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智慧芽创新研究中心 | 2023-07-12 13:23:04 |

7月12日,智慧芽旗下智慧芽创新研究中心基于自研的“科创力坐标”方法论,正式发布《2023年度全球动力电池科创力坐标报告》,并同步揭晓“2023年度全球动力电池科创领袖top 50”。

报告显示:从全球竞争格局看,中国是全球最大的动力电池技术来源国,全球约74%的专利申请来源于中国;同时,中国也是最大技术目标市场国,受理了71%的动力电池专利申请。从电芯技术演进趋势看,进入21世纪后,锂离子电池的技术发展呈“指数式”增长,远超其他技术路线;近10年间,钠离子电池技术发展驶入快车道。进一步通过专利数据聚焦50家科创领袖企业的竞合关系看,三星sdi和博世合作最为紧密,共同研发700余项动力电池技术;三星sdi是引用其他科创领袖企业动力电池相关技术次数最多的企业,累计超9600次;lg新能源被其他领袖企业引用最多,高达1万余次。

科创力坐标是智慧芽自研自建的一套评估企业“科创能力”、识别企业“科创路径”的先进方法体系,旨在用更系统的视角和更多元的理念,科学衡量企业的真实科技创新能力,深度展现企业的差异化科技创新路径,并赞美这些企业在科技创新中发挥的多样价值。


中国是动力电池领域最大的技术来源国和目标市场国

动力电池是新能源汽车的核心价值环节,市场规模增长迅速,电池材料与电池结构技术方面的研发创新层出不穷。

智慧芽数据显示,全球共有94个国家或地区申请过动力电池专利,中国、日本、美国、德国、韩国依次为最主要的五大动力电池技术来源国。其中,中国是最大的技术来源国,全球约74%的专利申请来源于中国。回顾技术发展史,中国自2008年起跃升为全球最大的动力技术来源国,且以30%左右的年均复合增速高速增长

与此同时,全球共有79个国家或地区的受理局受理过动力电池专利申请,除世界知识产权组织(wipo)和欧洲专利局(epo)外,中国、日本、美国、德国和韩国,同样依次为全球最主要的五大动力电池技术目标市场国。其中,中国受理了71%的动力电池专利申请。

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图:全球动力电池专利技术来源国与目标市场国分析(来源:智慧芽)


进一步从上述五大国家之间的技术流向看,中国机构在动力电池相关技术的海外专利申请量最高,达5800余件;美国向海外布局的专利占比最高,约占61.5%

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图:五大主要国家动力电池专利布局流向(来源:智慧芽)


锂离子电池创新势头正盛,钠离子电池发展驶入快车道

按技术首次出现的时间顺序,已经实现量产的动力电池按照电芯的不同可分为铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和钠离子电池。

报告显示,截至2023年6月,全球共有近6.7万项锂离子电池技术,1.0万余项铅酸蓄电池技术,4300余项镍氢电池技术,2300余项镍镉电池技术,2200余项钠离子电池技术。

从发展趋势看,进入21世纪后,锂离子电池的技术发展呈“指数式”增长,远超其他技术路线;近10年间,钠离子电池技术发展驶入快车道。(注:技术数量按照专利简单同族统计,一项动力电池技术代表一族的动力电池专利简单同族。)

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图:主要电芯类型的技术发展趋势(来源:智慧芽)


具体来看,锂离子电池是近20年最主流的技术选择,技术增长量远超其他技术路线。在技术来源国上,中国是近20年来最大的锂离子电池技术来源国,贡献了全球高达84%的锂离子动力电池技术,约5.1万项;在技术研发重点上,“安全性”是近20年锂离子电池技术研发最关注的问题,在此期间全球共产出5600余项技术用于提高锂离子动力电池的安全性。

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图:近20年锂离子电池技术来源国与研发重点(来源:智慧芽)


此外,钠离子电池是近10年发展速度最快的动力电池技术。智慧芽数据显示,2012年钠离子动力电池相关技术仅32项,而到2022年该领域技术量已跃升至509项,年均复合增速高达32%,远超其他技术路线。在技术来源国上,中国是近10年最主要的钠离子电池技术来源国,共贡献全球88%的技术,约1500项;在技术研发重点上,“提升性能”是目前钠离子电池产业化初期的研发关键,如提升循环性能、电化学性能、能量密度、导电性、倍率性能等。

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图:近20年钠离子电池技术来源国与研发重点(来源:智慧芽)


全球动力电池科创力坐标科创领袖top 50出炉

报告甄选出了50家全球动力电池行业科创领袖企业,它们是在过去一年里全球动力电池企业在科创能力上最为突出的代表,亦是全球动力电池研发创新发展的里程碑。

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图:2023年全球动力电池科创力坐标&科创领袖top 50(来源:智慧芽)


这50家企业正沿着特色鲜明、独树一帜的不同科创路径引领着全球动力电池研发创新。

■ 博世、电装、东风汽车、日立等11家企业,在革新基础的前沿性方向、以高效转化的进取型模式快速突破,呈现出“先锋派”的气质特征;

■ 大众汽车、国轩高科、宁德时代、sk on等11家企业,在革新基础的前沿性方向、以厚积薄发的积淀型模式激昂奋进,呈现出“思想者”的气质特征;

■ 比亚迪、蜂巢能源、特斯拉、中创新航等16家企业,在贴近市场的应用性方向、以厚积薄发的积淀型模式精益求精,呈现出“匠心者”的气质特征;

■ 本田汽车、lg新能源、三星sdi、通用汽车等12家企业,在贴近市场的应用性方向、以高效转化的进取型模式成就变革,呈现出“实干派”的气质特征。

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图:2023年全球动力电池科创领袖top 50名单(来源:智慧芽,排序不分先后)


报告显示,在区域分布上,全球动力电池科创领袖企业top 50中,20家来自中国,17家来自日本,中日两国企业占比超过70%;在企业类型上,整车企业共24家,占比近一半,显著高于电池企业(16家)。


领袖企业洞察新视角,通过专利揭示竞合格局

本报告突破性地通过专利数据,分别从合作研发和专利文献引用两个维度,洞察上述50家全球动力电池科创领袖企业的竞合格局。

从合作研发角度看,50家企业中共有64组合作研发关系,其中合作研发关系最紧密的企业组合是三星sdi和博世,共同研发700余项动力电池技术。

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图:2023年全球动力电池科创领袖top 50合作研发top5(来源:智慧芽)


从50家企业的专利相互引用关系看,三星sdi是引用其他科创领袖企业动力电池相关技术次数最多的企业,累计超9600次,广泛吸纳各个领袖企业的技术思路;而lg新能源则被其他领袖企业引用最多,高达1万余次,在头部科创玩家中表现出强大的技术引领性和影响力。

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图:2023年全球动力电池科创领袖top 50专利相互引用top5(来源:智慧芽)


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