全球新能源汽车固态电池专利状况一览

动力电池作为新能源汽车产业链的关键环节，其先进性对新能源整车的核心技术水平有着直接影响。现阶段，液态锂电池的技术研发已相对全面，技术迭代成为动力电池行业的焦点。固态电池是采用固态电解质的电池，因其具备高安全性、高能量密度等优势而备受关注，被视作有望改变现有电池体系的最具前景的新一代电池材料技术之一。

固态电池领域竞争激烈

在锂电池尤其是固态电池领域，中国是全球主要的技术来源国之一。截至 2023 年 5 月，全球固态电池关键技术专利申请量为 2.0798 万项，其中中国有 7640 项，占比达 36.7%。

当前，全球新能源汽车固态电池关键技术主要涵盖电解质、正极、负极、隔膜和制备工艺五个方面。其中，电解质相关专利申请达 1.455 万项，占比近 70%，是固态电池关键技术专利布局的热点。固态电池电解质技术主要有聚合物、氧化物、硫化物三种技术路线。我国的中国科学院、华中科技大学、中南大学、北京卫蓝新能源等创新主体在聚合物电解质路线上具有较强技术优势，有望实现技术突破。

聚合物固态电解质研究起步早且技术积累丰富。聚氧化乙烯类聚合物发展最早，聚碳酸酯类、聚硅氧烷类聚合物性能更优，接枝、交联、共混是主流改性手段。聚碳酸酯类聚合物电解质具有强极性碳酸酯基团和高阶电常数，可抑制阴阳离子相互作用，提高电流载体数量和离子电导率。目前，针对聚合物电解质的研究主要是提升离子电导率和机械性能，也有部分专利探索通过引入不同功能组分共混，以提高改性后聚合物的综合性能，如电化学稳定性、耐高压、耐高温、界面稳定性等。

氧化物固态电解质包括钠超离子导体型、钙钛矿型、石榴石型以及锂超离子导体型等。石榴石型固态电解质因高安全性、高能量密度，成为近年来发展最快的氧化物电解质。除了对氧化物固态电解质材料的改进，各创新主体也关注工艺改进，以降低能耗、简化工艺步骤为创新发展目标。

从全球申请趋势来看，在硫化物固态电解质领域，日本长期处于领先地位，中国也是主要技术来源国之一。日本在该领域研究起步早，已进行了较为完善的专利布局，这是后续创新主体寻求突破的方向。

掌握关键核心技术

在全球新能源汽车固态电池关键技术领域排名前十位的申请人中，日本、韩国企业占比较大。其中，日本企业的专利文献影响力较大，平均被引证 6.5 次，高于其他国家平均水平。

在聚合物电解质技术路线上，我国是聚合物电解质技术来源国最多的国家。我国创新主体类型全面，形成了以中国科学院、华中科技大学、中南大学、哈尔滨工业大学等高校及科研院所，以及北京卫蓝新能源、比亚迪等企业组成的创新产业链，具有较强的技术优势。

在硫化物电解质技术路线上，丰田公司、三星集团等日韩企业专利布局较早，实现了专利布局战略与市场战略的紧密结合和良好运行，这使得国内相关创新主体进行专利布局的难度增大。

在氧化物电解质技术路线上，整体专利申请量较少。丰田公司和三星集团是氧化物电解质专利布局的主要企业，具有先发优势，国内创新主体与这些企业在专利布局方面存在一定差距。

丰田公司的电解质技术主要集中在硫化物，通过从制备工艺、测量参数、材料组成等多方面对硫化物电解质进行保护，以巩固其领先地位。其专利布局涉及涂覆正极活性材料、湿涂工艺覆薄固体电解质层、浆料旋流均一分散活性物质、加压致密化电极等技术，旨在提升固态电池体积功率密度。

2018 年，松下集团因制备出兼具高离子电导、高化学/电化学稳定性和可塑性的固态卤化物电解质，研究重点转向卤化物、氧化物固态电解质，如以 LiMOX 代表的氧化物电解质和以 LiMX 为代表的卤化物电解质，并进行了一系列专利布局，从掺杂元素、掺杂配比、X 射线衍射图等多角度限定了专利保护范围。

日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）自 2007 年开始规划布局固态电池，牵头 38 家企业和科研机构进行固态电池项目研发，项目组成员的专利申请量 5689 项，约占全球申请量 27%，可见 NEDO 制定的技术发展规划对技术突破起到了重要作用。NEDO 组织下的申请人注重联合攻关，联合申请占比约为 13%；同时项目组成员分工明确，如丰田公司侧重硫化物电解质技术研发，松下集团则侧重氧化物和卤化物电解质研发。

当下，国内创新主体发展迅速，具备联盟式发展的条件。我国布局固态电池的企业众多，包括传统老牌电池企业、上游原材料企业以及背靠科研院所的专业化固态电池公司。同时，我国企业的路线选择丰富，硫化物路线的代表企业有宁德时代、蜂巢能源等；氧化物路线的代表企业有赣锋锂业、辉能科技等；聚合物路线的代表企业有北京卫蓝新能源等。因此，国内创新主体可借鉴 NEDO 的创新模式。

目前，新能源汽车固态电池产业化进程加快，我国应积极推动固态电池产业链、创新链的布局，加大政策支持力度，促进经济高质量发展。相关企业和研究机构应保持在聚合物电解质技术领域的良好研究态势，加强聚氧化乙烯类技术储备和专利布局，实现技术突破。持续关注固态电池专利申请态势及国外企业的技术发展动态，避免重点专利侵权风险。进一步整合政策资源和技术创新资源，明确国内重点企业和科研院所的技术分工，形成技术攻关合力，争取掌握一批具有自主知识产权的关键核心技术。（国家知识产权局专利分析普及推广项目新能源汽车固态电池课题组）