鋰電專利戰爭：歐美、日韓圍剿，中國換道超車
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文/四喜
來源：鹿鳴財經（ID:luminglab)
7月22日，寧德時代再次舉起專利重拳，揮向中航鋰電。
這并非寧德時代首次起訴對手侵權，早在2020年3月，動力電池制造商塔爾菲、力信、蜂巢都曾是寧德時代的起訴對象。
根據寧德時代發布的公告，中航鋰電涉嫌侵權的范圍覆蓋全系產品，且此次涉嫌專利侵權的電池已搭載在數萬輛車上。
對此，中航鋰電當日就在公眾號上推送了聲明，否認涉嫌侵犯寧德時代知識產權。聲明中提到：“中航鋰電方面始終將自主研發、技術創新作為立身之本，面向未來進行全面的研發布局和投入規劃。我司提供給客戶的產品都經過專業知識產權團隊的全面風險排查，以保障不侵犯他人知識產權。”
8月2日，中航鋰電再次通過公眾號聲明，已向國家知識產權局提交兩件涉訴專利無效申請，并稱公司將按法律程序應訴并不懼挑戰。
寧德時代方面暫未對此給出新的回應，但對業界和社會來說，這場技術專利對決的背后，更代表著市場、客戶、資源等方面的PK，而兩家企業的專利糾紛也絕非個例。
事實上，國內鋰電企業一路走來，沒少處理專利侵權之事。
我國鋰電產業起步相對較晚，除了負極外，其他材料的專利布局都或多或少落后于歐美、日韓企業。正極材料方面，美國3M公司和加拿大魁北克水力一直壟斷著三元和LFP的專利；電解液、隔膜則被日本企業搶先注冊了基礎專利。
歐美企業多專攻研發、外包生產，日韓企業則集研發和生產于一身，因此上世紀90年代，第一支商業化鋰離子電池是由日本索尼推向市場的，而此后十年，日本幾乎壟斷了全球鋰電池市場。
在這樣背景下，中國鋰電池產業鏈上的企業崛起，難免在專利上與歐美、日韓企業狹路相逢，遇上一些專利“麻煩”。
讓我們把視野放大，看看鋰電池產業鏈上其他企業遇到過什么樣的專利糾紛？又是如何解決的？
鋰電苦專利久矣
關于專利，有個概念很重要，專利叢林法則。
它由美國專利法專家卡爾·夏皮羅提出，具體指“把知識產權疊加起來而形成的一種濃密的網絡， 企業為了對新技術進行商業化必須突破這個知識產權網絡的重圍”。
換言之，先發企業利用專利打造出又深又寬的護城河，后發者必須繞過先發者密密麻麻的專利布局，開發出與已有無重疊的全新專利，而當一項專利越基礎，后發者繞過難度就越大。
回到鋰電產業身上，專利叢林法則成為發達國家壓制國內鋰電企業崛起的重要手段，在鋰電池以及四大關鍵材料領域，中國企業沒少吃專利的苦頭。
鋰電池可分消費、動力和儲能三類，三者電池材料體系既有互通、又有差別，其中動力電池領域在2018年前還是磷酸鐵鋰的天下，彼時以三元鎳鈷錳作為正極材料較為少見。
然而制備磷酸鐵鋰的核心專利，從一開始就不在國內企業手上，基礎結構、碳包覆、碳還原這三大核心技術，都被海外機構和企業搶先申請了專利保護。
1997 年德州大學Goodenough 教授申請的磷酸鐵鋰的基礎結構和制備工藝專利，并由此延伸了數十個專利；由于磷酸鐵鋰本身電導率差，用作電池材料需進行改進，關鍵手段就在于碳包覆，而這一核心技術在2000年被加拿大魁北克水力公司申請；第三項核心專利碳熱還原，也被英國企業Valence公司于2000年申請。
這些公司或機構在美國、加拿大、日本、歐洲等多個國家和地區均注冊了專利、申請保護，開始了專利授權工作，任何一家從事磷酸鐵鋰產品生產并進行銷售的企業，需要向他們繳納昂貴的專利費。
他們也曾在國內申請專利保護，但被國家專利復審委員會判定無效，得益于此國內磷酸鐵鋰產業也得到成長、壯大的機會，擺脫了“山寨”、“抄襲”的標簽。
但是一切僅限于國內市場，一旦國內企業的磷酸鐵鋰要出口，就將面對專利訴訟糾紛。
除了磷酸鐵鋰外，別的鋰電材料如三元、隔膜、電解液也遇到了專利困境，三元的困境與鐵鋰相似，而隔膜和電解液的專利破局難度都更勝一籌。
與正極材料不同的是，在隔膜、電解液領域，中國企業直面的對手是日韓企業，公司經營范圍包括研發和生產，這導致國內材料企業成為他們的直接競爭對手。
以電解液為例，國內企業曾飽受日企的專利攻擊，2013年產業媒體高工鋰電曾就這一話題，采訪過業內人士，并發表了相關專題報道。
電解液專利主要涉及功能、應用和物質，開發難度依次遞進。我國電解液企業受限于起步晚、發展時間短，創新多來自模仿國外，所開發的專利主要圍繞在功能和應用層次，比如在配方比例上做調整和改良，在新物質開發方面大幅落后日企。
廣州天賜材料技術中心高管李永坤曾表示，物質創新需要企業付出相當大的代價，包括資金投入和時間成本。研發費用投入自不用贅述，更難的是后者。
由于新物質的應用需要較長的檢驗周期，數碼電池要1~2年，而對安全至上的動力電池來說，則需要5~10年。但只有通過無數次實驗，材料以及電池廠商才能將完全掌握新物質的正效應和負效應，這一過程中還需要兩者密切合作，不斷調試配方，所耗費的財力、物力、人力非一般中小規模企業能做得起的事。
此外，專利布局也一件非常費勁的事。國外鋰電企業多是壟斷的巨頭企業，擁有百人規模的專業團隊來負責專利的檢索、破解、申請等，專利布局既有深度，也有廣度，比如在電解液組分比例上會把3%~10%范圍都申請了，如此一來，后發企業就必須繞過這些比例。
東莞杉杉電解液公司總工程師丁祥歡對此深有感觸，旗下團隊曾好多次遇到這樣的情況，“我們自己花很大精力設計了一個結構出來，但是申請專利的時候才得知國外3年或者5年已經申請過了。”
“寫專利需要的投入很大，前期要檢索全國甚至全球在這方面的專利，因為申請專利時一旦有人提出問題，公示期就要延長。”天賜材料技術中心高管李永坤說到，
“如果前期檢索功夫沒做足就容易做無用功，而且有些時候這種情況沒辦法避免的。國內的專利申請人大部分是技術人員，單打獨斗，沒有那么多時間精力去做這么全面細致的工作。”
此外，日企的經營模式多集研發和生產于一體，與歐美3M、魁北克水力等公司專注授權、不涉生產的模式存在較大差異，也致使國內電解液企業成為日企廠商的直接競爭對手，在此背景下，專利就是商業秘密，想得到對手的專利授權或者購買專利的難度可想而知。
據業內人士透露，日本UBE（宇部興產）通過追究蘋果侵權追蹤到ATL（東莞新能源）的電解液侵權，當時ATL的電解液主要由國內兩大廠家供應，最終由兩家一起支付高達500萬美金的和解費用。
不僅是電解液，還有隔膜核心專利也被緊緊掌握在日韓企業手上。國內兩家隔膜龍頭，星源和恩捷都是從LG、日本帝人手上得到了專利的授權，而星源在美銷售隔膜產品還被全球干法隔膜巨頭Celegard（如今被日本隔膜巨頭旭化成收購）認為是專利侵權并向法院提起訴訟。
除了負極，海外企業在鋰電四大關鍵材料中三項上，都構筑了專利護城河。在此背景下，國內材料企業缺失核心專利話語權，就算自研成功也不能申請專利保護，只能專注于國內市場，沒有授權則不能出海。
自研不足，授權來湊
對于先發者布局的專利叢林，后發者破局的辦法有三，得到授權、熬過專利保護期，或者更簡單粗暴一些，并購持有企業。
并購企業的方式較為直接，然而這對收購方的資金規模和資源整合能力提出較高要求，業內更為常見的方式是得到專利授權。
天賜材料曾通過技術許可方式引進了美國Dr。 Novis Smith的六氟磷酸鋰制造技術，建成了300噸/年的產線，解決了核心原料依賴外購的風險；德方納米在2019年時拿到瑞士公司LiFePO4+C LICENSING AG磷酸鐵鋰碳包覆技術及其制作工藝授權，為產品遠洋海外，鋪平道路；隔膜大王恩捷也與日本帝人協定將后者持有的PVDF系溶劑型涂布材料組成相關專利，以及相分離法涂布生產工藝相關專利，獨家授權給恩捷使用。
但反觀專利授權方，則輕松拿下整個生產環節利潤最豐厚的部分，并且這特性被美國3M演繹到極致。
正極三元材料巨頭3M就是一家技術授權、生產外包的公司，有著強大的基礎研發實力，是最早一批申請三元材料國際專利的公司之一，全球幾乎沒幾家正極材料企業能與之匹敵。
原本3M的三元材料代工生產由湖南瑞翔負責，但2011年后3M停止代工，并將它的客戶轉移給了比利時Umicore。此后，3M公司就過起了靠專利授權獲得高額利潤的日子（按照行業通行做法，專利費以材料銷量按照一定比例計算），下游客戶包括 LG 化學、松下、三星 SDI等電池和材料國際巨頭。
這還算是好的一面，壞的一面是，萬一專利持有方就是自身的同業競爭對手，怎么辦？
國內電解液公司就遇到過這樣的情況。電解液的核心專利圍繞在電解質、溶劑、添加劑三者上，其中添加劑技術壁壘高，國內不少電解液企業的添加劑都要外采。
要是這些專利掌握添加劑廠商手中，那國內電解液企業還可以向后者直接購買，但實際上大量添加劑專利掌握在海外電解液廠家手中，換言之，國內企業需要向競爭對手買材料，那對方可以賣，也可以選擇不賣給你。
遇到后者，也不是沒招兒，東莞市杉杉電池材料有限公司總經理黃繼宏就曾指出：“專利都是具有時效性的（15-20年），短時間內不能找到突破口的話，企業可以先選擇等待。”
目前業內最期待的事情之一，是2022年我國磷酸鐵鋰產品揚帆出海。要知道，磷酸鐵鋰的基礎專利在2017年就過了保護期，其余的碳包覆和碳熱還原專利最晚于2022年也到期，屆時國內磷酸鐵鋰海外發展之路便會順暢很多。
圖源：中金點睛換道超車，時機已至
不難發現，歐美日韓企業利用技術先發優勢，堆砌起鋰離子電池核心專利高墻，試圖攔截國內企業自主創新發展。
這些外企申請的專利多是基礎性專利，是國內企業研發、生產難以繞開的專利，因此欲要打破國外技術專利叢林，國內鋰電材料企業還是要靠做大做強基礎創新。
除了不斷加強鋰離子電池基礎研究外，還有一種換道超車的方法，那就是做好其他化學體系電池及其材料創新，搶先注冊專利。從這一角度看，鈉離子電池重要性不言而喻。
鈉離子電池工作原理和鋰離子電池一樣，都屬于搖椅式電池，電子在電解液中來回穿梭，但兩者的材料體系有較大差異，只有隔膜有共同之處。換言之，國內企業可以繞過國外擁有的鋰離子電池核心專利優勢，在全新領域發力。
圖片來源：鄭偉偉，鄧雋《鈉離子電池專利技術分析》，國家知識產權局專利局在鈉離子電池領域，中國和日韓歐美企業正站在同一起跑線上。盡管鈉離子電池的研究起源很早，但一直沒有得到廣泛的關注。鈉離子的離子半徑比鋰離子半徑大，導致鈉離子在正負極嵌入/脫嵌阻力大，對材料結構穩定性和動力學性能方面有所影響，這也成為鈉離子電池遲遲難以商用的瓶頸。
然而，作為地殼第六大豐富的元素，金屬鈉在地球上儲量高達2.3%~2.8%，相比之下，鋰元素只有0.006%，這一顯著特性促使鈉離子電池更適合需要大面積鋪開的儲能，由此才引起了國內外研究人員的廣泛關注。
2010年開始，學界和業界掀起鈉離子電池研究熱潮，往后幾年鈉離子電池發展SCI文章數量呈現爆發式增長，而這次中國不僅與歐美日韓同步開始研究，甚至已經反超后者。
根據DerwentInnovationsIndex世界專利數據庫顯示，中國企業在鈉離子電池專利申請數量遠勝過日韓、歐美企業，而鋰離子電池專利申請數量前十名還是他們的天下。
數據來源：DerwentInnovationsIndex，繪制：鹿鳴財經在鈉離子電池前十排名中，寧德時代是唯一一家企業，其余6家都是學術科研型院校/機構。數據庫顯示，寧德時代的鈉離子專利持有量排名第八，一共有47條，而在鋰離子電池專利排名中，寧德時代僅位列14名，與第一名豐田擁有的專利數量相差近5倍。
在7月29日寧德時代鈉離子電池發布會上，公司透露自家研發的第一代鈉離子電池能量密度已經達到160Wh/kg，而第二代有望達到200Wh/kg，與鐵鋰電池相當。
此外，鈉離子電池低溫性能優異，將與鋰離子電池共同組裝成電池包，平衡彼此的優劣勢。
除了鈉離子電池，還有鉀離子電池、鋰硫電池、固態電池等等不同電化學體系的電池，在全球新舊能源體系交替過程中，這些電池的使用場景和潛力都無窮大。
盡管過往國內鋰電池企業發展受到專利約束，但電化學的世界的未知遠遠大于已知，唯有不斷創新才能立于潮流之巔。
（聲明：本文僅代表作者觀點，不代表新浪網立場。）
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