2020年9月22日，欧洲专利局（EPO）和国际能源署（IEA）联合发布《电池与电力存储创新——基于专利数据的全球分析》[1]报告，从总体趋势、国家优势、技术热点3方面分析了2000~2018年全球电力储存创新的国际专利家族（IPF）的主要趋势。结果显示，2005~2018年，全球电池和其他蓄电技术相关专利活动的年平均增速为14%，是所有技术领域平均水平的4倍。报告的主要内容如下：
1、全球电力储存创新发展迅速
2000年以来，全球电力储存领域提交的IPF超过了6.5万个，并且每年的数量都在增加，已经从2000年的约1029个增加到了2018年的7000多个。2005年以来，全球电池和其他蓄电技术相关专利活动的年平均增长率为14%，是所有技术领域平均水平（3.5%）的4倍。
电池专利占电力储存专利的90%，远远超过了电（9%）、热（5%）和机械（3%）这3种电力储存形式的专利占比。目前，锂离子电池在便携式电子产品和电动汽车电池技术中占主导地位。2018年，与锂离子电池技术有关的专利在电池专利总量中占45%，而其他化学成分电池相关专利活动的占比仅为7.3%。
得益于技术进步和规模化生产，2010年以来，电动汽车用锂离子电池的价格下降了近90%，而固定设备用锂离子电池的价格下降了约2/3。
2、日本和韩国引领全球电池技术创新
亚洲公司在全球电池技术竞争中遥遥领先，日本和韩国的公司位居前列。在全球前10名电池相关专利申请者中，亚洲占了9家，包括由松下和丰田领导的7家日本公司，以及三星和LG化学2家韩国公司。德国公司博世是唯一在该排名中脱颖而出的非亚洲申请人。2000~2018年，前5名申请者（三星、松下、LG化学、丰田和博世）所产生的IPF占IPF总量的1/4以上。
2014~2018年，日本锂离子专利活动占41%，松下和索尼等日本公司是该领域的领军者。LG电子、丰田、日产和博世等公司已经迅速加强了电池领域的创新活动，重点是汽车应用。三星在汽车电池中也占重要地位，但其专利增长更多地集中在便携式电子产品上。2000年以来，尽管落后于日本，韩国、欧洲、美国和中国也为全球电池创新做出了重要贡献。
在锂离子电池领域，中国是四大创新强国之一。2014~2018年，中国在锂离子电池领域的专利活动占9%。自2018年开始，中国专利活动大幅增加，几乎与欧洲相当。2011年，中国销售了5000辆电动汽车，占全球电动汽车市场的11%。2019年，中国电动汽车总销量110万辆，份额跃升至全球市场的50%。
3、锂镍锰钴氧化物（NMC）已经实现了与锂离子电池相关的最大创新性突破，但潜在的竞争者正在大公司之外出现
2005年锂钴氧化物（LCO）专利活动是NMC的2倍，但在2011年被NMC所取代，2009~2018年，NMC专利活动增加了400%。LCO专利同期增长了200%。如今，NMC被认为是短期内电动汽车的主流选择。但预计NMC也将在适当的时候被取代，镍钴铝氧化物（NCA）作为最有希望的替代品正受到越来越多的关注，已被用于电动汽车电池。特斯拉（Tesla）和比亚迪（BYD）等公司则押注基于磷酸铁锂（LiFePO4，简称LFP）改进的汽车电池。
固态电解质具有高比能和高稳定性特点，但目前价格昂贵。为应对技术挑战，2010年以来，固态电解质的专利活动平均每年增长25%。得益于这一领域的进展，固态电解质的商业应用有望在未来10年内实现。从IPF的地理来源来看，日本固态电池中占主导地位（54%），美国和欧盟专利体系（EPC）缔约国的占比分别为18%和12%，总体上与锂离子技术的份额相当。但韩国和中国并非如此，他们在固态电池领域的IPF份额相对较小，分别为12%和2%，尽管中韩两国的锂离子技术相关IPF分别占22%和9%。
在正极材料方面，日本在锰酸锂（LMO）（47%）和NMC（47%）的IPF方面处于领先地位，但在LCO方面与韩国持平，约占该领域IPF的30%。在新兴的LFP和NCA方面，国际竞争格局略有变化。对于LFP，日本的主导地位略有下降，占31%，韩国、美国和中国都是重要的贡献者（每个国家约占16%）。就NCA而言，美国是领导者，相关IPF占36%，其次是韩国（24%）和日本（16%）。
尽管电池技术的创新仍主要集中在少数大企业中，但在美国和欧洲，小企业、大学和公共研究机构也发挥着十分重要的作用。在美国，中小型企业所递交的IPF占34.4%，大学或研究机构所提交的IPF占13.8%。在欧洲，这一数据分别为15.9%和12.7%。而在日本，这一数据分别为3.4%和3.5%。在韩国，这一数据分别为4.6%和9.0%。尽管目前亚洲在电池技术创新中遥遥领先，但美国和欧洲或许将依赖其丰富的创新生态系统，包括大量的中小企业和研究机构创新，帮助他们在下一代的电池竞争中获得优势。 （董利苹）
