退役动力电池梯次利用技术及产业专利分析.pdf
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1、退役动力电池梯次利用技术及产业专利分析段晓影,张静雅,卓晓军,熊 伟(长沙矿冶研究院有限责任公司,湖南 长沙;湖南云储循环新能源科技有限公司,湖南 长沙)摘 要:分析了全球退役动力电池梯次利用技术专利申请趋势及专利技术分布,探讨了退役动力电池梯次利用技术产业的全球竞争态势及研发热点方向,重点分析了国内相关专利申请情况。结果表明,目前各国退役动力电池梯次利用技术的申请量稳步提升,且仍有提升空间;退役动力电池分类、检测、筛选、评估等相关技术一直是研发热点,处于持续发展状态,专利申请量呈稳定增长趋势;中国是退役动力电池梯次利用技术主要的专利布局和重要技术来源国,与全球发展趋势一致,未来相关技术的专利
2、申请量仍将持续增长。建议相关企业加大研发力度、率先抢占先机,同时加强专利布局。关键词:动力电池;电池拆解;退役动力电池;梯次利用;专利分析;技术构成中图分类号:文献标识码:文章编号:(),(,;,):,:;新能源汽车多以电池作为动力电源。电池循环充放电过程中电池容量会逐渐衰减,当其容量衰减至以下时便达到退役状态。退役动力电池梯次利用是指车用动力电池退役后,整体或经拆解、分类、检测、重组与装配等相关工艺,以电池包、模块或单体形式再次应用到包括但不限于基站备电、储能、低速动力等相关领域的过程。动力电池能否有效回收利用将直接影响到新能源汽车产业的可持续发展和国家节能减排战略的有效实施。对退役动力电池
3、进行梯次利用,有利于保障新能源汽车产业可持续发展。退役动力电池梯次利用市场目前呈现多寡头稳定态势,主要厂家为宁德时代、比亚迪、松下、化学、三星,这些厂家的技术积累相对深厚,规模优势明显,深度绑定整车厂客户。本文从全球退役动力电池梯次利用技术专利申请趋势、技术构成等多个角度进行分析,探讨全球退役动力电池梯次利用技术的发收稿日期:作者简介:段晓影(),女,江西宜春人,中级经济师,主要从事科研企业知识产权布局研究及管理工作。第 卷第 期 年 月矿矿 冶冶 工工 程程 展现状及重点研发方向,帮助行业内研发人员洞悉行业发展状况,助力退役动力电池梯次利用技术的发展和推广应用。专利分析方法为分析全球退役动力
4、电池梯次利用技术的发展现状,基于退役动力电池梯次利用的过程、产业上下游的分布情况以及专利文献的特点,本文将退役动力电池梯次利用技术分为全流程、回收拆卸、修复、分类筛选检测评估、重组配组、应用、安装装配及监测预警 大类,技术分解如表 所示。本文分析的数据来自六棱镜全球产业科技情报分析系统,检索截止日期为 年 月 日,经过人工去噪和反复提炼分类号进行筛选和补检,最终确定退役电池梯次利用技术的相关专利数量 件,其中中国专利 件(由于专利公开时间滞后等原因,近两年数据收录不全,仅供参考)。表 退役电池梯次利用技术分解及释义技术分支释义全流程退役电池梯次利用的全过程描述回收、拆卸退役电池从汽车、电池组等
5、的拆卸过程,以及回收过程中的运输、存储等修复通过对退役动力电池进行修复,提升电池性能分类、筛选、检测、评估退役电池的性能检测、健康状态评估,按照性能、应用场景等进行分类、筛选重组、配组将退役电池进行重新组合、分配,提升退役电池的一致性应用退役动力电池的可应用场景及应用设备安装、装配梯次利用过程中电池、电池组安装及与其他配件的装配关系监测、预警梯次利用过程中电池性能以及安全的监测和预警 退役动力电池梯次利用技术全球专利概况 全球专利申请时间趋势随着新能源汽车的兴起,欧盟、美国、日本等发达国家及地区率先对退役动力电池的梯次利用展开了相关研究。截至 年 月 日,共检索到退役动力电池梯次利用技术相关专
6、利文献 件,具体申请趋势如图 所示。由图 可见,退役动力电池梯次利用技术相关专利申请量在 年和 年出现快速增长,其余年份均为稳定增长,整体申请量呈平稳上升趋势,与新能源汽车市场占有率逐步上升的趋势相吻合。6,40032024016080020022022202020182016201420122010200820062004D3:94 0图 退役动力电池梯次利用技术全球专利申请时间趋势结合目前的市场及技术发展情况进行预测,未来退役电池梯次利用仍有极大的研究空间,且退役电池梯次利用技术的探讨虽然始于 年,但产业化格局仍未形成,预计未来专利申请量将以更快的速度逐年增长。全球专利技术分布按照技术分支
7、对退役动力电池梯次利用技术进行归类统计,结果如表 所示。从表 可以得出,退役动力电池梯次利用技术中,主要的技术分支是分类、筛选、检测、评估,其次是监测、预警,再次是重组、配组以及应用。本文所检索数据涉及回收和拆卸技术分支的数量较少,主要原因是有关回收和拆卸的专利大多用于退役动力电池的再生利用,未纳入本次专利数据,而专门针对梯次利用回收与拆卸技术的专利数量较少。表 退役动力电池梯次利用全球专利技术分支分布技术分支专利数量 件全流程回收、拆卸修复分类、筛选、检测、评估 重组、配组应用安装、装配监测、预警为深度分析退役动力电池的技术情况,针对监测预警、分类检测、应用以及重组配组 个较为重要的技术分支
8、进行深入研究,从各技术分支专利申请量占比来看,分类、筛选、检测、评估相关技术专利申请量占比为,监测、预警相关技术专利申请量占比为,其余技术分支占比均小于,可见全球退役动力电池梯次利用技术研发热点集中在电池筛选以及监测方向。第 期段晓影等:退役动力电池梯次利用技术及产业专利分析图 为退役动力电池梯次利用主要技术分支全球专利申请情况。由图 可知,分类、筛选、检测、评估相关技术一直是研发热点,目前仍处于持续发展状态,专利申请量呈稳定增长趋势;监测、预警相关技术虽然也是研发热点,但整体专利申请趋势较为波动,年稍有回落;应用相关技术专利申请量在 年和 年增幅明显,其余年份趋势较为平稳,变化不大;重组和配
9、组技术整体专利申请量呈小幅增长趋势。6,2001601208040020022021202020192018201720162015201420132012201120102009200820072006200520042003D3:94 0 0)B2,3:0)8.AA DE7E图 退役动力电池梯次利用主要技术分支全球专利申请情况 退役动力电池梯次利用技术中国专利概况 中国专利申请时间趋势截至 年 月 日,共检索到公开国为中国的退役动力电池梯次利用技术相关专利申请(以下简称“在华专利申请”)件。退役动力电池梯次利用技术在华专利申请时间趋势见图,外国申请人在华专利布局情况见表。从图 和表 可知,
10、外国申请人在华布局的专利总量为 件,占在华专利申请总量的;其中主要申请国为日本,在华专利专利量高达 件。日本企业在华专利布局将对我国相关技术领域研发和市场产生一定的影响,国内企业应持续关注日本企业在华专利布局情况。6,25020015010050020022021202020192018201720162015201420132012201120102009200820072006200520042003B/D3:94 0图 退役动力电池梯次利用在华专利申请时间趋势表 外国申请人在华专利布局情况来华布局来源申请量 件日本美国韩国德国英国意大利新加坡总计 中国专利技术分布退役动力电池梯次利用在华
11、专利技术分支分布情况如表 所示。由表 可以看出,在华专利技术分支分布情况与全球专利技术分支分布情况大体相同,大部分专利申请集中在退役动力电池筛选和监测。不同的是,在华专利技术分支分布中,应用技术分支的专利申请量高于重组技术,一方面在于我国建设了多个关于梯次利用储能的示范项目和示范工程,另一方面,我国申请人中有中国电力科学研究院、国家电网及相关高校,他们一直侧重于应用技术的研发,以应用带动相关技术发展。表 退役动力电池梯次利用在华专利技术分支分布技术分支专利数量 件全流程回收、拆卸修复分类、筛选、检测、评估重组、配组应用安装、装配监测、预警 退役动力电池梯次利用技术全球竞争态势及研发热点分析 全
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