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新能源助推全球首创人工智能公交车走上“一带一路”,专利海外布局

导读: 由工信部、国家发改委、科技部三部委联合印发的《汽车产业中长期发展规划》明确指出了先进车用材料的重要性。石墨烯,是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,是“新材料之王”。

由工信部、国家发改委、科技部三部委联合印发的《汽车产业中长期发展规划》明确指出了先进车用材料的重要性。石墨烯,是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,是“新材料之王”。石墨烯在锂离子电池中的应用是全球研究热点,随着技术的不断成熟和工艺的逐步完善,石墨烯拥有推动全球汽车产业深度变革的潜质,中国如何在这个市场潜力大但竞争激烈的领域保持优势并抢占先机?如何通过技术专利预警分析、加强专利挖掘和布局助力中国汽车产业弯道超车?值得我们深思。

“国宝”熊猫智能公交车问世

世界首创级的熊猫公交车可谓吸睛不少,搭载具有自主知识产权的十余项世界顶级技术。并且在习近平主席参加的南非金砖会议上,得到了南非政府的青睐。有望首先在新加坡、马来西亚、泰国、阿曼等“一带一路”国家上路运行,有助于加快推动形成连接“一带一路”的国际大通道战略。

该款“国宝”智能公交车是由东旭光电旗下子公司上海申龙客车有限公司与深兰科技强强联手打造的创新性杰作。据了解,自2017年3月通过收购上海申龙客车成功切入新能源汽车产业以来,东旭光电对新能源汽车产业链投资不断。据统计,东旭光电在新能源汽车产业链投资总额超79.7亿元。不难推测东旭光电欲打造“石墨烯材料-石墨烯包覆正极材料-石墨烯基锂离子电池-新能源汽车”产业链闭环,推动战略转型。顺应新能源和人工智能发展趋势,东旭光电不断抢抓市场机遇,深化技术发展,创新技术应用,拓展市场外延,规划守正出新的产业布局。东旭光电在2016年7月推出了世界首款石墨烯基锂离子电池产品“烯王”。一年后“烯王”作为动力电池已在共享电动单车上进行了小批量应用,也预示着该产品未来有望成为新能源汽车的心脏。

东旭光电在石墨烯领域的技术分析及其专利战略布局

众所周知,企业的本质是指以盈利为目的社会经济组织,而盈利又与市场不可分割,但在拓展海外市场的过程中,《专利合作条约》(PCT)是一个避免遭遇专利围堵,在海外市场占据一席之地的有效途径。只有在海外市场进行一定数量的专利布局,才能在竞争激烈的海外市场博弈中取得一定的话语权。在市场所在国家地区拥有专利数量在一定程度上反映了企业在该市场的博弈能力,真正做到“进可攻,退可守”的游刃有余。经方象知产研究院初步检索发现,东旭光电在石墨烯技术领域的专利申请总共有5项,其中三项(申请号分别为WOCN16112996、WOCN16113790、WOCN17086632)PCT国际申请,三项专利内容所涉技术都是石墨烯基锂离子电池领域相关,反映了东旭光电在石墨烯领域的技术研发能力以及专利保护的重视程度。我院通过对这三项PCT专利作重点解析以期评测其技术的未来动态、进而预测其未来业务发展及市场格局。

方象评析:

1. 申请日分析

东旭光电的石墨烯产业布局开始于2014年,始于与北京理工大学共同组建石墨烯技术产学研平台随后在2015年成立了北京旭碳新材料科技有限公司, 2016年收购石墨烯公司上海碳源汇谷,正是这笔收购为东旭光电的石墨烯帝国打造了坚实的根基,也加快了“烯王”产品的推出。有关布局恰在其时,发明专利1(申请号:WOCN16112996)、发明专利2(申请号:WOCN16113790)及发明专利3(申请号:WOCN17086632)的申请日分别为20161229、20161230及20170531,而这个时期也是随着对石墨烯产业发展及石墨烯应用性成果陆续推出和落地、石墨烯从实验室走向产业化的关键时期,也是石墨烯产业投资布局的黄金时期。可以看出东旭光电在布局的时间维度上一定程度上占据了产业竞争优势,“石墨烯电池+新能源汽车”产业布局跃然纸上。

2. 申请内容分析

专利1主要解决电池内部腐蚀问题而提出的一种含有石墨烯层的铝塑封装膜及使用该膜的锂离子电池。利用了石墨烯的特殊的层状结构、强可塑性、强韧性、高热稳定性,有效的提高了锂离子电池快充的安全性。也是3C电子产品和新能源产业急需解决的任务之一。意味着中国企业将率先实现石墨烯在锂离子电池上的产业化应用。还有一点就是这一技术突破了国际上对‘碳包覆磷酸铁锂技术’的技术封锁,填补了国内空白。

专利2涉及的是锂离子电池材料技术领域,具体而言是提供一种制备锂离子电池用的石墨烯/三元材料复合物的方法以及产品。有效提高其高能量密度和快速放电能力等关键性能,利用石墨烯的高导电性作为导电剂对三元材料进行改性,提高倍率性能;利用石墨烯片层高机械柔性提供润滑作用,改善三元材料颗粒压实密度;利用石墨烯特殊的片层结构,缓解外界应力作用,减少二次颗粒辊压和循环过程的破碎;利用石墨烯纳米片层结构形成高效的三维导电网络,改善二次颗粒破碎或粉化后形成新鲜颗粒表面引起的导电性恶化问题,同时保证循环过程颗粒的导电接触,极大改善三元材料的倍率性能和循环性能。

专利3涉及石墨烯包覆技术领域,提供一种制备石墨烯包覆粉体材料的方法以及所得产品。该方法的优势在于改善了传统物理共混法所存在的分散不均匀包覆效果差的问题;改善了传统化学包覆法中石墨烯包覆松散易脱落的问题;石墨烯对正极材料包覆时还可以显著提高锂离子正极材料的电子传导率,明显改善循环性能和倍率性能。

3. 国际检索报告分析

根据目前已有的国际检索报告可以看出,专利1的对比文件其中有国内发明专利(申请号:CN205439418U;申请人:东莞新能源科技有限公司)以及发明专利(申请号:CN103779084A;申请人:海洋王照明科技股份有限公司);专利2的对比文件其中有国内发明专利(申请号:CN 104241615A;申请人:山东玉皇新能源科技有限公司)以及发明专利(申请号:CN105742627A)合肥工业大学;专利3的对比引证文件其中有国内发明专利(申请号:CN 104538606A;申请人:江苏华东锂电技术研究院有限公司,清华大学),通过对现有国际检索报告可以了解到这些竞争对手的同时,也可以看到各项技术的技术特征的优势壁垒及现有公开技术对其的阻碍,从而提高该项PCT申请在国家阶段的授权可能性。同时我院也预测了东旭光电有可能进入的国家可能会是美国、韩国、日本、欧洲、德国等几个石墨烯电池及新能源汽车发展战略的国家进行国际申请布局。

中国石墨烯专利缺少海外布局,应加强布局战略规划

《2018石墨烯技术专利分析报告》【1】分析了该领域的专利布局。分析结果显示,石墨烯相关的专利申请最早出现在1994年,但随后的发展较为缓慢。2008年起出现实质性的快速增长。石墨烯相关专利主要集中在石墨烯制备、电化学、聚合物三大技术领域。我国在石墨烯技术领域的专利技术产出量最高,占据了总产出量的66.57%;韩国、美国、日本紧随其后,这说明近几年我国石墨烯研发投入力度较大,同时也注重运用专利来保护研发成果,但数量多不代表实力强,我国的石墨烯专利申请主要来源于科研院所和高校,多数还处于实验室研究阶段。从图1专利战略布局来看,中国近些年也开始逐步加大海外布局的力度,目标申请国主要是美国,但专利布局不合理,这不利于牵制和制约竞争对手。中国、韩国、美国、日本不仅是石墨烯技术的主要技术原创地,也是主要技术保护地。从各原创国的技术申请范围来看,近几年,韩国、美国、日本以及欧洲国家纷纷加强在中国的专利布局,以期在未来中国的石墨烯产业化中占据一席之地。

图1:石墨烯技术主要国家专利技术流向[1]

来源:2018石墨烯技术专利分析报告

国外的申请人以企业为主,关注的主要是石墨烯在锂电池领域的应用。接着我们分析一下我国石墨烯领域的海外布局整体情况。

表1:重要专利申请人专利申请的保护区域分布[1]

来源:2018石墨烯技术专利分析报告

表1显示,全球排名前六位的专利申请人,分别是韩国三星公司、韩国LEE Y T公司、韩国科学技术研究院、LG、浙江大学、清华大学。而申请量排名第一位的韩国三星公司不仅在韩国国内有691项,在美国有559项,在中国有160项,PCT申请有55项,在欧洲有103项、在日本有109项、在德国6项、在台湾18项;韩国高等技术研究院、韩国科学技术研究院等的专利布局策略亦与三星公司类似。而我国高校浙江大学国内申请404项、PCT1项;清华大学国内263项、在美国151项、PCT申请3项;我国企业京东方集团股份有限公司则国内申请129项、在美国4项、PCT申请5项。对比分析可以看出,从最早优先权国来看,作为世界上第二大经济体,中国石墨烯专利的体量最大,但对外专利技术布局相对较少。韩国是全球石墨烯技术最大的输出国,对外专利技术布局总量已高达 45%以上,其中在美国布局总量达到 24.5%。美、日、韩的专利申请人不仅在专利申请数量上具有优势,而且技术影响力也比较高;而我国机构虽然在专利申请数量上表现很好,但是基本上都以国内申请为主,专利质量总体不高,基础核心专利数量较少,基础研发不足,应用领域的专利申请多数集中在中低端产品的应用上,缺乏针对高端应用的专利申请和布局。

通过前述分析,结合近日与英国石墨烯科技公司Versarien签署的谅解备忘录可以看出中国石墨烯行业龙头企业东旭光电在石墨烯领域可谓展开全面性布局,除了上述的石墨烯基锂离子电池之外,还在积极开拓石墨烯灯(石墨烯路灯智能工程、石墨烯散热LED路灯、石墨烯大功率LED照明模组智能制造)、石墨烯材料(高性能高导电性巴克纸和石墨烯纸、石墨烯复合材料超强除湿剂、高能量密度超级电容器等)等业务领域,可见未来在新能源汽车领域和石墨烯领域是其主战的两大市场板块。

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