知識產(chǎn)權(quán)高質(zhì)量發(fā)展，深化汽車創(chuàng)新與知識產(chǎn)權(quán)國際交流合作，加強(qiáng)汽車知識產(chǎn)權(quán)合規(guī)管理，2024年5月15—17日，以“加快知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化運(yùn)用 賦能汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展”為主題的2024中國汽車知識產(chǎn)權(quán)年會在武漢市成功召開。大會期間，國聯(lián)汽車動力電池研究院有限責(zé)任公司資深專家柏祥濤發(fā)表了精彩演講。

國聯(lián)汽車動力電池研究院有限責(zé)任公司資深專家柏祥濤

對國外專利要去做細(xì)致分析，不僅僅是停留在數(shù)據(jù)分析上，而是整個技術(shù)路線的挖掘和保護(hù)網(wǎng)絡(luò)分析，這樣我們才能明確怎么能夠去突破封鎖，怎么能夠建立我們自己的技術(shù)壁壘。

以下為演講實(shí)錄：

大家好，我是來自國聯(lián)研究院的柏祥濤，我今天跟大家分享的話題是硫化物全固態(tài)電池，以及我們在專利方面做的一些分析和研究。剛才王老師其實(shí)對全固態(tài)電池整個專利情況做了一個比較詳細(xì)的、全面的匯總。我這里主要聚焦硫化物全固態(tài)電池和它的專利情況。

在開始之前我想先介紹下公司，可能大家對我們公司不是太熟悉，國聯(lián)研究院前身是中國有研下屬動力電池研究中心，2014年9月注冊成立國聯(lián)研究院，主要從事動力電池相關(guān)的研究工作。2016年掛牌國家動力電池創(chuàng)新中心，這也是咱們國家第一家制造業(yè)中心。動力電池創(chuàng)新中心聚焦幾個方面的工作。第一，做一些行業(yè)共性技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)動力電池關(guān)鍵技術(shù)的協(xié)同攻關(guān)。第二，做檢測方面的工作，包括從原材料到電芯到模組到PACK的檢測能力。第三，行業(yè)聯(lián)盟，主要是為行業(yè)做一些服務(wù)，定期統(tǒng)計(jì)發(fā)布一些行業(yè)數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)聯(lián)盟單位之間的合作等工作。包括去年年底剛成立一個知識產(chǎn)權(quán)專委會，也是在動力電池領(lǐng)域?qū)＠矫孀鲆恍┓?wù)工作。最后，我們自己的一些研究成果轉(zhuǎn)化，本身企業(yè)不做產(chǎn)業(yè)化方面工作，所以我們這些技術(shù)需要做技術(shù)轉(zhuǎn)移，孵化一些企業(yè)。

今天想跟大家分享三個部分內(nèi)容，首先簡單介紹為什么去做固態(tài)電池，然后再介紹下我們國聯(lián)在硫化物全固態(tài)電池方面的一些進(jìn)展和專利布局方面做的工作。

咱們國家新能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)連續(xù)9年世界銷量第一，但是隨著新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的態(tài)勢和新的變化。2021年預(yù)測，到2040年全球大概有5600萬輛新能源汽車，短短幾年之后，現(xiàn)在來看這個估計(jì)有點(diǎn)偏保守了，2023年年底中國新能源汽車保有量已經(jīng)超過2000萬輛。隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展，消費(fèi)者關(guān)注領(lǐng)域也在發(fā)生一些變化，原來可能更關(guān)注價格，大家都說新能源汽車性價比不太高，現(xiàn)在隨著這些年發(fā)展，市場對價格的關(guān)注度已經(jīng)逐步下降，消費(fèi)者現(xiàn)在更關(guān)心安全和續(xù)航里程，新聞報道也可以看到多款續(xù)航1000公里的車型。另外一個問題是新能源汽車起火爆炸比較多，有時候還會發(fā)生傷人事件。

基于以上兩點(diǎn)，新能源動力電池需要更高能量密度，需要更高安全性能特性，但這兩個特性是矛盾的。單體電池能量密度越高，意味著儲存的能量越高，一旦不可控釋放出來，威力更大，所以能量密度和安全本身在一定程度上是矛盾的?，F(xiàn)在全固態(tài)電池要去解決的就是這個矛盾，能量密度提高，安全性能提高。傳統(tǒng)液態(tài)電池安全性能之所以差，有一個重要原因是里面含有大量有機(jī)電解液，很容易發(fā)生燃燒。解決方法是把有機(jī)電解液用不容易燃燒的無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)替代。固態(tài)電池是按照固態(tài)電解質(zhì)種類進(jìn)行劃分的，硫化物，氧化物，鹵化物，聚合物等。世界上各個國家大家都有比較傾向的研究路線，比如日本是以硫化物為主，以豐田為代表，美國主要是硫化物、氧化物為主，歐洲他們最早做聚合物，這兩年也轉(zhuǎn)向去做一些硫化物方面的工作。我們中國的路線選擇更廣，因?yàn)樵蹅冄芯繖C(jī)構(gòu)還是挺多的，選擇路線也更多樣化，每個方向都有不同研究小組、不同企業(yè)去做。

隨著這幾年技術(shù)積累，可以看到國內(nèi)還有世界上各個企業(yè)都相繼發(fā)布全固態(tài)電池裝車計(jì)劃或者量產(chǎn)計(jì)劃，基本會在2025到2027年左右，這是一個產(chǎn)業(yè)化的起步階段，普遍認(rèn)為比較成熟一點(diǎn)的商業(yè)化還是到2030年左右。國聯(lián)研究院在動力電池領(lǐng)域做的研究比較早，我們從90年代做鎳氫電池開始。而我們做硫化物體系全固態(tài)電池則是從2015年開始，最早選擇二元體系，后來逐步轉(zhuǎn)到硫銀鍺礦體系。另外從2019年開始，還做了鹵化物。主要這么兩個體系，這是材料開發(fā)工作。另外更重要的是做工程化技術(shù)開發(fā)，大家可能會知道這么一個信息，硫化物材料存在很多優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，限制大規(guī)模使用的當(dāng)然就是它的缺點(diǎn)，就是穩(wěn)定性很差，導(dǎo)致我們生產(chǎn)使用它的成本很高。所以我們做公斤級放大、特別是低成本放大的難度相當(dāng)高。我們在2021年建成了國內(nèi)第一條噸級試制線，能夠穩(wěn)定產(chǎn)出批量電解質(zhì)，經(jīng)過去年一年的努力，今年已經(jīng)能做到多個型號，滿足不同企業(yè)使用需求，也能根據(jù)企業(yè)需求提供特殊要求的材料。這些材料根據(jù)離子電導(dǎo)率和粒度分布特性，可以用在全固態(tài)電池研究的不同階段，從最初實(shí)驗(yàn)室階段材料體系篩選，基本工藝制訂，到軟包電池驗(yàn)證，用在正負(fù)極、固態(tài)電解質(zhì)膜中，活性材料表面處理等?，F(xiàn)在已經(jīng)有30多家客戶，基本都是比較穩(wěn)定的合作關(guān)系，這些客戶包括高校和企業(yè)。

材料本身做出來是一方面，另外一個很重要的方面是要把材料能夠在全固態(tài)電池使用，我們希望使用技術(shù)路線跟現(xiàn)有液態(tài)體系設(shè)備能夠通用，能夠節(jié)約設(shè)備開發(fā)的成本，所以我們采用了濕法涂布工藝。實(shí)現(xiàn)了正負(fù)極極片和電解質(zhì)膜的卷對卷制備。以高鎳正極和高硅負(fù)極材料體系設(shè)計(jì)了4Ah小軟包電池，能量密度能夠達(dá)到350Wh/kg，可以通過針刺和200度熱箱安全測試?，F(xiàn)在用的電解質(zhì)膜還是比較厚，大概40微米，如果把它的極片整體放大一些，把電解質(zhì)膜厚度減少至20微米，這個電池體系能量密度是能夠達(dá)到400Wh/kg的。350Wh/kg基本是我們現(xiàn)在液態(tài)電池上限，所以固態(tài)電池能夠在保證安全情況下，突破現(xiàn)有體系能量密度的瓶頸。

前面介紹了，整個世界上包括咱們國家都開始對全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化有很強(qiáng)的預(yù)期，從這個角度分析大家認(rèn)為技術(shù)已經(jīng)積累到一定程度。咱們國家有一個很大的新能源市場，下一代動力電池也必然有很好的基礎(chǔ)。這兩個前提條件下，競爭力的難點(diǎn)在哪？剛才王老師講了，現(xiàn)在面臨一些專利方面的壁壘。大家關(guān)注新能源行業(yè)的同事可能還會有印象， 2012年新能源剛開始起步的時候，有一個磷酸鐵鋰專利無效案，我們把加拿大魁北克水電的111項(xiàng)權(quán)利要求全部無效掉了，我個人認(rèn)為對新能源產(chǎn)業(yè)影響很大。印象中當(dāng)時提出一個條件，每噸磷酸鐵鋰使用費(fèi)大概幾百美元，也就是一噸增加將近幾千塊錢的成本，現(xiàn)在磷酸鐵鋰的市場價便宜的時候也就四萬多塊錢，基本有10%增加。如果增加這個費(fèi)用對我們影響是極大的。新能源行業(yè)其他專利糾紛也比較多，這些專利一般涉及額度也會比較大，雖然這些案子大部分最后都達(dá)成調(diào)解了，但是畢竟對相關(guān)方有很大影響。所以說對于全固態(tài)電池來講，技術(shù)上固然有很多問題需要解決，專利競爭也已經(jīng)是迫在眉睫。

我這里的匯總主要是基于硫化物全固態(tài)體系，把鋰硫電池相關(guān)排除掉了，大概有6000多條專利。從世界范圍來看，從2004年開始到前面幾年數(shù)量不太多，到2008年開始有一個增長，2020年達(dá)到比較高的水平?？傮w質(zhì)量世界范圍內(nèi)還是比較高的，有效專利大概加起來占70%左右。豐田絕對是一個非常領(lǐng)先的，單從專利來講，給我們制造的障礙非常大，申請量前十機(jī)構(gòu)中看不到中國企業(yè)身影，七家日本企業(yè)，三家韓國企業(yè)。技術(shù)來源國確實(shí)日本也占優(yōu)勢，中國在第二名，近今年日本布局專利數(shù)量在下降，可能跟日本政策有關(guān)系，后面氫能給予關(guān)注比較多。但中國有明顯上升。中國專利也分三個階段，2016年之前基本很少有研究機(jī)構(gòu)在做，專利布局也很少。近幾年才開始有大幅增加，2022年達(dá)到頂峰，總體430多項(xiàng)。我作圖的時候數(shù)據(jù)沒有更新完，2023年數(shù)據(jù)實(shí)際比ppt中展示的這個多一些，但最樂觀估計(jì)也就500多項(xiàng)，可是豐田一家就1800多項(xiàng)。另外一個突出特點(diǎn)就是我們自己布局以國內(nèi)為主，基本很少布局PCT專利，做的比較好是寧德時代和比亞迪，我們自己家也做了一些PCT專利布局。從五局流向圖也基本是這個結(jié)論，日本不僅僅數(shù)量多，在世界各國布局很均勻，我們基本停留在國內(nèi)，其他國家這些企業(yè)他們整個全球化思維也是比較好，世界各個地區(qū)布局?jǐn)?shù)量也比較平均。

國聯(lián)從2015年開始做這方面研究，2016年有一篇專利，經(jīng)過這幾年發(fā)展大概今年最新70項(xiàng)左右，授權(quán)30項(xiàng)，基本覆蓋電解質(zhì)產(chǎn)品和軟包全固態(tài)電芯技術(shù)，對目前這個階段產(chǎn)品體系是有一定支撐作用的。跟王老師觀點(diǎn)一致，還有皇老師提到的外觀專利方面的結(jié)論，國外這些企業(yè)基本都有自己的主線，技術(shù)傳承做的比較好，我國機(jī)構(gòu)做的布局會比較分散一些，當(dāng)然也跟我們整體數(shù)量少或者某些技術(shù)方面起步晚是相關(guān)的。這樣就給我們未來的產(chǎn)業(yè)化制造了很大的壁壘，特別是我們現(xiàn)在動力電池企業(yè)也好，車企也好出海的時候，剛才劉總也講到，他們企業(yè)出海的時候遇到了一些專利風(fēng)險。

總結(jié)下來我自己的一個觀點(diǎn)，我們在這個領(lǐng)域還是應(yīng)該結(jié)合整個行業(yè)力量，解決好專利保護(hù)問題，能繼續(xù)保持我們在新能源領(lǐng)域來之不易領(lǐng)先的地位。對國外專利要去做細(xì)致分析，不僅僅是停留在數(shù)據(jù)分析上，而是整個技術(shù)路線的挖掘和保護(hù)網(wǎng)絡(luò)分析，這樣我們才能明確怎么能夠去突破封鎖，怎么能夠建立我們自己的技術(shù)壁壘，當(dāng)然這些工作都要去放在全球化背景下去做。

謝謝各位，我今天的分享到此結(jié)束。