电动汽车锂离子电池安全性能的专利分析研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油和化工设备46一2013年第16卷电动汽车锂离子电池安全性能的专利分析研究艾娟，张瑞雪，徐国祥，赵中琴，吴冰(国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京100190)[摘要]本文介绍了有关电动汽车锂离子电池及其安全性能研究的专利申请量、专利申请人分布情况，阐述了国内专利申请书中载明的影响锂离子电池安全性的关键材料和部件的改进方法。指出应在加强新技术研究、建立自主知识产权的同时，重视专利信息的研究，可为我国电动汽车锂离子电池及相关产业提供一定的参考借鉴。[关键词]电

2、动汽车；锂离子电池；安全性；专利分析1引言助于申请人制定研发方向，规避专利侵权风险，随着社会经济的发展，我国已成为汽车生构建专利保护体系，应对市场需求的变化，本文产和消费大国。面对能源紧缺、价格高启、环境从目前应用最为广泛的锂离子电池出发，进行了污染等一系列压力，迫使人们在汽车动力系统与专利申请相关的统计分析，期望能够给业内一寻求技术突破。发展新能源汽车已成为一种趋定的参考借鉴。势。以混合动力车和电动汽车为代表的清洁能源2对锂离子电池安全性的关注汽车是最理想的未来交通工具，如混合动力车锂离子电池的比能量高、

3、寿命长、比功率大(HEV)，纯电动汽车(BEV)和燃料电池汽和成本较低将逐步取代目前的镍氢电池，成为电车。动车的主要储能系统。目前，锂离子电池相关专电池作为电动汽车的核心部件，在相应的专利申请量较大的申请人仍以企业为主，但部分高利申请中，中国专利申请所占比例如图1所示。校的申请量已开始增多。具体申请量及所占比例如表1所示。表1锂电池专利国内主要申请人分布情况(截至2013年5月)申请人申请量(件)发明实用新型天津力神638(4．3％)165472比亚迪594(4．0％)444l5O东莞新能源523(3．6％

4、)276247深圳市比克342(2．3％)232l01清华人学203(1．4％)1994中南大学l58(1．1％)l571目前人们普遍关注锂离子电池的安全性。图l中国电池专利所占比例至今，已有多起锂离子电池引发着火、爆炸的报图1显示，2001年以来，有关电池的专利申请道。锂离子电池的安全性能否彻底解决，将最终量，国内申请人的专利申请比例逐年增长，已从决定锂离子电池在市场的生存。就锂离子电池在2001年的12％增)J[：l~lJ2011年的57％。电池领域的技中国的专利申请量和锂离子电池安全性的专利申术已得到

5、国内大部分申请人的重视，正处于高速请量的情况，如图2所示。持续发展中。对于国内申请人而言，快速、准确地获知与此相关的专利信息，是十分必要的，有作者简介：艾娟(1979一)，女，布依族，贵州人，硕士学位国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心审查员。学兔兔www.xuetutu.com犍稚一噩翔揖．第9期∞∞∞∞∞∞0艾娟等电动汽车锂离子电池安全性能的专利分析研究．．47．．还原反应放热等。橄榄石结构磷酸铁锂材料基本上不析氧，安全性最好。在中国的专利申请中磷酸铁锂电池的申请量各年度变化趋势见图3所示。?一’r

6、：](船]：0辑!锄0，?一。∞舒图2国内锂电池及锂电池安全性专利申请情况图2显示，国内锂电池的专利申请量以及涉及锂电池安全性能的专利申请量自2001年以来逐年图3磷酸铁锂电池在中国专利申请量中的变化趋势图增长，虽然2012年的数据呈现下降，是由于2012由图3可知，2002年，磷酸铁锂的专利申请年的专利申请中，部分专利申请尚未公开，无法量仅为个位数，至2007年前，申请量仍然不足百统计形成的。根据该行业的发展趋势，2012年数件。2007—2011年，专利申请量呈快速增长趋势，据应当LE2011年有所增长

7、。其中2007年的申请量是2002年的近2O倍，是20063锂电池安全性能的改进措施年申请量的近2倍，而2011年的专利申请量LL2009解决动力电池的安全性需要分析电池使用现年将近翻了一番。由此可见，磷酸铁锂作为锂电场发生问题的原因，了解电池热失控的演变过程池正极材料的技术处于高速持续发展中。及其影响因素，需要了解电池关键材料对电池热但在选用正极材料时，要充分考虑电池的比失控的影响。本文统计了专利文献中锂离子电池能量和安全性。基于LiFePO存在着致命的缺点，的电极材料、电解液、隔膜、锂盐、保护元件等就是

8、LiFePO的电子导电率低和锂离子扩散速度方面的改进措施并对其进行了分析。慢，密度小，导致体积能量密度小，影响了该材3．1正极材料改性料的实用化，因而开始对LiFePO进行改性研究。正极材料对电池安全性的影响至关重要，主要专利申请文献中磷酸铁锂材料的改性研究，是正极材料存在析氧反应放热，与电解液发生氧化归纳为表2所示。表2国内专利文献中对磷酸铁锂材料的改性研究改性类型性能备注LiFePO4／d’]LiFePO4／