下一代新型动力电池已形成以钠、锌、氟3款新电池技术领先的形态,这几种新电池的专利则分别由中、美、日各擅胜场。(图/Shutterstock)
由于锂矿缺稀以致价格飞涨,加上安全疑虑较多,世界各工业大国正在积极研究下一代新型动力电池,已形成以钠、锌、氟3款新电池领先的技术专利方向,在这几种新电池的专利与研究则分别由中、美、日各擅胜场。据日本产业技术专业分析研究指出,目前中国在新电池专利数占绝对优势,但美日研发新电池专利极具潜质,未来何种新电池能在市场上胜出,仍在未定之天。
《日本经济新闻》委托日本三井物产战略研究所对2003年以后共7种新型电池有效专利进行分析指出,在新型电池首选的钠离子电池领域,美国新兴的环球石墨烯集团(Global Graphene Group)居于首位。而在具有发展潜质的氟离子电池方面,日本丰田具有优势。不过,中国在新电池专利数量以绝对优势压倒其他国家,为争夺世界市场的主导权,今后各方新电池产业战略将日趋重要。
报导说,截至2022年12月,与新型电池相关的有效专利总计达到9862项。按企业和机构来看,有效专利数量居首的是中国科学院(395项),第2位是丰田(236项),第3位是中国的中南大学(234项)。在位居前10的企业和机构中,中国占7家,日本为2家,美国为1家。
从新电池的种类来看,钠离子电池的有效专利最多,占44%。钠的成本可降低3成的制造成本,储存电力的容量不如锂电池,但寿命却是锂离子电池的2倍,预计2025年左右可逐渐普及。目前综合竞争力最强的是美国北达科塔州立大学的初创企业、环球石墨烯集团,其次是中国科学院,日本中央硝子则排在第3位,全球率先于2023年量产钠离子电池的陆企宁德时代则排在第5位。
如果把眼光放得更远的2030年,具有发展潜质的下一代电池以日本、美国较具优势。目前在氟离子电池领域,丰田排名第1,氟离子电池的容量在理论上有可能达到锂离子电池的约10倍。
至于有效专利数仅略次于钠电池的锌离子电池,其综合竞争力指数排在首位的是美国的环球石墨烯集团,第2位是中国科学院。这种电池虽然容量低于锂离子电池,但安全性更高,适合纯电动汽车用等大型化。
报导指出,从专利数量来看,近10年来中国企业的崛起明显。目前拥有最多专利的中国科学院在2012年只有5项,但是到2022年12月,包括跃居首位的中国科学院在内,中国机构的专利占比已达到74%。不过,中国机构优先在本国申请专利,在国外申请的有潜质的专利很少。
三井物产战略研究所的专家石黑隆介认为,「现阶段中国机构的专利质量低于日美欧」,日本企业此前在半导体、家电和锂离子电池等领域一直重覆着先凭借技术取胜、但后来在产业化和市占率扩大方面落败的历史。该研究所专精于中国电池开发的赵健指出:「如果中国企业在量产钠离子电池方面领先,或将通过供应链的形成和技术的国际标准化来掌握产业主导权」。