截至2022年12月,有效专利总计为9862项。其中,按国家统计拥有有效专利的企业和研究机构,排在首位的是中国,为5486项,占整体的50%以上。其次是日本(1192项)、美国(719项)、韩国(595项)和法国(128项)。按机构来看,中国有中国科学院和全球最大车载电池制造商宁德时代新能源科技(CATL)等7家机构跻身前10名。
中国尤其具有优势的是钠离子电池,它比锂离子电池成本更低、安全性更好。钠的资源丰富,可以减少锂和钴等稀有金属的使用量。虽然容量低于锂离子电池,但材料成本可降至6~7成。
不仅是专利数量,还评估了“质量”的综合指数。根据被其他专利引用的次数等计算的自主指数显示,中国以4930分位居首位。第二位是2630分的美国,而日本则以2260分排在第3位。从钠离子电池的相关专利来看,中国的综合分数在10年里增至109倍,达到美国和日本的2~3倍。宁德时代计划2023年量产钠离子电池,并向纯电动汽车供应。在实用化方面也领先一步。
在属于目前主流的锂离子电池的开发竞争中,日本一直处于世界领先地位。欧洲专利局(EPO)和国际能源机构(IEA)2020年发布的报告显示,2014~2018年,锂离子电池相关专利的4成源自日本。
不过,用于锂离子电池的锂和钴的生产国主要偏重于南美和非洲,随着纯电动汽车的需求增加,价格将飙升。着眼于纯电动汽车和可再生能源的引进,预计今后将转向使用钠等丰富资源的电池。
中国政府为了扩大可再生能源和引进纯电动汽车,正在推动新一代电池的开发。在截至2025年的《“十四五”能源领域科技创新规划》中提出,作为有助于电网削峰填谷(Peak cut)和促进可再生能源利用的技术研发之一,将致力于钠离子电池的研究。
日美虽在总体数量上落后,但仍有优势。日本在有望用于纯电动汽车的“氟化物离子电池”相关专利的综合评价中位居首位。美国则在“镁离子电池”项目上排名第一。氟离子电池的容量有可能达到锂离子电池的10倍。
日本政府正在支援丰田、日产汽车和京都大学等产学的研究项目。也有观点认为实用化要等到2030年。需要努力将具有优势的技术应用于商业化。