基于我国新能源汽车动力电池专利分析的广东省发展策略与建议

陈云可，陆水芳，陈柏兴，周述章，黎敏婕

（广东省科学技术情报研究所，广州 510000）

发展新能源汽车产业是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路，是应对气候变化、推动绿色发展的重要战略举措，而动力电池作为电动汽车的心脏，是新能源汽车产业发展的关键。在2017 年，工业和信息化部会同国家发展改革委、科技部等有关部门印发了《促进汽车动力电池产业发展行动方案》，提出了建设动力电池创新中心、实施动力电池提升工程、加强新体系动力电池研究等9 项重点任务。本文对我国及广东省新能源汽车动力电池产业近20 年的专利数据进行了分析，深入挖掘新能源汽车动力电池技术的研究情况及产业发展存在的问题，提出广东省新能源汽车动力电池产业发展的策略建议。

1 动力电池定义及准入条件

动力电池即为工具提供动力来源的电源，是指具有较大电能容量和输出功率，可配置电动自行车、电动汽车、电动设备及工具驱动电源的电池[1]。应用于新能源汽车上的动力电池通常需要具备3 个条件：一是安全性，只有安全性达到了一定的标准才能得到应用；二是经济性，在较低制造成本的前提下其使用寿命要尽可能地长；三是高密度，只有足够的能量密度和功率密度才能使电动汽车满足有限载荷量、加速性能和爬坡性能需求。

2 我国新能源汽车动力电池专利情况及原因分析

专利是发明创新过程的成果，专利数量的改变能够反映社会对新技术的兴趣关注程度，因此，可以通过专利去分析新技术的发展情况，作为政策研究和创新水平衡量的依据[2-3]。

2.1 分析框架

为客观、科学地分析新能源汽车动力电池的专利统计数据，本文搭建了新能源汽车动力电池分析框架（图1）。一个层面是对新能源汽车动力电池的总体数量分析，包括全国总体申请趋势、专利申请主体分析、专利区域申请趋势及专利申请类型分析；另一个层面是对新能源汽车动力电池的分类分析。

图1 新能源汽车动力电池分析框架

本文检索的专利类型包括发明专利和实用新型专利，数据来源为中华人民共和国国家知识产权局的中国专利数据库，使用的专利检索工具为Patsnap 智慧芽，检索专利申请的时间为2012 年1 月1 日至2022年12 月31 日。使用新能源、动力、电池、铅酸、VRLA、锂、Li、镍氢、Ni-MH、钠硫、NaS、燃料和飞轮等作为检索词对标题、摘要、权利要求、说明书字段进行检索，同时配合使用H01M 作为IPC 分类号以对检索的数据进行清洗，专利申请所在的知识产权局限定为中国知识产权局。最终检索出新能源汽车动力电池相关专利37 012 件。

2.2 专利申请总量分析

2.2.1 总体趋势

2012—2022 年，我国有关新能源汽车动力电池技术创新专利申请发展情况可大致分为2 个阶段（图2）：第一阶段为2012—2014 年的缓慢增长阶段，每年同比均有所增长，但增长相对平缓。第二阶段为2015—2022 年的快速增长阶段，年度新能源汽车动力电池的专利申请量发生了井喷式增长，年均增长量接近1 000 项/年，且此阶段专利申请量为近10 年专利申请总量的95%。

从这2 个阶段的新能源汽车动力电池专利申请量来看，2015 年是发展增速提高的时间节点，分析其原因，主要得益于国家对新能源产业的政策支持：2015年1 月，经国务院批准，财政部、国家税务总局宣布对无汞原电池、镍氢蓄电池、锂原电池、锂离子蓄电池、太阳能电池和燃料电池等新能源汽车动力电池免征消费税。2015 年2 月，科技部发布《国家重点研发计划新能源汽车重点专项实施方案（征求意见稿）》，计划到2020 年，建立起完善的新能源汽车动力系统科技体系和产业链，而新能源汽车动力电池作为新能源汽车产业的重要组成部分，因此得到飞速发展。政策在出台时间与专利增长趋势较为一致，因此，推测其在推动新能源汽车动力电池产业中发挥了重要作用。

2.2.2 全国及广东省专利申请分布情况

通过对我国各地新能源汽车动力电池专利申请数量及趋势进行分析，可以了解我国新能源产业的地域分布情况，进而了解全国新能源产业的布局。2012—2022 年我国新能源汽车动力电池专利申请量前10 的地区及专利申请数量见表1。专利量排名前10 地区的新能源汽车动力电池专利申请量逐年上升，其中广东省申请的新能源汽车动力电池专利数量最多，占专利申请总量的18.3%，江苏省紧随其后，占专利申请总量的15.9%。

表1 我国新能源汽车动力电池专利申请量前10 省份专利申请数量统计项

2012—2022 年，广东省新能源汽车动力电池领域的专利申请主要分布在珠三角区域，如图3 所示。深圳一枝独秀，远超珠三角其他地市，专利申请量比排名第二的广州多出1 倍以上，是排名第六的佛山的10 倍以上，中山、肇庆及江门3 市的专利申请量则不足百项。由此可见，广东省内新能源汽车动力电池产业的区域发展并不平衡，地级市之间发展的差异很大。

图3 2012—2022 年广东省新能源汽车动力电池专利申请量排名靠前地市

2.2.3 主要申请主体

通过对新能源汽车动力电池专利申请主体进行分析，可以对我国新能源汽车动力电池的发展情况有更深刻的认识。表2 为我国新能源汽车动力电池专利申请主体统计情况，由表2 可知，在2012—2022 年专利申请量排名前10 的申请主体中，有5 家在2012—2014 年期间的新能源汽车动力电池专利为0，而在2015—2022 短短7 年间其专利申请量跃居全国前10，由此可见政策对相关企业的发展方向的推动作用是很强的。

表2 我国新能源汽车动力电池专利主要申请主体专利申请情况 项

2.2.4 申请专利类型

通过专利检索发现，国内新能源汽车动力电池专利申请中，发明专利占比约为54.87%，实用新型专利占比约为45.13%；广东省内新能源汽车动力电池不同类型专利申请数量的比重为发明专利占比约为50.45%，实用新型专利占比约为49.55%。

发明专利是评估一个国家或区域创新能力水平的一个重要指标，也是专利中技术价值最高的一类成果，其数量反映了不同地区科技创新能力的强弱。全国新能源汽车动力电池发明专利的占比约为54.87%，而广东省的新能源汽车动力电池发明专利的占比约为50.45%，说明广东省在新能源汽车动力电池产业的核心创新能力有待进一步提高。

2.3 新能源汽车动力电池分类分析

目前，国内外主要研究的新能源汽车动力电池有铅酸蓄电池、锂离子电池、镍氢电池、钠硫电池、燃料电池及飞轮电池等[1]。根据电池类型对检索到的专利进行分类，并统计各种类型的专利申请数量（图4），锂离子电池和燃料电池2 种电池的专利申请数量达到了总数的87.93%，为新能源汽车动力电池的“主力军”。

图4 新能源汽车动力电池专利申请量不同分类构成

图5 为2012—2022 年我国不同类型新能源汽车动力电池的专利申请趋势。2012—2014 年，各类型新能源汽车动力电池的发展均极其缓慢，钠硫电池和飞轮电池方面的专利在这段期间均为个位数的申请，处于技术起步阶段，锂离子电池专利申请较多，但也不超过500 项/年，其他类型的专利年申请量最大不超过80 项/年。2015—2022 年，各种类型的新能源汽车动力电池均发展较快，特别是锂离子电池，专利年申请量开始远远超过其他类型的新能源汽车动力电池，从目前来看还有进一步扩大的趋势，这与新能源汽车市场上以锂离子电池作为主要新能源汽车动力电池的现状相吻合，预计未来一段时间锂离子电池还将继续占据新能源汽车动力电池的主导地位。

图5 不同新能源汽车动力电池的专利申请趋势

锂电池因其容量大、工作电压高、荷电保持能力强、循环使用寿命长和安全性高等优点，成为新能源产业中应用最为广泛的新能源汽车动力电池，同时也是过去10 年专利申请量增长最快、最多的新能源汽车动力电池。因此，一个企业或科研院所的锂电池专利申请量代表着其在新能源汽车动力电池领域的创新水平。图6 为2012—2022 年我国锂电池专利申请量排名前10 的企业或科研院所，来自广东省的比亚迪、沃特玛专利申请量分别排名第5 和第9 位，专利申请的数量及排名并不突出。

图6 2012—2022 年我国锂电池专利申请量前10 的企业

3 策略建议

新能源汽车动力电池作为新能源汽车的心脏，是新能源汽车产业发展的关键。广东省虽然为我国新能源汽车动力电池产业大省，但离新能源汽车动力电池产业强省还有一定差距，为更好推动广东省新能源汽车动力电池产业的发展，提出若干建议。

3.1 加强产业政策支持，提高全产业创新迭代能力

应当加大对新能源汽车动力电池产业的政策支持力量，通过出台一系列新能源汽车动力电池相关的产业、项目、技术等专项扶持政策，引导产学研紧密合作。通过继续支持购买新能源汽车减免购置税和吨位税并给予补贴的政策，进行新能源汽车动力电池产业的市场培育。通过对新能源汽车动力电池“卡脖子”核心技术领域实施“揭榜挂帅”的政策，对敢于挑战并突破新能源汽车动力电池领域“卡脖子”技术的科研团体和机构给与丰厚奖励，鼓励相关企业、高校及科研机构进行技术创新研究，从而提高新能源汽车动力电池全产业的创新迭代能力。

3.2 加强全省产业发展，构建新能源汽车动力电池产业基地

为提振广东省新能源汽车动力电池产业的创新发展，应在珠三角构建新能源汽车动力电池产业创新联合体，发挥珠三角地区在人才引进、技术研发、产业迭代等方面的优势，建立省市联动机制，打造深圳、广州新能源汽车动力电池产业创新两极，大力培育龙头、骨干企业，打造新能源汽车动力电池企业品牌。发挥东莞、佛山、珠海、惠州的制造业优势，创建珠三角新能源汽车动力电池产业示范园区，全力促进新能源汽车动力电池产业与技术的交流跟合作，从而带动全省新能源汽车动力电池产业的纵深发展。

3.3 加强关键核心技术攻关，促进科技成果转化

应引导广东省内企业、高校、科研院所加强新能源汽车动力电池关键核心技术的攻关，优化科技成果无形资产作价投资管理，搭建新能源汽车动力电池科技成果作价入股的专门持股平台，建立新能源汽车动力电池科技成果转化容错免责机制，设立新能源汽车动力电池科技成果转化竞赛奖项，促进科技成果向现实生产力转化。同时，也要发挥市场在科技成果转化链条上的驱动作用，建立以市场需求为导向的成果产出机制，从而更好推进新能源汽车动力电池领域关键核心技术的发展，形成技术壁垒。