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基于专利分析的我国钠硫电池技术发展现状研究(2)

人气指数: 发布时间:2014-12-11 10:25  来源:http://www.zgqkk.com  作者: 周小沫等
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  从图1可以看出该领域的首次中国申请出现在1988年,从1988-2008年申请量并没有显著地增长,这20年间总申请量只有12件。直到2009年,申请量才出现较为明显的上升,这也反应出钠硫电池技术的研究具有一定的难度,从投入研究到向产业化发展经历了一个较长的周期。从在2011年,该领域中专利申请量显著增加,一方面源于钠硫电池技术的改进和发展,使得钠硫电池在电力领域中的应用更加广泛;另一方面源于国内对钠硫电池关注度的增长,推动了钠硫电池的产业化(如表1)。

  1.2 申请人分布

  1.2.1 申请人属性分布

  图2显示了申请人属性的整体状况,从全部申请人的角度来看,高校/科研机构属性的申请人占比9.78%,企业属性申请人占比68.51%,个人属性申请人仅占比21.74%。由此不难看出,在申请人的群体中,企业依然是专利申请的主体,反映出企业作为社会生产的实践者,其对于技术的需求最直接,对技术的发展革新的趋势也最敏锐,这来自企业提升自身的市场竞争力,提高生存发展能力的根本需求,也有利于提高社会生产效率,有利于技术的发展和革新。另外一方面也反映出企业作为利益集体,拥有很强的技术专利化保护意识。

  1.2.2 申请人地域分布

  图3显示了申请人在全世界范围内的地域分布整体情况(截止至2011年12月31日)。其中国内申请人(不包括港澳台地区)的申请量占全部申请量的36.59%,国外申请人的申请量占全部申请量的63.41%,其中,日本占比46.34%,北美占比10.98%,欧盟地区占比6.10%,这三个地区申请人的申请量合计占国外申请人总申请量的100%,由此可以清晰地看出,日美欧三个地区的申请人占据了国内该领域专利申请的主体。其中,日本的申请量占了总申请量的将近一半,说明日本在该领域的技术发展呈现出的主体地位。

  1.2.3 重要申请人

  表2列出了该领域中排名前6的申请人(截止至2011年12月31日),其中有四位为国内申请人,包括企业、科研机构和个人,反映出国内在该领域吸引了各方面的研究者投入其中。前6的申请人中,排在第一位的日本碍子株式会社(NGK公司)是目前国际上唯一将钠硫电池实现商业化运作的公司,是国际上钠硫储能电池研制、发展和应用的标志性机构,其在中国的专利申请量达到了36件,占总申请量的43.9%,也从侧面反映出了该公司在钠硫电池中的绝对领先地位。而排在第二位和第三位的均为中国申请人,分别为上海市电力公司和中国科学院上海硅酸盐研究所。上海市电力公司和中国科学院上海硅酸盐研究所从2006年开始合作开展了钠硫单体电池的研究项目。在2011年,由上海电气公司、上海市电力公司和中国科学院上海硅酸盐研究所共同投资组建了上海电气钠硫储能技术有限公司,致力于加快钠硫电池产品化合一致性工艺、实现钠硫电池产业化以形成规模化的生产力[11]。在2012年和2013年,上海电气钠硫储能技术有限公司的已公开的专利申请量(截止至2014年3月5日)分别为25件和23件,反映了近两年国内在钠硫电池领域的研究有了显著的发展,国内的钠硫电池企业通过自力更生逐渐形成了自己的核心产业技术,这与企业战略层面的重视和国家政策方面的扶持是密不可分的。

  1.3 申请技术分布

  在该领域的专利申请中,各技术热点的专利申请量(截止至2011年12月31日)所占比例如图4所示。由图4可以看出,钠硫电池技术重点分布在对电池结构的改进,其次是钠硫电池的控制和应用,再次为电池材料方面的改进。从现有专利内容来看,电池结构的专利申请主要涉及阴极容器的防腐蚀、阳极容器的结构以及密封结构;钠硫电池的控制和应用方面的专利申请主要包括钠硫电池的温度控制和充放电控制;涉及电池材料的专利申请主要为β-Al?2O3的陶瓷材料和抗腐蚀材料方面的研究。论文网站在钠硫电池中,阴极容器的腐蚀是引起电池退化、影响电池寿命的重要因素之一。电池阴极中的反应物熔融多硫化钠具有高度腐蚀性,它与金属容器反应形成松散的金属硫化物,影响电池的物理及化学性能,造成电池退化[12]。因而,抗腐蚀是钠硫电池一个重要的研究方向,这从电池结构方面的阴极容器防腐蚀和电池材料方面的抗腐蚀材料的申请较多可以得到体现。另外,为了保证钠硫电池阳极的电阻较小,阳极容器的结构和材料起着重要的作用,而β-Al?2O3的陶瓷管作为钠硫电池的关键部件,其质量很大程度上影响着电池的性能和寿命[13]。因此,这两个方面研究也较多,专利申请量也较大。

  在钠硫电池的控制及应用方面的申请中,国内申请人的申请量仅为两篇,占该方面全部申请量的9.51%,占国内申请人总申请量的6.67%。可见,国内在该领域专利申请集中在研究电池材料和电池结构方面,该研究还未达到大量投入实际应用的阶段,在产业化和商业化方面与国外的发展水平还有较大的差距。

  2 对我国钠硫电池专利技术发展的建议

  2.1 政策扶持,推动自主创新

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