新型电池专利：中国量居首,日美质占优
围绕不使用高价锂的新型电池的竞争正全面展开。按企业和机构来分析专利的竞争力，在作为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）排在首位。而在具有发展潜力的氟离子电池方面，丰田具有优势。中国在数量上、日美在质量上领先，为了争夺世界市场的主导权，今后的战略将变得日趋重要。
 |
目前，作为纯电动汽车（EV）和智能手机等的蓄电池而广泛使用锂离子电池，但主要原料锂的开采地偏重于特定国家，从材料价格上涨和稳定采购的角度出发，正面临逆风。作为下一代电池而备受期待的全固态电池也属于锂离子电池改良而成的电池，需要用到锂。因此，有必要开发不使用锂的电池。
日本经济新闻（中文版：日经中文网）委托日本三井物产战略研究所，由该公司借助美国知识产权信息服务企业律商联讯（LexisNexis）的分析工具“PatentSight”，对2003年以后的有效专利进行了分析。对象是利用“钠”和“氟化物”等的7种主要新型电池。
按国别来看，中国在专利数量上压倒其他国家，但按企业和机构、电池种类来分析专利的数量和质量，将会看到不同的情况。截至2022年12月，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。
 |
从电池的种类来看，钠离子电池的有效专利最多，达到4346项，占整体的44%。利用可从海水中提取的钠，可将原材料成本降低约3成。虽然可储存电力的容量不如锂离子电池，但相当于寿命的可充电次数却达到锂离子电池的2倍的4000次以上。从纯电动汽车到可再生能源的储能，有望得到广泛采用，预计2020年代中期开始将得到普及。
调查公司彭博新能源财经(Bloomberg NewEnergy Finance)提出预测称，“到2030年前后，钠离子电池将发挥重要作用”。除了用于可再生能源储能以外，希望低价采购占汽车价格三分之一的电池的纯电动汽车大企业有可能开始采用。
 |
从考虑有效专利的数量和质量、衡量所持专利的竞争力的综合指数来看，在主要企业中排在首位的是源自美国北达科他州立大学的初创企业、环球石墨烯集团(447分)。该公司原本在可用于各种蓄电池负极的碳材料领域具有优势。针对钠离子电池，该公司拥有以片状碳材料“石墨烯”制造负极、在正极中加入硫磺以提高容量的专利。
从环球石墨烯集团综合指数较高的专利来看，涵盖防止电极产生多余杂质导致电池寿命缩短的技术、大容量钠离子电池的制造方法、采用安全性高的固体电解质的电池等。拥有与钠离子电池相关的各种关键技术。
在综合指数上居第2位的中国科学院(266分)则拥有提高安全性和容量的固体电解质与电极的制造方法。2022年6月发布了在负极上使用金属钠、将容量提高至锂离子电池水平的技术。
 |
日本企业方面，中央硝子(182分)排在第三位。该公司开发了耐高温和低温的电解液。该公司常务执行董事辻冈章一表示：“在与性能相关的氟化合物的量产化领域具有优势”。目前已启动电解液的试提供，计划2024年开始销售。
2023年率先在世界上量产钠离子电池、将向纯电动汽车供货的中国蓄电池大企业宁德时代新能源科技（CATL）排在第5位。该公司开发出了延长寿命的电极构件和电解液。该公司开发的钠离子电池容量为每公斤约160瓦时，约为锂离子电池的6成。
在预计2030年以后实现实用化、具有发展潜力的下一代电池领域，日美具有优势。在氟离子电池领域，丰田排名第一，综合指数为151分，达到排在第二位的村田制作所的5倍以上，遥遥领先。2018年在材料的组合方面下功夫，申请了提高电池容量的正极材料的专利。
 |
| 日本中央硝子正在推进钠离子电池用电解液的开发（该公司提供） |
目前丰田已与京都大学试制出电池原型，将推进延长作为课题的寿命的研究。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。京都大学教授安部武志表示：“如果能提高容量、降低成本，还能应对资源风险”。
从有效专利数仅次于钠的锌离子电池的综合指数来看，排在首位的是美国的环球石墨烯集团(91分)，第2位是中国科学院(68分)。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。
专利数量方面中国占优势，质量上日美占优势
从专利数量来看，近10年来中国企业的崛起明显。即使是目前拥有最多专利的中国科学院，在2012年也只有5项，与当时排在首位的松下(41项)和第2位的丰田(26项)相距甚远。到2022年12月，包括跃居首位的中国科学院在内，中国机构的份额达到74%。
不过，中国机构优先在本国申请专利，在国外申请的有潜力的专利很少。以中国科学院为例，其在本国有效的专利价值的综合指数为421分，占到包括在海外有效的专利在内的综合指数的97%。
这与丰田、环球石墨烯集团和中央硝子在日美欧和韩国均衡地取得分数形成对照。宁德时代及其他中国的研究机构在本国取指数数的情况也很突出。
三井物产战略研究所的石黒隆介指出：“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复着先凭借技术取胜、但后来在产业化和市场份额扩大方面落败的历史。
熟悉中国蓄电池开发的该研究所的赵健指出：“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”。日本能否借助下一代电池技术方面仅存的优势迅速推进产业化？这需要日本具备汲取过去失败经验的企业战略和政策。
日本经济新闻（中文版：日经中文网）草盐拓郎、北川舞
版权声明：日本经济新闻社版权所有，未经授权不得转载或部分复制，违者必究。
文章版权归原作者所有。
