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1、2023年度全球動力電池科創力坐標報告研究綜述01動力電池概況04動力電池創新全景篇06一.一.技術發展基本情況技術發展基本情況1.1 1.2 1.3 技術發展歷程技術發展現狀技術研發重點0707070809二.二.國家技術競爭格局國家技術競爭格局2.1 2.2 2.3 國家技術實力對比技術目標市場對比技術全球化流向特征1010101112三.三.電芯技術演進趨勢電芯技術演進趨勢3.1 3.2 3.3 3.4 五種主要電芯類型簡介五種主要電芯類型技術發展趨勢鋰離子電池技術鈉離子電池技術141414151617四.四.電池結構演進趨勢電池結構演進趨勢4.1 4.2 五種主要電池結構簡介五種主要電

2、池結構技術發展趨勢18181821動力電池創新生態篇22一.一.全球動力電池科創領袖全球動力電池科創領袖TOP50TOP50企業名單企業名單2323二.二.全球動力電池科創領袖全球動力電池科創領袖TOP50TOP50特征分析特征分析2.1 2.2 區域分布特征企業類型特征28282829三.三.全球動力電池科創領袖全球動力電池科創領袖TOP50TOP50競合格局競合格局3.1 3.2 3.3 合作研發情況技術交易情況相互引用情況3030303132四.四.20232023年全球動力電池科創力坐標方法論年全球動力電池科創力坐標方法論4.1 4.2 模型一：科創能力評估模型模型二：科創路徑識別模型

3、33333436研究綜述2023年度全球動力電池科創力坐標報告23動力電池概況圖表1 鋰離子動力電池產業鏈資料來源：智慧芽根據公開資料整理1 數據來自SNE Research、EVTank、GGII等。2 數據來自網絡公開資料。上游上游中游中游下游下游原料礦產原料礦產材料材料正極材料負極材料隔膜電解液鋰鈷、鎳、鐵、磷、錳等石墨、硅電芯封裝集成電池管理系統新能源汽車電池回收利用5動力電池創新全景篇57769267784293810841362160322562929396345044894548665688323111551179412918161941977700112551901382122

4、6234158081015622083268736454958585077259911108062002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022占歷史專利申請總量和歷史專利授權總量的90%2002-2022年專利申請量CAGR約為20%一.技術發展基本情況圖表2 2002-2022年全球動力電池專利申請量和專利授權量數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：1）截止至2023年6月；2）按照公開（公告）日統計專利申請量專利授權量（單位：件）3

5、 技術數量按照簡單同族統計，全球1組簡單同族即全球1項技術。72023年度全球動力電池科創力坐標報告圖表3 近20年全球主要國家或地區推動動力電池發展的重大政策（不完全統計）年份年份政策名稱政策名稱國家國家/地區地區2004年汽車產業發展政策中國2009年電動汽車產業發展體系韓國2010年下一代汽車戰略（2010）日本2012年節能與新能源汽車產業發展規劃中國2013年電動汽車普及大挑戰藍圖美國2014年韓國綠色環保汽車計劃韓國2014年氫能及燃料電池戰略路線圖日本2014年“地平線2020”計劃歐盟2016年“電池500”計劃美國2017年汽車產業中長期發展規劃中國2018年韓國動力電池技術

6、路線圖韓國2018年關于調整完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知中國2018年電池戰略行動計劃歐盟2019年2030未來汽車產業發展戰略韓國2020年新能源汽車產業發展規劃（2021-2035年）中國2020年2050碳中和綠色增長戰略日本2021年“2030二次電池產業（K-電池）發展戰略”韓國2021年國家鋰電池發展藍圖2021-2030美國2021年“歐洲電池創新”計劃歐盟2022年電池產業戰略日本2022年電池2030+（BATTERY2030+）歐盟資料來源：智慧芽根據公開資料整理89141877876357563498935493546324929612806成本低提高安全性延

7、長使用壽命結構簡單使用方便降低生產成本提高穩定性提高可靠性提高散熱效果避免損壞4 技術研發重點參考智慧芽自主研發、標注的技術功效短語。圖表4 2002-2022年全球動力電池技術功效短語Top10（單位：件）數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：截止至2023年6月92023年度全球動力電池科創力坐標報告0.00.30.60.91.21.51.8中國日本美國德國韓國99290,74%11349,9%8541,6%5455,4%3831,3%5793,4%二.國家技術競爭格局圖表5 動力電池專利原始申請國分布（單位：件）中國日本美國德國韓國其他數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：截止至2023年6

8、月圖表6 2002-2022年五大動力電池專利原始申請國專利申請趨勢（單位：萬件）0100200300400500600700800日本美國德國韓國數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：1）截止至2023年6月；2）按照公開（公告）日統計（單位：件）2008-2022年專利申請量CAGR約為30%100.00.30.60.91.21.51.8中國日本美國德國韓國0100200300400500600700800日本美國德國韓國96419,71%7978,6%7669,6%5306,4%3521,3%3411,2%2737,2%7691,6%圖表8 2002-2022年五大動力電池專利受理局專利受

9、理趨勢（單位：萬件）數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：1）截止至2023年6月；2）按照公開（公告）日統計（單位：件）2008-2022年專利申請量CAGR約為30%圖表7 動力電池專利受理局分布（單位：件）數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：截止至2023年6月中國日本美國德國韓國其他WIPOEPO112023年度全球動力電池科創力坐標報告中國中國9912499124中國中國9626596265日本日本1134711347日本日本76247624美國美國85338533美國美國76857685德國德國54505450德國德國35193519韓國韓國38313831韓國韓國27042704其

10、他其他32313231其他其他1341913419圖表9 五大主要國家動力電池專利的相互布局流向情況數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：截止至2023年6月目標市場國目標市場國技術來源國技術來源國（單位：件）12目標市場國目標市場國技術來源國技術來源國圖表10 五大主要技術來源國的動力電池專利市場流向中國中國NO.1 NO.2NO.3NO.4 美國美國日本日本韓國韓國德國德國112839525671日本日本NO.1 NO.2NO.3NO.4 美國美國中國中國韓國韓國德國德國1376869328243韓國韓國NO.1 NO.2NO.3NO.4 美國美國中國中國德國德國日本日本5643683392

11、39美國美國NO.1 NO.2NO.3NO.4 中國中國日本日本德國德國韓國韓國862500328291德國德國NO.1 NO.2NO.3NO.4 美國美國中國中國日本日本韓國韓國555541162143技術來源國技術來源國目標市場國目標市場國（單位：件）數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：截止至2023年6月132023年度全球動力電池科創力坐標報告三.電芯技術演進趨勢圖表11 主要電芯類型基本性能對比 鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池鎳鎘電池鎳鎘電池鎳氫電池鎳氫電池鋰離子電池鋰離子電池鈉離子電池鈉離子電池體積能量密度（Wh/L）50-8080-150100-300250-400250質量能量密度（Wh

12、/kg）30-4540-6060-8090-35070-200循環壽命（次）400-600600-1000800-1000800-100003000成本（元/Wh）1-1.52-33-63-5低于鋰自放電率（月）0%25%-30%30-35%6-9%-環保性能污染嚴重污染嚴重環保無污染無污染數據來源：智慧芽根據公開資料整理14圖表12 主要電芯類型的技術發展趨勢 0100020003000400050006000700080009000鉛酸蓄電池鎳鎘電池鎳氫電池鋰離子電池鈉離子電池20世紀上半葉世紀上半葉20世紀下半葉世紀下半葉21世紀至今世紀至今數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：1）截止至

13、2023年6月；2）按照公開（公告）日統計；3）技術數量按照簡單同族統計，全球1組簡單同族即全球1項技術15鋰離子電池鋰離子電池6666266662項技術項技術鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池1029610296項技術項技術鈉離子電池鈉離子電池22542254項技術項技術鎳氫電池鎳氫電池43274327項技術項技術鎳鎘電池鎳鎘電池23142314項技術項技術技術累計總量技術累計總量（單位：項）2023年度全球動力電池科創力坐標報告51249,84%3132,5%1925,3%1926,3%1439,3%1433,2%圖表13 近20年不同電芯技術總量數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：1）截止至2023年

14、6月；2）技術數量按照簡單同族統計，全球1組簡單同族即全球1項技術鉛酸蓄電池，8267鋰離子電池，6175516鉛酸蓄電池，8267鋰離子電池，61755鎳氫電池，3675鈉離子電池，1804鎳鎘電池，1220圖表15 近20年鋰離子電池研發重點Top5數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：1）截止至2023年6月；2）技術數量按照簡單同族統計，全球1組簡單同族即全球1項技術；3）技術研發重點來源于智慧芽自主研發、標注的技術功效短語5670 5258 4643 4033 3315 提高安全性成本低延長使用壽命結構簡單使用方便圖表14 近20年鋰離子電池技術來源國中國日本美國德國韓國其他數據來源：

15、智慧芽專利數據庫統計說明：1）截止至2023年6月；2）技術數量按照簡單同族統計，全球1組簡單同族即全球1項技術（單位：項）（單位：項）（單位：項）1500,88%74,4%53,3%20,1%14,1%46,3%17圖表16 近10年不同電芯技術發展趨勢數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：1）截止至2023年6月；2）技術數量按照簡單同族統計，全球1組簡單同族即全球1項技術鉛酸蓄電池，8267鋰離子電池，61755圖表18 近10年鈉離子電池研發重點Top10數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：1）截止至2023年6月；2）技術數量按照簡單同族統計，全球1組簡單同族即全球1項技術；3）技術研

16、發重點來源于智慧芽自主研發、標注的技術功效短語圖表17 近10年鈉離子電池技術來源國中國日本美國德國韓國其他數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：1）截止至2023年6月；2）技術數量按照簡單同族統計，全球1組簡單同族即全球1項技術（單位：項）（單位：項）鉛酸蓄電池鎳鎘電池鎳氫電池鋰離子電池鈉離子電池年年392328295286202201193192190183成本低提高循環性能提高電化學性能提高循環穩定性提高能量密度提高導電性操作方便提高倍率性能提高安全性提高容量（單位：項）2023年度全球動力電池科創力坐標報告四.電池結構演進趨勢圖表19 國軒高科JTM技術相關專利資料來源：智慧芽研發情報

17、庫公開(公告)號：CN111653721B18圖表20 寧德時代麒麟電池技術相關專利公開(公告)號：CN216648494U圖表21 比亞迪刀片電池技術相關專利資料來源：智慧芽研發情報庫公開(公告)號：CN110165116B圖表22 蜂巢能源短刀電池技術相關專利資料來源：智慧芽研發情報庫公開(公告)號：CN213988965U資料來源：智慧芽研發情報庫192023年度全球動力電池科創力坐標報告圖表23 特斯拉CTC技術相關專利公開(公告)號：US20210159567A1資料來源：智慧芽研發情報庫圖表24 零跑汽車MTC技術相關專利公開(公告)號：CN113690532A資料來源：智慧芽研發

18、情報庫圖表25 比亞迪CTB技術相關專利資料來源：智慧芽研發情報庫公開(公告)號：CN216980795U20圖表26 主要電池結構的技術發展趨勢（不完全統計）CTMJTMCTPCTCCTBCTM的改良早期主流技術下一代主流技術當前主流技術CTC的升級20182018電池廠商最早、最普遍采用的電池結構，但隨著動力電池能量密度要求的提高，正逐步被CTP、CTC等技術取代20192019寧德時代最早提出寧德時代最早提出遠景動力20202020比亞迪刀片電池寶創新能源江淮汽車特斯拉最早提出特斯拉最早提出科尼普20212021國軒高科最早提出國軒高科最早提出蜂巢能源短刀電池沃爾沃大眾汽車LG新能源拓普

19、集團Canoo比亞迪Rivian20222022蜂巢能源大禹電池上汽集團魔方電池寧德時代麒麟電池中創新航哪吒汽車天工電池蔚來LG新能源零跑汽車MTC方案捷威動力積木電池中創新航北汽新能源上汽集團阿爾特汽車寶馬汽車比亞迪最早提出比亞迪最早提出20232023動力新科長安汽車圖表說明：除標明最早提出的企業外，其他企業的排序與時間先后無關資料來源：智慧芽根據公開資料整理動力電池創新生態篇一.全球動力電池科創領袖TOP50企業名單232023年度全球動力電池科創力坐標報告說明：按企業簡稱的首字母排序24說明：按企業簡稱的首字母排序252023年度全球動力電池科創力坐標報告說明：按企業簡稱的首字母排序2

20、65 因為比亞迪既是整車企業又是電池企業，所以在整車企業和電池企業數量統計時分別計數，故按企業類型加總“匠心者”數量為17家。說明：按企業簡稱的首字母排序272023年度全球動力電池科創力坐標報告二.全球動力電池科創領袖TOP50特征分析圖表27 全球動力電池科創領袖TOP50區域分布及其氣質特征中國中國2020家日本日本1717家德國德國4 4家韓國韓國4 4家美國美國3 3家法國法國1 1家荷蘭荷蘭1 1家先鋒派先鋒派思想者思想者匠心者匠心者實干派實干派6121111311272116111128圖表28 全球動力電池科創領袖TOP50企業類型及其氣質特征整車企業整車企業2424家電池企業

21、電池企業1616家電工電氣企業電工電氣企業5 5家綜合性集團公司綜合性集團公司4 4家汽車零部件企業汽車零部件企業1 1家能源企業能源企業1 1家圖表說明：因為比亞迪既是整車企業又是電池企業，所以在整車企業和電池企業數量統計時分別計數，故按企業類型加總求和為51家先鋒派先鋒派思想者思想者匠心者匠心者實干派實干派5122155154219611292023年度全球動力電池科創力坐標報告三.全球動力電池科創領袖TOP50競合格局圖表29 科創領袖合作研發技術數量合作方合作方合作方合作方合作數量合作數量國軒高科大眾汽車2087三星SDI博世707電裝豐田汽車124日產汽車雷諾105豐田汽車松下68矢

22、崎豐田汽車42豐田汽車住友電工26日產汽車日立15鈴木汽車電裝12GS YUASA松下10日立本田汽車10合作研發動力電池技術大于等于合作研發動力電池技術大于等于10項的企業組合項的企業組合數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：1）截止至2023年6月；2）技術數量按照簡單同族統計，全球1組簡單同族即全球1項技術=1000項約占2%=100項約占5%=10項約占11%30圖表30 科創領袖技術交易數量交易動力電池技術大于等于交易動力電池技術大于等于10項的企業情況項的企業情況數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：1）截止至2023年6月；2）技術數量按照簡單同族統計，全球1組簡單同族即全球1項技術

23、轉讓方轉讓方購買方購買方交易數量交易數量博世三星SDI620Envision AESC日產汽車53大眾汽車國軒高科44蜂巢能源長城汽車26松下豐田汽車19圖表31 科創領袖技術購買方和轉讓方排名數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：1）截止至2023年6月；2）技術數量按照簡單同族統計，全球1組簡單同族即全球1項技術購買方購買方購買購買數量數量三星SDI620日產汽車57國軒高科44長城汽車26豐田汽車21電裝7松下6梅賽德斯-奔馳5大眾汽車5寶馬汽車4通用汽車2特斯拉2GS YUASA1日立1福特汽車1轉讓方轉讓方轉讓轉讓數量數量博世625Envision AESC54大眾汽車46蜂巢能源26

24、松下21GS YUASA6豐田汽車4梅賽德斯-奔馳3鈴木汽車3本田汽車2矢崎2通用汽車2雷諾2三星SDI2福特汽車2日立1長安汽車131（單位：項）與其他科創領袖企業交易動力電池技術的科創領袖企與其他科創領袖企業交易動力電池技術的科創領袖企業購買和轉讓數量排名業購買和轉讓數量排名2023年度全球動力電池科創力坐標報告圖表32 科創領袖技術引用方和被引方Top5引用方引用方TopTop5 5引用次數引用次數LG新能源4503豐田汽車4453電裝3513三星SDI3426日產汽車3261被引方被引方Top5Top5被引次數被引次數博世5517三星SDI4091福特汽車3390豐田汽車3149比亞迪

25、2433數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：截止至2023年6月圖表33 不同氣質類型的引用與被引情況數據來源：智慧芽專利數據庫統計說明：截止至2023年6月引用總次數引用總次數被引總次數被引總次數先鋒派先鋒派1280317402思想者思想者53006076匠心者匠心者41124952實干派實干派15290917332科創領袖企業動力電池技術的引用方和被引方科創領袖企業動力電池技術的引用方和被引方Top5不同科創氣質類型的動力電池技術引用和被引數量不同科創氣質類型的動力電池技術引用和被引數量四.2023年全球動力電池科創力坐標方法論圖表34 科創力坐標的構建流程336 參考智慧芽競爭情報庫競爭

26、格局分析中根據專利申請量排序的主要玩家名單，以及2021-2022年全球動力電池裝機量排行榜等外部資料。2023年度全球動力電池科創力坐標報告圖表35 科創能力評估模型347 智慧芽專利價值評估體系采用市場法估值方法，運用機器學習手段，通過對全球1.7億件專利數據進行深度加工和計算，采用技術價值、法律價值、市場價值、戰略價值、經濟價值這5大維度共計80多個指標計算得到估值數據。圖表36 科創能力評估模型具體指標設計352023年度全球動力電池科創力坐標報告圖表37 科創路徑識別模型36圖表38 科創路徑識別模型具體指標設計372023年度全球動力電池科創力坐標報告38關于智慧芽關于智慧芽創新研究中心