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石墨烯改性磷酸铁锂电池技术之中国专利谱图

日期:2016-07-13    来源:新材料在线

国际充换电网

2016
07/13
11:13
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关键词: 石墨烯 磷酸铁锂电池 动力电池技术

今年前两季度新能源汽车销量大增,带来了锂电池产量的持续高速增长及锂电池企业业绩的水涨船高。作为热点投资领域,锂电池板块持续受到社会各界的高度关注。

正极材料是锂电池核心材料,其关乎电池的安全性能及能量密度大小,因而决定了锂电池未来的发展方向。目前已经商业化的锂电池正极材料包括:钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料(镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂)等产品,其中,磷酸铁锂因其工作电压平稳、结构稳定、高温性能和循环性能良好、安全无毒、成本低廉等优点,成为了最具发展潜力的锂电正极材料之一。然而同时磷酸铁锂也存在平台电压低、能量密度低等缺点,导致其应用受到局限。

研究发现,石墨烯改性磷酸铁锂可形成理想的电子导电体,所得正极材料具备高的堆积密度及倍率性能,这对提高动力电池续航能力意义十分重大。下面,我先代大家看一下国内石墨烯改性磷酸铁锂电池的专利布局情况。

(一)专利申请趋势分析

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图1.石墨烯改性磷酸铁锂电池的国内专利申请趋势图

中国企业从2001年开始陆续启动磷酸铁锂材料开发,近年来,随着电动汽车产业化加速,国内的磷酸铁锂产业投资势头超过其他任何国家。国内石墨烯改性磷酸铁锂专利技术最早出现于2009年,经过7年的技术积累,截止2016年上半年已累计申请267件。如图1所示,其发展趋势大致分为以下三个阶段:2009-2010年为初期发展阶段,年均申请量为10件;2011-2014年为平稳发展阶段,年均申请量为40件;2015至今进入到高速发展阶段,2015年申请量达到最高点73件。

(二)专利申请人分析

1、企业专利申请人分布

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图2. 石墨烯改性磷酸铁锂电池的主要专利申请人(企业)

根据图2可知,国内专利申请量排名靠前的企业有:深圳海洋王、东莞新能源、江苏乐能电池、北京万源、山东精工电子、杭州金马、深圳贝特瑞等。

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深圳海洋王照明成立于1995年,是一家自主研发、生产、销售各种专业照明设备的民营高新技术企业。从2007年开始,该公司大批量布局专利申请,内容涉及照明装置零部件、便携式灯具、发光材料、发光器件、石墨烯新材料等。截止2016年上半年,该公司共申请国内三种专利8825件,其中石墨烯改性磷酸铁锂电池相关专利21件。虽然该公司提前布局了大量石墨烯专利,但至今未有任何相关产品问世。

东莞新能源科技(ATL)成立于1999年,是一家专业生产可充式锂离子电池电芯、封装及系统整合的高新科技企业,在全球专业锂电池制造商中处于领先地位。截止2016年上半年,该公司共申请国内三种专利885件,其中石墨烯改性磷酸铁锂电池专利5件。 ATL生产的锂离子电池/聚合物锂离子电池被广泛应用于笔记本电脑、手机等消费电子产品中。

江苏乐能电池成立于2009年,是国际上少数几家专业生产纳米级磷酸铁锂正极材料(30-50nm)的高新技术企业。截止2016年上半年,该公司共申请国内三种专利35件,其中石墨烯改性磷酸铁锂电池相关专利4件。据报道,该公司制造出了目前全球量产粒径最小的纳米球形磷酸铁锂正极材料,该材料的克容量、倍率性能、自放电性能、低温性能等多项指标均排名全球第一。目前乐能是ATL、中航锂电、万向、比亚迪等行业领头企业的供应商。

北京万源工业成立于1984年,是中国运载火箭技术研究院直属全资民品集团总公司。公司在风力发电、新材料新工艺、汽车零部件、工业过程自动化控制系统、机械制造等方面具有雄厚实力。截止2016年上半年,该公司共申请国内三种专利63件,其中石墨烯改性磷酸铁锂电池专利4件,相关技术还处于研发阶段。

山东精工电子是国内少数实施磷酸铁锂正极材料、动力电池及电池组、超级电容器、纯电动汽车产业链发展模式的企业,该公司研制的磷酸铁锂正极材料及磷酸铁锂动力电池具有良好的高低温放电性能和极高的安全性,技术水平处于国际领先地位。该公司拥有年产能2万吨高性能磷酸铁锂材料生产线,主要客户包括中国移动、中国联通、中船重工、ATL、GE、CGG、BPL等。截止2016年上半年,该公司共申请国内三种专利529件,其中石墨烯改性磷酸铁锂电池专利3件。

杭州金马能源成立于2007年,是由金马控股集团控股并与复旦大学合作的一家高新技术企业,专业从事锂电池正极材料的研发与生产。截止2016年上半年,该公司共申请国内三种专利28件,其中石墨烯改性磷酸铁锂电池专利3件。

深圳贝特瑞成立于2000年,是由中国宝安集团控股的一家锂离子二次电池用新能源材料生产厂家,目前已发展成为全球最大的锂离子电池负极材料供应商。截止2016年上半年,该公司共申请国内三种专利140件,其中石墨烯改性磷酸铁锂电池专利3件。

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