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苏州清陶新能源科技有限公司知识产权部负责人周柯:固态电池产业化的 IP 挑战和策略

2025-05-28 21:36

2025 年 5月16-18日,以“智启中国知产新纪元,开创全球汽车新格局”为主题的2025中国汽车知识产权年会在湖北省武汉市成功举办。大会期间,苏州清陶新能源科技有限公司知识产权部负责人周柯在固态电池IP发展论坛发表了精彩演讲。




以下为演讲实录:


各位下午好,我是来自苏州清陶的周柯,我的发言题目是“固态电池产业化的IP挑战和策略”。


我先简单介绍一下固态电池,固态电池就是用固态电解质颗粒组成的电解质膜代替液态电池的电解液和隔膜组成的电解质体系。因为不再使用电解液,所以安全性可以得到提高。同时避免了电解液在低温下黏度过大所引起的电池性能下降的问题,因此,理论上固态电池可以在更宽的温度范围内进行运行。另外,它的安全性得到提高,所以可以匹配更多的正负极材料。


当然目前固态电池产业化面临很多挑战,涉及到材料、界面、电芯、电池整包等各个方面,同时,在生产制造以及应用端的使用过程中,必须要使用比较高的压力维持固固界面。这对于生产制造过程中的整个工艺设备的改进以及应用端的结构件设计提出了新的要求。所以我们说,固态电池的创新其实是整个电池产业链的创新,不是某一类材料的创新,其产业化必须依赖全产业链的升级和革新。


目前我们常说固态电池技术路线还没有完全确定,主要是指固态电解质材料层面的。目前主流的固态电解质材料包括硫化物、氧化物、聚合物以及卤化物等,但尚没有哪种材料可以同时满足高性能、低成本以及产业化的要求。


在应用端,随着电池性能和成本的不同,目前应用场景呈现多元化分布,相信未来随着全球电动化趋势的发展,更多应用场景会被挖掘。


这两年电池产业的知识产权非常热闹。一方面随着以创新为发展主要驱动力的行业生态的构成,专利申请量呈现爆炸式增长;另一方面近年来知识产权纠纷显著增加,从图中可以看到现在的纠纷涉及到材料、隔膜、电芯设计、防爆装置结构件等多个环节,覆盖了电池产业的方方面面。可以说,电池产业的知识产权也是全产业链的知识产权。


我们要理解固态电池的知识产权,首先要回答固态电池产业它面临什么样的挑战。这就需要我们先解答第一个问题,我们面临的固态电池产业是什么样的产业。2022年电池产业迈过了万亿产值的规模。那借鉴电池产业的发展路径,固态电池当前所处的行业阶段到底是什么样的阶段,未来它的发展会遵循什么样的客观规律。


第二个问题,固态电池产业的知识产权有什么样的特点。液态电池的知识产权工作经过这么多年的发展,已经形成了非常好的工作方案和宝贵经验。固态电池作为电池的一个细分领域必然有很多方面可以借鉴。但是我们也要认识到,固态电池和液态电池的产业化阶段不一样;另外固态电池和液态电池在材料体系上存在着本质的差异,类同技术在液态电池和固态电池之间因材料体系差异所面临的可专利性差异的问题同样是我们知识产权工作人员需要关注的。


第三个问题是知识产权行业目前面临什么样的变革。传统认为知识产权核心价值主要体现在两个方面,一是技术合规使用,避免自己陷入到侵权的法律纠纷中;二是通过专利布局有效保护自研技术,避免竞争对手的仿冒和抄袭。这当然是知识产权工作非常重要的两方面工作。但我认为在当前社会鼓励创新以及固态电池产业以创新为行业主要驱动力的大背景下,知识产权体系作为研发创新体系的重要组成部分,其体系价值也应该得到重视。


回答这三个问题以后,我想我们就可以尝试去回答,固态电池企业需要什么样的知识产权,目前面临什么样的挑战。


我觉得第一个挑战是整个电池的产业链太长太复杂了。电池产业链包括以材料、电芯、工艺、设备所组成的电池制造部分,往下包括应用端,比如动力、储能等可能涉及到一些结构的设计;接着可能会有一些用电、管电方面的策略创新;现在可能还有一些由商业模式的创新所衍生出的领域。我个人的观点,目前的电池厂商更多像是以电池为载体的能源供应商。在这样的角色定位下,他的知识产权也必然会随着业务的开展延伸到产业链的各个方面,所以知识产权人员在处理相关工作的时候面临的问题非常复杂。


同时,整个电池产业不仅产业链非常长,而且技术复杂,产业链中的各个环节技术差异巨大,不同环节所面临的知识产权问题也不尽相同。


因此,由于电池产业链的复杂性,知识产权从业人员个人很难有这个精力和能力从全产业链的角度去整体地认知固态电池的知识产权问题。所以,固态电池的知识产权工作需要通过组织内部的精细化分工来提升。


第二个挑战,是固态电池和液态电池体系差异所产生的技术可专利性的问题,尤其是一些存量技术在固态电池体系中的专利布局,这也是我们知识产权工作所必须面对的问题。


基于上述分析,我们提出了一些想法。


第一步,我们觉得系统性梳理固态电池全产业链技术路线刻不容缓,通过梳理相关技术路线来提升组织对于整个固态电池产业的理解,进而通过组织的认知能力提升弥补个人精力和能力的不足。第二步,在第一步的基础上,我们有了对产业链的认知之后,与研发一起促进协同创新体系,去引导研发协助开展知识产权工作。第三呢是提升知识产权部门的数据处理能力。如前所述,电池产业链复杂、技术路线繁多,因此,数据库中存在海量的专利数据。在当前人工智能或者大数据时代,我们提高自身数据处理能力对于整体知识产权工作的开展具有十分重要的意义。


下面介绍三个案例。


就像刚才说的,我们的技术路线依然有很多不确定性,这个不确定性给我们工作的影响主要体现在核心专利分析和筛选,以及风险管控上面。但这并不是说我们这方面就做不了任何工作,以这篇专利为例。液态电池需要通过电解液传输锂离子,所以电极一般是多孔结构,电极中的孔隙使得电解液可以浸润电极。但在固态电池中,锂离子通过固态电解质颗粒来传输,孔隙的存在必然会降低电池的性能。因此,对于固态电极,其更期望是致密结构,那固态电解质颗粒和电极材料的配合关系就十分重要。这篇专利就是保护了这样一种固态电极,并具体保护了固态电解质和电极活性材料的粒径关系。所以对于这样一篇专利,我们必须要给与足够的重视,进行细致的分析。至少对于当前陶瓷体系的固态电极,在电极中添加固态电解质颗粒以实现锂离子在电极中的传输是无法避免的。


第二个例子。我们早期手持电动工具能量密度比较低、也比较重,非常地不方便。90年代锂电池产业化以后,就很快应用到了手持式电动工具上。但电池体系的差异,造成了充电的困难,那这篇专利其原始的技术方案就是为了解决充电方面的问题。但值得关注的是他在美国的一件同族,其最后获得了锂电池在手持式电动工具应用的保护范围,这个保护范围是非常大的。从这个案子可以得到启示,第一是当前固态电池目前还没有完全产业化,它的很多应用端场景没有被挖掘,在产品保护范围可专利性比较弱的情况下,通过专利技巧来获得应用端的保护范围也不失为一种选择。第二是我们要关注各国审查、司法政策的差异性,这个保护范围虽然获得了美国的授权,我们国家就没有授权这样的保护范围。撇开申请人的因素,说明各国在审查等方面存在一定的差异性。这两年大家都在谈出海,产品出海必然也伴随着知识产权的出海。所以我们做相关知识产权布局的时候,在前期就要将各国差异性的政策考虑在内,以形成能迎合各国不同政策的文本。


第三个例子。


这是一种典型的卷绕电池,卷绕工艺制造的电池弯曲部容易断裂是本领域一个非常熟知的问题,为了解决这个问题,就想到了很多的办法,比如说通过调整粘结剂的含量和种类,在弯曲部添加更多含量的粘结剂或者添加粘结强度更大的粘结剂,这都可以有效提升弯曲部的韧性,来解决断裂问题。


日本企业在做固态电池的时候,发现了固态电池的电解质膜同样面临这种断裂问题,日本企业就申请了一系列专利,就把液态电池中极片断裂的解决方案转用到固态电解质膜中。通过这个案例,我们可以得到两点启示:第一固态电池虽然处在依赖创新来推动行业发展的阶段,但不同于那种全新的领域,固态电池产业已经经历了比较长的研发过程,有大量的存量技术积累,这些技术在专利数据库中以专利文献的形式存在。如何利用这些存量技术来解决固态电池产业发展的增量问题,知识产权可以在这个过程中承担哪一部分地工作,我想这是我们知识产权应该认真考虑的。


另外,就是存量技术转用过程中的可专利性问题。从纯技术的角度来看膜的断裂问题,虽然固态电解质膜和电极膜存在一定的体系差异,但具体到解决的技术问题和技术手段,两者接近,原理也相似,所以在有电极膜断裂的相关现有技术存在的基础上,电解质膜的一系列专利其创新不见得有多高。但是从知识产权的角度来看,相关技术解决了固态电池产业化过程种的现实问题,如果知识产权部门能从产业链角度分析其价值,并能通过自身的专业知识获得一个稳定有效的保护范围,那想必是一件非常有意义的事。


当然了,好的技术一件专利是不够的,往往需要通过合理的布局策略,来获得尽可能宽的保护范围。在这个过程中很多需要用到知识产权自己的专业知识,这里不展开来阐述布局策略和审查思维,我个人认为布局策略主要解决保护范围的问题,如何用知识产权的专业知识来形成与技术贡献相匹配的保护范围。而审查思维更多是解决专利权稳定的问题。两者相辅相成。


所以,总结一下,在一个相对完善的研发创新体系中,我们把知识产权定义为一个二次创新和技术串联者的定位。所谓的二次创新,并不是指知识产权要去做研发和技术类的工作,而是基于现有技术的认知,具有能够进行技术概括和总结的能力。技术串联者的意思是,知识产权能够从产业链的角度来分析和挖掘创新点,以点带面,完成相关技术的知识产权布局工作,而非仅仅依赖于研发的技术交底,以点对点的方式来开展相关工作。


下面简单介绍一下我们公司和我们公司的知识产权。我们公司成立于2016年,坐落于江南水乡苏州昆山。我们公司致力于固态电池的研发、生产和产业化,经过多年的发展已经形成了覆盖固态电池全产业链的业务体系。我们在全国各地设立不同的业务单体来满足不同场景和不同地域对于固态电池的应用需求。在产品端,我们开发了能覆盖当前固态电池主流应用领域的产品。


我们公司很早就认识到了固态电池的创新是全产业链创新、固态电池产业化必须依赖于整个产业链的革新和升级。所以公司很早就设立了覆盖全产业链的研发体系,建立了能完整实现全产业链创新的能力。然后以清陶研究院为平台,服务支撑整个研发体系,我们知识产权作为一个研发创新成果的合规化管理部门,就是在研究院的平台上开展工作。


在知识产权层面,我们内部建立了精细化的分工协作体系,通过系统性的梳理技术点、技术路径来提升组织的产业链认知能力,以弥补个人能力和精力上的缺失。总体而言,我们的内部体系以检索为核心,这个核心除了承担日常的业务工作外,也类似于部门中的一个内部AI,通过日常的检索、申请分析、风险排查等工作,不断地对其提供产业链和技术路线的数据,最终来实现部门对产业链认知的提升。当然,内部体系之外还有外部体系,也就是公司的研发体系,部门工作在内部体系的基础上得到认知上的升华,然后再与研发沟通协作,起到引导研发、服务研发的目的。


我们公司高度重视研发创新工作,成立以来也获得了一些荣誉,截止到目前已经申请专利1400多项,授权专利200多项。这就是我的汇报,谢谢。


(以上内容来源于嘉宾现场演讲速记)

来源:汽车知识产权

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