2023年全球动力电池科创力坐标报告

2023年度全球动力电池科创力坐标报告 研究综述01 动力电池概况04 动力电池创新全景篇06 一.技术发展基本情况07 1.1 技术发展历程 07 1.2 技术发展现状 08 1.3 技术研发重点 09 二. 国家技术竞争格局 10 2.1 国家技术实力对比 10 2.2 技术目标市场对比 11 2.3 技术全球化流向特征 12 三. 电芯技术演进趋势 14 3.1 五种主要电芯类型简介 14 3.2 五种主要电芯类型技术发展趋势 15 3.3 锂离子电池技术 16 3.4 钠离子电池技术 17 四. 电池结构演进趋势 18 4.1 五种主要电池结构简介 18 4.2 五种主要电池结构技术发展趋势 21 动力电池创新生态篇22 一.全球动力电池科创领袖TOP50企业名单23 二.全球动力电池科创领袖TOP50特征分析28 2.1区域分布特征28 2.2企业类型特征29 三.全球动力电池科创领袖TOP50竞合格局30 3.1合作研发情况30 3.2相互引用情况32 四.2023年全球动力电池科创力坐标方法论33 4.1模型一：科创能力评估模型34 4.2模型二：科创路径识别模型36 研究综述 2023年度全球动力电池科创力坐标报告 2 3 动力电池概况 图表1锂离子动力电池产业链 上游 中游 下游 原料矿产材料 锂 钴、镍、铁、磷、锰等 石墨、硅 正极材料负极材料隔膜 电解液 电芯封装集成电池管理系统 利用 新能源汽车电池回收 资料来源：智慧芽根据公开资料整理 1数据来自SNEResearch、EVTank、GGII等。 2数据来自网络公开资料。 5 动力电池创新全景篇 一.技术发展基本情况 图表22002-2022年全球动力电池专利申请量和专利授权量 专利申请量专利授权量 （单位：件） 19777 16194 12918 11794 11155 10806 9911 8323 7725 6568 5486 5850 3963 45044894 4958 3645 2929 2256 2687 2083 577692677 0011 842 25 938 51 108413621603 1562 90 138 212 262 341 580 810 2002-2022年专利申请量CAGR约为20% 占历史专利申请总量和历史专利授权总量的90% 200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022 数据来源：智慧芽专利数据库 统计说明：1）截止至2023年6月；2）按照公开（公告）日统计 3技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术。 7 2023年度全球动力电池科创力坐标报告 图表3近20年全球主要国家或地区推动动力电池发展的重大政策（不完全统计） 年份 政策名称 国家/地区 2004年 《汽车产业发展政策》 中国 2009年 《电动汽车产业发展体系》 韩国 2010年 《下一代汽车战略（2010）》 日本 2012年 《节能与新能源汽车产业发展规划》 中国 2013年 《电动汽车普及大挑战蓝图》 美国 2014年 《韩国绿色环保汽车计划》 韩国 2014年 《氢能及燃料电池战略路线图》 日本 2014年 “地平线2020”计划 欧盟 2016年 “电池500”计划 美国 2017年 《汽车产业中长期发展规划》 中国 2018年 《韩国动力电池技术路线图》 韩国 2018年 《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》 中国 2018年 《电池战略行动计划》 欧盟 2019年 《2030未来汽车产业发展战略》 韩国 2020年 《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》 中国 2020年 《2050碳中和绿色增长战略》 日本 2021年 “2030二次电池产业（K-电池）发展战略” 韩国 2021年 《国家锂电池发展蓝图2021-2030》 美国 2021年 “欧洲电池创新”计划 欧盟 2022年 《电池产业战略》 日本 2022年 《电池2030+（BATTERY2030+）》 欧盟 资料来源：智慧芽根据公开资料整理 8 图表42002-2022年全球动力电池技术功效短语Top10 （单位：件） 成本低 9141 提高安全性 8778 延长使用寿命 7635 结构简单 7563 使用方便 4989 降低生产成本 3549 提高稳定性 3546 提高可靠性 3249 提高散热效果 2961 避免损坏 2806 数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：截止至2023年6月 4技术研发重点参考智慧芽自主研发、标注的技术功效短语。 9 二.国家技术竞争格局 2023年度全球动力电池科创力坐标报告 图表5动力电池专利原始申请国分布 （单位：件） 3831,3%5793,4% 5455,4% 8541,6% 11349,9% 中国日本美国德国 99290,74%韩国 其他 数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：截止至2023年6月 图表62002-2022年五大动力电池专利原始申请国专利申请趋势 （单位：万件） 1.8 1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 0.0 2008-2022年专利申请量CAGR约为30% （单位：件） 800 700 600 500 400 300 200 100 0 中国日本美国德国韩国日本美国德国韩国 数据来源：智慧芽专利数据库 统计说明：1）截止至2023年6月；2）按照公开（公告）日统计 10 图表7动力电池专利受理局分布 （单位：件） 3411,2%2737,2% 3521,3% 5306,4% 7669,6% 7978,6% 7691,6% 96419,71% 中国日本美国德国韩国其他 WIPOEPO 数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：截止至2023年6月 图表82002-2022年五大动力电池专利受理局专利受理趋势 （单位：万件）（单位：件） 1.8 1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 0.0 2008-2022年专利申请量CAGR约为30% 800 700 600 500 400 300 200 100 0 中国日本美国德国韩国 日本美国德国韩国 数据来源：智慧芽专利数据库 统计说明：1）截止至2023年6月；2）按照公开（公告）日统计 1 1 图表9五大主要国家动力电池专利的相互布局流向情况 （单位：件） 2023年度全球动力电池科创力坐标报告 技术来源国目标市场国 中国 99124 日本 11347 美国 8533 德国 5450 韩国 3831 其他 3231 数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：截止至2023年6月 中国 96265 日本 7624 美国 7685 德国 3519 韩国 2704 其他 13419 12 图表10五大主要技术来源国的动力电池专利市场流向 （单位：件） 技术来源国 395 256 71 中国 869 328 243 日本 368 339 239 韩国 1128 1376 564 NO.1 NO.2 NO.3 NO.4 NO.1 NO.2 NO.3 NO.4 NO.1 NO.2 NO.3 NO.4 目标市场国 美国日本韩国德国美国中国韩国德国美国中国德国 日本 技术来源国 500 328 291 美国 541 162 143 德国 862 555 NO.1 NO.2 NO.3 NO.4 NO.1 NO.2 NO.3 NO.4 目标市场国 中国日本德国韩国美国中国日本韩国 数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：截止至2023年6月 13 三.电芯技术演进趋势 2023年度全球动力电池科创力坐标报告 图表11主要电芯类型基本性能对比 铅酸蓄电池 镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池 钠离子电池 体积能量密度 （Wh/L） 50-80 80-150 100-300 250-400 ~250 质量能量密度 （Wh/kg） 30-45 40-60 60-80 90-350 70-200 循环寿命 （次） 400-600 600-1000 800-1000 800-10000 ~3000 成本（元/Wh） 1-1.5 2-3 3-6 3-5 低于锂 自放电率 （月） 0% 25%-30% 30-35% 6-9% - 环保性能 污染严重 污染严重 环保 无污染 无污染 数据来源：智慧芽根据公开资料整理 14 图表12主要电芯类型的技术发展趋势 （单位：项） 9000 技术累计总量锂离子电池 66662项技术 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 20世纪上半叶20世纪下半叶21世纪至今 铅酸蓄电池 10296项技术 钠离子电池 2254项技术 镍氢电池 4327项技术 镍镉电池 2314项技术 铅酸蓄电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池钠离子电池 数据来源：智慧芽专利数据库 统计说明：1）截止至2023年6月；2）按照公开（公告）日统计；3）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术 15 2023年度全球动力电池科创力坐标报告 图表13近20年不同电芯技术总量 锂离子电池，61755 铅酸蓄电池，8267 镍氢电池， 3675 （单位：项） 钠离子电池，镍镉电池， 数据来源：智慧芽专利数据库 1804 1220 统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术 图表14近20年锂离子电池技术来源国 （单位：项） 1439,3% 1926,3% 1925,3% 1433,2% 3132,5% 51249,84% 中国日本美国德国韩国其他 数据来源：智慧芽专利数据库 统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术 图表15近20年锂离子电池研发重点Top5 （单位：项） 提高安全性 成本低延长使用寿命 结构简单使用方便 5670 5258 4643 4033 3315 数据来源：智慧芽专利数据库 统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术；3）技术研发重点来源于智慧芽自主研发、标注的技术功效短语 16 图表16近10年不同电芯技术发展趋势 （单位：项） 年 年 铅酸蓄电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池钠离子电池 数据来源：智慧芽专利数据库 统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术 图表17近10年钠离子电池技术来源国 （单位：项） 14,1% 20,1% 53,3%46,3% 74,4% 1500,88% 中国日本美国德国韩国其他 数据来源：智慧芽专利数据库 统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术 图表18近10年钠离子电池研发重点Top10 （单位：项） 成本低 392 提高循环性能 328 提高电化学性能 295 提高循环稳定性 286 提高能量密度 202 提高导电性 201 操作方便 193 提高倍率性能 192 提高安全性 190 提高容量 183 数据来源：智慧芽专利数据库 统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术；3）技术研发重点来源于智慧芽自主研发、标注的技术功效短语 17 四.电池结构演进趋势 2023年度全球动力电池科创力坐标报告 图表19国轩高科JTM技术相关专利 公开(公告)号：CN111653721B 资料来源：智慧芽研发情报库 18