磷酸铁锂电池的发展分析

电子科技发达的现代社会，对电池的需求几乎无所不在，手机、电动玩具、汽车、重型机械……电池已广泛渗透到人们的生产和生活中。而随着科学技术的发展，电池的种类也越来越多，由各种不同材料制作的电池凭借各自的优势，不断延伸自己的市场触角，其中，磷酸铁锂(LiFePO4)电池因具有寿命长、安全性高、高温性能好、大容量、环保等优点而受到广泛关注，近年来发展迅速。

我国磷酸铁锂产业近年来也得到快速发展，从提交的专利申请数量看，我国磷酸铁锂领域专利申请数量排名全球第一，但是在全球磷酸铁锂的主要供应商中，却没有看到中国企业的身影。记者在采访中了解到，尽管我国在该领域提交的相关专利申请数量多，但质量有待提高，真正实现产业化的专利数量较少。相比而言，国外相关巨头虽然专利申请数量较少，但质量较高，掌握着相关领域的核心技术，并且在全球进行了专利布局，已形成了专利联盟。

针对这种状况，专家指出，磷酸铁锂由于自身性能决定了其对合成工艺要求相对苛刻，产品稳定性不好控制，我国相关企业应从改善产品性能角度入手，有针对性地进行关键技术的研发，改善产品稳定性，并进行专利布局，推进相关技术的产业化。另外，近年来，磷酸铁锂领域竞争激烈，专利诉讼频发，国内相关企业应积极防范专利风险，抱团应对国外专利的“围剿”。

专利申请数量领先专利转化有待加强

磷酸铁锂材料是一种上世纪70年代已开始应用于电池的材料，由于具有无毒、原材料来源丰富、比容量高、循环性能好等特点，被认为是动力型锂离子电池最有希望的正极材料，具有广阔发展前景。但磷酸铁锂材料电导率和锂离子迁移率低、制备困难、理论密度小等特性，也决定了其对电池制造工艺要求比较高。围绕磷酸铁锂材料，近年来国内外相关企业提交了大量专利申请。

国家知识产权局于2014年发布了《电池产业专利分析报告》(下称《报告》)，该项目由国家知识产权局专利局审查业务管理部组织，材料工程发明审查部、专利审查协作北京中心材料工程发明审查部及专利审查协作北京中心电学发明审查部负责实施。《报告》显示，截至2013年5月1日，磷酸铁锂全球专利申请量累计为1938项，其中来自中国的专利申请最多，为1385项，占专利申请总量的74%;其次是日本，占专利申请总量的15%;美国的申请量排名第三位，占专利申请总量的4%。从提交专利申请量排名前十位的申请人来看，中国囊括7席，日本占据3席，其中中国比亚迪股份有限公司、彩虹集团、清华大学位列前三位。

但在全球磷酸铁锂主要供应商中，却难见中国企业的身影。“加拿大Phostech公司、美国Valence公司和A123公司实力强劲，占据了全球磷酸铁锂主要市场份额。相比而言，目前中国大陆涉足磷酸铁锂材料的企业已达百家以上，但产业规模都很小，产品的主要性能与国外产品仍存在一定差距。”课题组成员、审协北京中心电学发明审查部审查员朱科在接受中国知识产权报记者采访时表示。

朱科表示，虽然我国提交了大量磷酸铁锂相关专利申请，但真正实现产业化的较少，这导致企业缺乏实用性的产品和技术。此外，我国企业提交的专利申请绝大部分都是国内申请，很少在国外提交专利申请，使得我国企业的产品很少能够出口到国外，并在国外市场占据一席之地。

专利诉讼频繁发生国外巨头形成联盟

据了解，由于磷酸铁锂正极材料用于动力锂离子电池具有诸多优点和良好的前景，自美国德州大学申请基础专利以来，为进一步提高该材料性能、进行回避设计、实现专利跟随包抄等，各国在磷酸铁锂正极材料领域的专利布局进行得如火如荼，专利诉讼也频繁发生。

德州大学在1997年提交了磷酸铁锂电池在国际上的第一件核心专利(专利号：US5910382)，并连续提交了包括数十项涉及20多个国家和组织的系列专利，形成了布局全球的磷酸铁锂电池原始专利池。德州大学之后将专利授权给了加拿大魁北克水电公司及其子公司Phostech，并针对竞争对手发起了一系列专利诉讼。

从2001年起，德州大学及加拿大魁北克水电公司先后向日本电报电话公司(NTT)、全球最大电动工具厂商Black&Decker及其电池制造商A123公司提起了专利诉讼。Phostech公司则就磷酸铁锂包覆碳技术的核心专利与中国电池生产企业进行谈判，提出缴纳巨额专利许可费的苛刻要求。2012年，加拿大魁北克水电公司、巴黎CNRS公司、蒙特利尔联合公司等3家企业，因不服中国国家知识产权局专利复审委员会作出的关于磷酸铁锂电池专利权无效的决定，向法院提出行政诉讼，但最终上述3家企业以败诉告终。

“磷酸铁锂的基础专利绝大多数都被国外大公司掌握，且这些大公司已经形成了专利联盟。我国磷酸铁锂正极材料厂商众多，但是目前还没有真正的领军企业，同时缺乏拥有自主知识产权的核心技术，因此，在专利诉讼中处于弱势。从目前来看，未来一段时间，磷酸铁锂领域专利诉讼频发的态势还将继续，国内企业应当警惕侵权风险，尽早采取规避措施。”朱科表示。

加强研发寻求突破齐心协力防范风险

相关数据显示，目前，我国磷酸铁锂电池年产量在万吨左右，未来几年仍将保持高速增长，如何突破专利困境，争取更多发展空间，成为目前相关企业关注的问题。

据了解，磷酸铁锂由于自身性能决定了其能量密度较低、导电性不够好，并且合成工艺要求相对苛刻，产品稳定性不好控制，在价格上没有明显优势，导致其目前的发展受到了很大的制约。针对这一发展软肋，朱科认为，生产企业应从改善性能的角度入手，加强关键技术研发，例如，通过碳包覆等手段提高导电性，通过掺杂等手段提高能量密度。目前，我国磷酸铁锂专利申请不少是低水平的重复研究，磷酸铁锂的研发整体还处于跟随国外技术的阶段，缺乏实质性创新和重大突破，国内相关企业应该深入了解国外大公司掌握的专利的具体内容，绕开其专利范围，规避风险，同时寻找专利技术空白点，发展关键的自主知识产权技术。而在拥有专利技术的同时，还应加强专利的市场化，避免技术停留在实验室中。

另外，磷酸铁锂领域频发的专利诉讼，也给国内相关企业的发展带来了挑战。“由于我国磷酸铁锂领域缺乏领军企业，仅凭单个企业之力，势单力薄，很难打赢与国外专利巨头的专利战。当遭遇与国外领先企业的专利纠纷时，国内企业一定要积极应对、勇于应诉，尤其是当全行业利益受到影响时，国内企业可以抱团反击国外的专利‘围剿’，与行业协会集中力量共同抗辩，为整个行业破解专利困境争取生存空间，避免陷于被动局面。”朱科表示。