冯婷1,朱碧玉1
国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,江苏,苏州,215000
摘要:人类对于锌镍电池(Nickel-zinc secondary battery)的研究其实已经有一百多年的历史了,但由于充放电产生的锌枝晶、溶解等问题没有得到彻底解决,因此未能大规模应用[1]。随着社会的发展,人们对高能、低廉价格、环保、安全电池的需求日益旺盛,尤其是最近几年内,国内外科研机构以及企业单位对锌镍电池的研究成果较为突出,据悉,美国能杰系统有限公司研制的锌镍电池(AA型),寿命可达500次。国内锌镍电池生产已经产业化,据称美国能杰与中建集团达成协议,在安徽淮南建立全球最大的镍锌电池研发与生产基地,总投资超过100亿美元,可见镍锌电池已引起投资者的巨大兴趣。吉林卓尔科技有限公司是一家以生产锌镍二次电池的专业厂家,循环寿命可达400次以上,由此可见,随着技术的进步,锌镍电池中原来存在的问题基本都得到了有效的解决。因其在替代一次碱性电池、镉镍和氢镍电池方面具有很明显的优势,许多工厂已经开始批量规模化生产。锌镍电池具有成本低,比能量高,安全环保,因此,作为动力电池优势明显,是铅酸电池理想的替代品。
关键词:锌镍电池 专利申请 趋势
为了研究锌镍电池专利技术的发展情况以及专利申请趋势,从专利文献的视角对锌镍电池技术的专利发展进行了全面分析,主要对国内外专利申请数量的趋势进行分析,以期从中得到相关的技术发展趋势。其中,以每个同族中最早优先权日期视为该申请的申请日,一系列同族申请视为一件申请,数据截止统计日期为2019年5月17日。考虑到发明专利公开的滞后性,2018-2019年的数据存在偏差,统计的数量少于实际申请量,其未公开的专利申请不在本文献收集之列。图1为全球和在华专利申请量发展趋势图:
由图1全球和在华专利申请量发展趋势图可以看出,全球和在华专利申请量发展趋势不一致,其中在华专利申请大致可以分为以下三个阶段:
第一阶段(1994-2001)为萌芽期。该阶段属于在华专利申请的起步阶段,逐年申请量为0-3件,总申请量为11件,申请人较为分散,主要为日本、美国企业,国内个人,国内企业,而且申请年和申请量出现波动,申请速度一直维持在较低水平,该阶段属于萌芽期。
第二阶段(2002-2011)为快速增长期。随着不断增长的能源需求,且不可再生资源的局限,新能源不断引起人们的重视,而电池作为新能源的重要部分也引起了广泛的关注,电池市场逐步火热,各种电池争奇斗艳,锌镍电池也因其价格低廉、安全环保、性价比高、适用温度范围广(可在-20℃至60℃之间工作)等优点再次被重视。这个阶段总申请量为162件,其中国内高校也加入研究队伍,逐年申请量快速增长,到2011年达到29件,该阶段属于快速增长期。
第三阶段(2012年-至今)为稳定发展期。2012年开始,锌镍电池申请量又呈现增长趋势,在这个阶段,虽然锌镍电池的申请量略有波动,但是均维持在较高范围。另外,考虑到发明专利公开的滞后性,2018-2019年的数据存在偏差,统计的数量少于实际申请量,其未公开的专利申请不在本文献收集之列。
而全球专利申请则有两个发展期,大致可以分为以下四个阶段:
第一阶段(1970-1993年)为萌芽期。锌镍电池全球申请较早,DWPI数据库中专利申请始于1970年,比CNABS库中早24年,且一直到1993年,逐年申请量一直较低,仅为0-3件,总申请量为22件,申请人主要为美国和日本。
第二阶段(1994年-2002年)为发展期。从1994年之后开始出现较大发展,1997年申请量达到最高,15件,1998-2002年有所回落,但是仍有较多的申请。
第三阶段(2002年-2010年)为低迷期。由于锌镍电池的循环寿命较低,且一直未得到明显改善,这一阶段的申请量较少,出现了一个低迷期。
第四阶段(2011年-至今)为稳定发展期。2012年开始,锌镍电池申请量又呈现增长趋势,在这个阶段,虽然锌镍电池的申请量略有波动,但是均维持在较高范围。可能原因是2010年年初,一家美国公司PowerGenix宣布退出“全新的”Ni-Zn充电电池。之所以加引号,是因为对锌镍电池的研究实际上有超过百年的历史,但是其低的循环寿命未得到实质改善,PowerGeni公司对这一电池技术进行重新改良,特别是改进了电解液组分和电极制作方法,才得到新一代的Ni-Zn电池。
综上分析,分析了锌镍电池的全球和中国专利布局,主要分析了锌镍电池的专利申请趋势。从锌镍电池的技术发展来看,全球申请中其经历了萌芽期,快速发展期,由于循环寿命的问题出现了衰落期,直到2010年以后,由于PowerGenix公司的较大改进,再次引起各大企业和研究院校的注意。而国内锌镍电池的专利申请在2001年以前一直处于萌发期,2001-2011年为快速发展期,且2010年申请量为22件,是2010年以前的最高量。
参考文献
[1]赵允平,国外电动车用锌镍电池的研究[J].电源技术,1995,19(1),P37-40.
作者简介全保留 第一作者简介:冯婷(1988-),女,硕士,国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心电学部 助理研究员,研究方向为专利审查,本文联系人,E-mail:fengtingluohe@126.com;
朱碧玉(1988-),女,硕士,国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心电学部 助理研究员,研究方向为专利审查(对本文贡献等同前者)。