三元材料核心专利缺失 国内锂电警惕重蹈中兴覆辙
本文来自高工锂电网
谈到锂离子电池产业的国际格局，我们通常的印象就是：东亚三强中、日、韩占据着锂离子电池的第一梯队，国内CATL、BYD等巨头迅速崛起，特别是CATL在2017年动力电池出货量雄踞世界第一，很多人都觉得中国锂离子电池产业即将领跑全球，没有人会认为我们需要在锂离子电池产业上再看美国人的脸色。但是我们却都忽略了一个极为重要的问题——三元材料核心专利技术的缺失。
前车之鉴
谈到核心专利技术，我们的前车之鉴不可谓不多。近有中兴的惨痛教训，远有前些年磷酸铁锂电池的技术专利危机。熟悉国内锂电池行业发展的人或许都还记得2012年磷酸铁锂电池的“专利无效案”，当时的加拿大魁北克水电公司等三家企业宣称拥有磷酸铁锂电池技术专利，起诉中国专利复审委员会关于其磷酸铁锂电池专利技术无效的裁定无效。
据了解，加拿大公司的专利申请几乎涵盖了目前磷酸铁锂电池生产技术的全部环节。如果按照这个专利来判断，国内大部分电池生产企业都属于侵权了。而且如果外方胜诉，意味着今后国内电池生产企业如果生产磷酸铁锂电池，就需要向专利持有方缴纳专利费。而当时外方要价也很高：一次性缴纳1000万美元专利入门费或者是每吨磷酸铁锂缴纳2500美元。
幸运的是，这场对于中国磷酸铁锂电池产业和新能源汽车产业发展至关重要的专利官司以外方失败告终。尽管如此，目前我们任何出口的磷酸铁锂相关产品都必须缴纳高昂的专利费获得授权。这起诉讼案件中诸多的经验和教训，颇值得国内锂电界思考。在当前新能源汽车火热的发展形势下，国内锂电行业排名靠前的企业，特别是有志参与国际市场竞争的龙头企业，应该以此为鉴，更加长远、有策略地布局三元材料核心专利技术。
竞争劣势
相对于全球三元材料的发展趋势，国内的专利申请起步较晚，在1996年才出现相关的专利申请，并且在1996—2008年期间发展相对缓慢，与全球专利的申请趋势相比，发展相对滞后。
从总体来看，国内三元材料申请比较分散，行业集中度差，并没有得到足够的发展，尤其是国内锂电龙头企业涉足较少，整体研究氛围不强。
相较于日韩企业，国内企业比亚迪在2002年才有关于三元材料的专利申请，科捷、江南大学在2010年以后才开始出现关于三元材料的专利，起步比日韩企业晚了近10年，因此，国内企业在三元材料上并没有掌握核心专利，且由于日韩企业、美国3M公司等国外重要申请人布局早，同时掌握核心专利，国内申请人在三元材料上的专利申请基本都是外围申请，且方法类专利申请偏多，造成国内申请人在三元材料上的竞争实力不强。
基础核心专利技术缺失
三元材料在主要制备方法及改性手段方面的技术发展路线大致如下：最早的三元材料是日本电池株式会社于1997年9月9日申请的NiCoAl三元材料，其采用共沉淀法制备。之后，日本中央电气工业株式会社于1999年11月5日申请了共沉淀法制备阳离子掺杂的NiCoMn三元材料。
2001年美国IIionTechnology公司申请了且优先权日为2000年9月14日的采用固相法制备NiCoMn三元材料的专利，从而使三元材料的制备方法从共沉淀法扩展到固相法。随后，开始出现原子掺杂改性三元材料的专利申请，如2000年12月11日申请的F原子掺杂改性，之后原子掺杂也发展迅速，成为改性三元材料的重要手段。
2005年11月15日3M创新公司获得的、优先权日为2001年4月27日的关于NiCoMn三元材料授权的美国专利US6964828B2及其同族专利CN100403585C等，其主要限定了NiCoMn中Ni的含量，从而显著提高了三元材料的性能，成为三元材料的基础核心专利，至今制约着中国锂电行业内三元材料的发展。纵观前述三元材料技术发展路线可知，三元材料的基础专利技术仍掌握在国外申请人手中。
专利布局的策略建议
我国与日、韩等锂电强国相比，虽然在专利申请数量上逐渐呈现出赶超之势，但在核心技术的竞争中仍处于劣势，锂电池基础材料的核心专利技术大多被国外巨头掌握。通过对三元材料专利申请的统计发现，在三元材料的安全性、成本问题等方面还有很大的发展空间。我们可以在这些方面加大研发投入，以期能够掌握相关的核心专利。
从早先的特斯拉纯电动车自燃到后来频发的三星Note7手机爆炸，与此类事件高度相关的锂电池的安全性能受到了越来越多的关注。从专利的统计可以看出，目前针对三元材料的安全性专利申请较少，特别是国外重点申请人围绕三元材料的安全性专利布局还没有形成完善体系，国内申请人可以将三元材料安全性作为重点研究方向。
同时，可以在一些国外较少关注的细分领域进行布局。目前新能源汽车市场增长迅猛，国内外均面临着动力电池回收的现实问题，特别是可以通过回收稀缺资源钴从而降低三元材料的成本。从专利的统计也可以看出，涉及三元材料成本降低的专利申请非常少，而且目前专门针对电池回收的企业几乎没有，相关技术非常欠缺。
参考文献：
余志敏，周述虹，阎澄，等．锂离子电池三元材料专利技术分析［J］．储能科学与技术，2017，6(3):596-604．
曹武佳．锂电池生死劫？三元材料专利技术隐忧凸显［N］．中国有色金属报，2018-02-24(4)