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中国锂电池隔膜用聚烯烃膜专利哪家多?

电池隔膜是锂离子电池的重要组成部分之一,位于正极和负极之间将正负极隔开,以防止两者接触而发生短路,在充放电过程中,隔膜为锂离子的传输提供通道。


性能好的电池隔膜可以提高电池的输出功率、使用寿命、安全性和稳定性。电池隔膜用聚烯烃微孔膜的原料以聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)为主,主要产品包括单层PP膜、单层PE膜和三层复合PP/PE/PP膜。聚烯烃微孔膜最主要的应用之一就是电池隔膜,因此聚烯烃微孔膜的发展与锂电池技术的发展密切相关。

有行业人员说,中国的电池隔膜技术水平比国外仍有差距,在一些关键领域仍没有获得自主知识产权。那么,中国的电池隔膜用聚烯烃微孔膜的专利情况到底如何呢?本文对电池隔膜用聚烯烃微孔膜的中国专利进行整理和分析,以期对国内相关企业的研发和创新提供参考。

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专利检索方法

本文使用国家知识产权局专利检索与服务系统(S系统) 中的中国专利摘要数据库 (CNABS) 进行检索,检索截止日期为2020年4月20日,检索关键词和主要分类号为:微孔膜、电池、聚烯烃、聚丙烯、聚乙烯、隔膜、H01M2。共检索到关于电池用聚烯烃微孔膜的相关中国专利申请共计672件,以此为数据样本进行相关的分析。

专利数据分析

1  专利申请量变化趋势

图1是1987-2019年电池隔膜用聚烯烃微孔膜的中国专利申请量变化情况。
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图1 1987~2019年电池隔膜用聚烯烃微孔膜中国专利申请量变化

从图1 可以看出,2000年前, 相关专利的申请量非常少,且其中绝大部分为外国进入中国的申请。2000~2003年,申请量稍有增加。从2004年开始,相关专利的数量开始稳步增长。特别是近几年,在国家政策和经济环境的影响之下,新能源汽车行业迅速崛起并快速发展,对锂电池的市场需求和性能要求越来越高,相关专利的数量也迅猛增长。

2  专利申请区域分布

图2是电池隔膜用聚烯烃微孔膜中国专利申请主要国家分布情况。
       图片     图2 电池隔膜用聚烯烃微孔膜中国专利主要国家分布

由图2可知,中国申请的数量占绝对优势,为455件,其次是日本和美国,分别为113件和83件。这表明我国的创新主体充分意识到专利对于该领域技术创新的保驾护航作用,并积极布局专利以保护其创新成果。

国外的聚烯烃微孔膜发展起步较早,有比较稳定成熟的企业在进行聚烯烃电池隔膜的研发和生产, 如韩国的LG化学株式会社、SK能源,美国的达拉米克有限责任公司、赛尔格有限 责任公司、思凯德公司等,日本的东丽电池隔膜合同会社、东丽东燃机能膜合同会社、索尼公司、旭化成化学株式会社等。

图3是电池隔膜用聚烯烃微孔膜中国专利申请量在国内的地域 (省市区) 分布情况。
       图片 图3 电池隔膜用聚烯烃微孔膜中国专利申请量在国内的地域 (省市区) 分布

从图3可以看出,电池隔膜用聚烯烃微孔膜领域的中国专利申请主要集中在我国经济发达的广东、江苏、上海等地。其中广东的申请量遥遥领先,为145件, 其次为江苏76件, 上海、河北分别是34件和30件。同时也表明我国在该领域的发展存在不均衡的状况, 在图中没有出现的如山西、内蒙古、吉林等省市区,在该领域的申请量要么极少要么为零。

3 主要申请人

图4是电池隔膜用聚烯烃微孔膜相关专利中国主要申请人情况。
       图片 图4 电池隔膜用聚烯烃微孔膜中国专利主要申请人分布

从图4可以看出, 在申请量排名前11位的申请人中,有2个是高校, 其余均为企业。排名前3 的申请人分别是深圳市星源材质科技股份有限公司、深圳中兴创新材料技术有限公司和常州大学,申请量分别为26件、22件和16件。其中位居前2名的2家企业均来自申请量排名第一的广东省。排名第4~7位的分别是武汉中兴创新材料技术有 限公司、中国乐凯集团有限公司、深圳中兴新材技术股份有限公司、深圳市高巨能科技有限公司,这些公司的申请量差别不大,也具备较强的研发实力。

4  重点专利

深圳市星源材质科技股份有限公司是我国锂电池隔膜行业的成熟企业,主要产品包括干法单向拉伸隔膜、湿法隔膜和涂覆隔膜。已被授予专利权的相关发明专利包括:一种多层微孔膜及其制备方法(CN201611257600.1)、锂离子电池隔膜的干法单向拉伸工艺、锂离子电池隔膜和锂离子电池(CN201710741025.0)、一种多核-单壳结构凝胶聚合物涂覆隔膜及其制备方法(CN201710445470.2),分别通过改进制膜工艺和对多孔膜表面涂层来提高隔膜的耐热性、高吸液保液率和力学性能。

深圳中兴创新材料技术有限公司是一家专门从事锂离子电池隔膜及特种高分子膜材料的高新技术企业。被授予专利权的发明专利包括:陶瓷涂层聚烯烃微孔膜的制备方法、聚烯烃微孔膜应用(CN201611228378.2)、一种含涂层的电池隔膜的制备方法及在线涂布系统(CN201610046361.9),分别涉及聚烯烃微孔膜的表面改性和制备工艺的改进。

常州大学在电池隔膜用聚烯烃微孔膜方面的研究也较多,授权的相关发明专利包括:一种纳米无机粒 子 共 混 改 性 聚 丙 烯 微 孔 膜 的 制 备 方 法(CN201710578243.7),一种离子选择性聚合物复合膜及其制备方法(CN201610250358.9),分别通过纳米粒子对聚烯烃微孔膜的表面改性、纳米粒子对基膜通道的填充来改善多孔膜的性能。

在聚烯烃电池隔膜领域中,大部分申请人为企业,国内高校、科研院所虽然具备较强的研发实力,但在该领域中的专利数量较少。建议国内企业能积极寻求与高校、科研院所的密切合作,共同促进该领域的技术创新,加快新产品的市场化。同时要进一步注重专利发掘和战略布局,积极向国外申请专利保护,形成完善的专利保护体系。

参考资料:电池隔膜用聚烯烃微孔膜中国专利分析,翟燕燕


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