リチウム二次電池

0

成平5 4月

特許庁

成 ₂₄ 特許出願技術動向調査

チ ム二次電池

問い合わせ先

特許庁総務部企画調査課 技術動向班

電話： ８ 内線

1

1

●特許文献

優先 主張 ＰＣ び国 優先

～

●非特許文献

発行 ～

調査期間：

調査対象：

●特許文献

日本特許文献を含 ： 約 , 件

日本特許文献を含 い ： 約 , 件

●非特許文献

約 , 件

使用 ：

●特許文献

度atBase _{RWS Group} 社 _minesoft 社

●非特許文献

J Plus 独立行 法人 科学技術振興機構

2

2

調査対象技術 チ ム二次電池 技術俯瞰図

チ ム二次電池 技術俯瞰図

応 用 産 業

産 業 用 定置形等

負 荷 準 電力貯蔵 産業機器

車 載 用

電 気 自動車 イ ッ 車

型 民 生用

携 帯 電話

負極 集電

構 造 ・ 構 成 要 素 技 術 区 分

二 次 電池

高 ギ 密度 効果無し

種 類

次 世 代 二次電池

空 気 電 池

全 固 体

電 池

他

外 装

極 活物質

イ ン

集 電体 _(Al)

電 解 質

セ

負 極 活物質

イ ン

集 電体 _(Cu)

極 負 極

ギ 密度 _Up

安全 長寿命

装 着 ュ

単電池 汎用

材 料 技 術

電 極 活物質 電解質 セ _…

設 計 製造技術

構 造 接合 部材製造 組立 _…

制 御 技 術

電管理 暴走防 _…

課

容 出力特性 向

信頼性 耐久性 安全性 向

価格化

ュ 高電圧 大容

3

市場動向 チ ム二次電池市場規模推移 各種シ ア推移

● ₂₀₁₀ 度 二次電池 世界市場規模 約 ₁ あ

2015 ^度 3 ^{程度 市場規模 予測さ い}

型民生用 _1.5 規模 車載用 大 く伸び約 ₁ 予測さ い

●日本企業 ₂₀₁₁ 国別シ ア 首位 を韓国企業 明け渡した

世界市場推移予測 金 ベ

10,436 10,592 ^{11,758 12,910}

14,007 ^14,988

335 ⁹⁹⁷

1,781

4,549

6,579

9,521

37 ¹⁰⁵

253

600 1,550

4,326

10,807 ^11,694

13,792

18,059

22,136

28,835

0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000

2010 度 実 績

2011 度 見 込

2012 度 予 測

2013 度 予 測

2014 度 予 測

2015 度 予 測 世

界 市 場 規 模₍ 億

)

産業用 車載用

型民生用

国別 推移

出典：㈱矢 経済研究所資料 _{出典：経済産業省資料 を基 NSRI 作成}

%

%

%

%

%

%

%

%

%

%

%

ェ

日本 韓国 中国

4

1,733 1,733 ^2,235

2,583 ^3,264

4,085

5,124

291 315

336 ³⁶³

438

478

545

763 751

904

972

1,094

1,123

1,343

3,184 ^3,234

4,022 ^4,474

5,399

6,419

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

10,000

2008 度

実 績

2009 度

実 績

2010 度

実 績

2011 度

見 込

2012 度

予 測

2013 度

予 測

2014 度

予 測

世

界

市

場

規

模

億

極 材 負 極 材 電 解 液 セ

8,003

C AGR ^：12.0%

C AGR ^：21.4% C AGR ^{： 均成長率}

市場動向 主要 部素材 正極材 負極材 電解液 セパレ タ

●主要 部素材 中

極材 均成長率

最 高い 予測さ

い

●主要 部素材 け 日本

電池本体

い 傾向 あ

主要 部素材 世界市場規模推移予測

出典：㈱矢 経済研究所資料を基 _NSRI 作成

1 ,9 9 6 _{1 ,7 9 2} 2 ,1 0 5 2 ,0 8 4 2 ,2 4 7 ^{2 ,4 2 4 2 ,6 1 4}

4 4 5 _{6 3 3} ^{8 7 7}

1 ,4 3 0

1 ,9 1 4

2 ,5 6 3

3 6 9 4 3 1

6 3 3

1 ,2 5 3

1 ,7 0 1

2 ,3 0 9

3 7 5 3 7 7

4 0 6

3 9 9

4 1 0

4 2 2

4 3 4

, ,

,

,

1 ,0 6 8 9 2 3

,

,

,

, , , , , , , , , ,

度 実 績

度 実 績

度 実 績

度 見 込

度 推 測

度 推 測

度 推 測 世

界 市 場 規 模

億

日 本 中 国 韓 国 他 合 計

主要 部素材 国別 推移予測

5

5

特許出願動向 出願件数推移 出願シ ア

●日米欧中韓へ 出願件数合計

22,068 ^{件 あ}

●出願先 日本 _31.9% 最多

次い 中国 _24.3% 米国 _18.2%

韓国 _15.0% 欧州 _10.7% あ

合計 推移 増加傾向 あ

出願先国別出願件数 内訳 推移 日米欧中韓 出願

出願人国籍別出願件数 内訳 推移 日米欧中韓 出願

●出願人国籍別出願件数 日本国籍

52.7% ^{最多 出願先国別}

31.9% ^{更 高い比率を占}

●韓国籍 _17.7% 中国籍 _13.2%

欧州国籍 米国籍 _7.6%

7.2% ^{比率 勢 中心}

あ

●出願人国籍別推移を見 日中韓

増加基調 あ 米欧 い

傾向 あ

,

,

,

,

,

, , , , , ,

出 願 優 先 主 張 出

願 件 数

日本 米国 欧州 中国 韓国 合計

優 先 権 主 張 2006～2010

出 願 先 国 中国籍

, 件 . %

欧州国籍 , 件

.%

米国籍 , 件 .% 日本国籍

, 件 . % 韓国籍

, 件 .%

合計 22,068^件

他 件 .%

韓国籍 , 件 .%

日本国籍 , 件 .%

米国籍 , 件 .% 欧州国籍

, 件 .%

中国籍 , 件 .% 合計 22,068^件

,

,

,

,

,

, , , , , ,

出 願 優 先 主 張 出

願 件 数

日本国籍 米国籍 欧州国籍

中国籍 韓国籍 他

合計

優 先 権 主 張 2006～2010

出 願 人 国 籍

注 ₂₀₀₉ 以降 ベ へ 録 遅 _PCT 出願 各国

移行手続 等 全 を 映し い い可能性 あ

～ 頁 特許出願 関 い 同様 あ

6

6

特許出願動向 日米欧中韓 け 出願収支

●日本 他 全 国

間 収支 大幅 プ ス

あ

●対照的 中国 全 国

間 収支 大幅 マ

イナス あ

●韓国 日本以外 ₃ 国

対し プ ス収支 あ

中 も米国 対す

出願 プ ス収支幅も件

数 絶対値も大 い

日米欧中韓 け 出願収支 平006 平010 出願

他 件 .% 韓国籍

件 .% 中国籍

件 .% 欧州国籍

件 .% 米国籍

件 .%

日本国籍 , 件 .%

日本へ 出願 7,037件

米国籍 件 .% 中国籍

件 .%

他 件 .%

欧州国籍 件 .%

日本国籍 , 件 .% 韓国籍

件 .% 米国へ 出願

4,009件

米国籍 件 .% 中国籍

件 .%

欧州国籍 件 .%

日本国籍 件 .% 韓国籍

件 .%

他 件 .%

欧州へ 出願 2,362件

米国籍 件 .% 欧州国籍 件 .% 中国籍

, 件 .%

他 件 .%

日本国籍 , 件 .% 韓国籍

件 .%

中国へ 出願 5,360件

米国籍 件 .% 欧州国籍

件 .% 他 件 .%

日本国籍 , 件 .%

中国籍 件 .% 韓国籍

, 件 .%

韓国へ 出願 3,300件 156件

704^件

270件

305件 156件

1,933件

92^{件 244件}

36^件

491件

435^件 152件

26件 1,606件

476^件 1,214^件

179件 815件

204件

43^件 26件

36件

他 件 .%

欧州国籍 件 .%

米国籍 件 .% 日本国籍

, 件

.%

中国籍 件 .% 韓国籍

, 件 .%

韓国へ 出願 3,300^件

米国籍 件 .% 中国籍

件 .%

欧州国籍 件 .%

日本国籍 件 .% 他

件 .%

韓国籍 件 . %

欧州へ 出願

2,362 ^件

韓国籍 491件 9.2％

7

7

特許出願動向 出願人属性別 共同出願件数内訳

出願人属性別共同出願件数 内訳 各国籍 日米欧中韓 出願

企 企 897^件 66.3% 企 大

323件 23.9% 企 研 106件 7.8% 企 大

研 12件 0.9%

大 大 5件 0.4%

研 研 0件 0.0%

大 研 2^件 0.1%

個人を含 共願

7件 0.5%

日 本 国籍 _N=1,352

企 企 144件 56.9% 企 大

42件 16.6% 企 研

7件 2.8% 企 大

研 1件 0.4% 大

大 4件 1.6%

研 研 9^件 3.6% 大 研 9件

3.6% ^個人を含 共願 37^件 14.6%

米 国 籍 _N=253

企 企 167件 43.3%

企 大 20件 5.2% 企 研

62^件 16.1% 企 大 研

15件 3.9% 大 大 1件 0.3%

研 研 74件 19.2%

大 研 46^件 11.9%

個人を含 共願

1^件 0.3%

欧 州 国籍 _N=386

企 企 66件 34.7%

企 大 69件 36.3% 企 研

7件 3.7%

企 大 研 0件 0.0% 大 大

5^件 2.6%

研 研 0^件 0.0% 大 研

12^件 6.3%

個人を含 共願 31件 16.3%

中 国 籍 _N=190

企 企 313^件 80.7% 企 大

21^件 5.4%

企 研 52件 13.4% 企 大

研 0件 0.0%

大 大 0件 0.0%

研 研 1^件 0.3%

大 研 0件 0.0%

個人を含 共願

1^件 0.3%

韓 国 籍 _N=388

日本国籍 _1,352 件 _{米国籍 253 件}

欧州国籍 ₃₈₆ 件

中国籍 ₁₉₀ 件 ^韓国籍 388 ^件

●出願件数 多い共同出願形態 し

企業同士 _“ 企 _- 企 _”

企業 大学 _“ 企 _- 大 _”

企業 研究機関 _“ 企 _- 研 _”

企業 大学 研究機関 _“ 企 _- 大 _- 研 _”

大学同士 _“ 大 _- 大 _”

研究機関同士 _“ 研 _- 研 _”

大学 研究機関 _“ 大 _- 研 _”

個人を含 共同出願 分類し

●共同出願 多い組 合わ

中国籍を除 企業同士 あ

●中国籍 企業 大学 組 合わ

36.3% ^企業同士 34.7% ^多

い

●企業 研究機関 組 合わ

欧州国籍 _16.1% 韓国籍 _13.4%

あ

●欧州国籍 研究機関同士 _19.2%

さ 研究機関 関係 共同出願

51.1% ^{多い 特徴 あ}

8

8

特許出願動向 ^{技術区分別動向調査}

●全出願件数 _22,068 件 うち用途を明記し い 出願件数 _11,533 件 あ

○携帯電子機器 _5,360 件

○電動自動車 _2,743 件

○複数用途 _3,104 件

○電動機器 定置形及びそ 他 ₃₂₆ 件

●課 耐久性 保存性 最多 少し離 ギ 密度 出入力特性 安全性

同規模 あ

解決手段 極 最多 少し離 負極 続い 液体電解質 外装 装着

ュ セ を大 く引 離し い

課題 解決手段別 出願件数

日米欧中韓 出願全体

用途別出願件数 日米欧中韓 出願全体

携帯電子 機器 5,360件

24.3%

電動自動 車 2,743件

12.4% 電動機器

92件 0.4% 定置形

54件 0.2% 複数

3,104件 14.1%

他 180件 0.8% 記載 し 10,535件 47.7%

合計

22,068 ^件

0  5,000  10,000  15,000 

ギ 密度

出入力特性

温度特性 耐久性保存性

安全性 N=22,068

課

0  2,000  4,000  6,000  8,000  10,000  極

負極

液体電解質

固体電解質

セ 集電体

単セ 製造方法 外装装着 ュ

構造

解 決 手段

合計

22,068 ^件

9

9

特許出願動向 正極 技術区分別動向調査

●正極活物質材料 _Ni 系 _Co 系 ン酸塩 オ ビン 関す 材料 他

多く出願さ い

216 34

112 119 122 13

275 75

1,895 7

224

590 156

942 879

2,292 1,485

0 500 1,000 1,500 2,000 2,500

他

酸素 空気極

電性高分子 硫黄 S,Li2S

他固溶体 イ 他酸化物

イ酸塩

ン酸塩 ン

他

Ｔi酸化物

系

他 層状酸化物

Ni, Co, Mn ^{元系層状酸化物}

系層状酸化物 系層状酸化物 ｉ 系層状酸化物

出 願 件 数 極

活 物 質 材 料

日米欧中韓へ 出願

N=8,143

極活物質材料別出願件数

日米欧中韓へ 出願

8,143 ^件

10

特許出願動向 負極 技術区分別動向調査

●負極活物質材料 黒鉛質炭素 _Si 系 出願件数 突出し _Ti 酸化物 続く

151 58

457 135

199

703 564

1,737 101

104 209

404

2,347

0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 他

電性高分子

金属 (合金を含

他無機系 他酸化物 Ti酸化物 Sn系 Si系 Si主成分

他炭素系 炭素繊維 ボン 非晶質炭素 黒鉛質炭素

出 願 件 数 負

極 活 物 質 材 料

日米欧中韓へ 出願

N=6,406

負極活物質材料別出願件数

日本国籍 411件 58.5%

日米欧中韓へ 出願

6,406 ^件

11

特許出願動向 全固体 チ ム二次電池 技術区分別動向調査

●出願件数 高分子固体電解質型 件 無機固体電解質型 , 件 あ

出願件数 推移 高分子固体電解質型 減少し 後

い傾向 あ 一方 無機固体電解質型 増加傾向 あ

11

電解質材料種類別出願件数 内訳 推移

0

50

100

150

200

250

300

350

2006 2007 2008 2009 2010

出

願

件

数

出 願 優先 主張

高分子固体電解質 無機固体電解質

優先 主張

2006 ^～ 2010

高分子固体

電解質

459件

29.4%

無機固体電

解質

1,100件

70.6%

全固体 二次電池

合計 _1,559 件

注 ： ₂₀₀₉ 年以降 データベース 録 遅 _PCT 出願 各国移行 ず 等

全データを 映し いない可能性があ

12

特許出願動向 空気電池 技術区分別動向調査

● 空気電池 ₃₁₉ 件 _41.0% 亜鉛空気電池 ₂₈₈ 件 _37.0% 突出し い

●一方 _Al 空気電池 _Fe 空気電池 _Mg 空気電池 少数 あ

空気電池 種類別出願件数内訳

Li ^空気電池

319 ^件

41.0%

Al空気電池

23 ^件

3.0%

Zn ^空気電池

288 ^件

37.0%

Fe ^空気電池

8 ^件

1.0%

Mg ^空気電池

21 ^件

2.7%

負極を

特定

107 ^件

13.8%

他

12 ^件

1.5%

日米欧中韓へ 出願

合計 ₇₇₈ 件

空気電池

合計 件

13

●調査対象 した論文発表件数 約 _6,500 件 あ

58 ^{誌 論文を約} 5,000 ^{件 さ 電気化学会 電池討論会 約} 1,500 ^{件も調査した 国際比較}

対象 和文誌等を除い ₅₀ 誌 限定した

●中国 論文発表件数 ₃₀ ％弱を占 世界 ッ い 日本 _13.3 ％ 中国 米国 欧州

次い ₄ あ

論文発表件数 増加し続け い

研究開発動向 研究者国籍別論文発表件数

研究者所属別機関国籍別論文発表件数 内訳 推移 国際比較50誌

13

,

,

,

,

,

,

,

,

,

発 行

発

表

件

数

日本国籍 米国籍 欧州国籍 中国籍

韓国籍 他 合計

研究者所属機関国籍

発 行

2009‐2011

韓国籍

件

. %

米国籍

件

. %

欧州国籍

件

. %

中国籍

件

. %

日本国籍

件

. %

他

件

. %

合計

4,205 ^件

14

●被引用回数 多い論文数 研究者所属機関国籍別内訳 以下 通

●今回調査 前回調査 成 実施 集計方法 違いもあ 単純 比較 い

前回調査 比 今回調査 中国 論文 注目 高く っ い

研究開発動向 所属機関別論文発表件数

被引用回数 多い論文数 研究者所属機関国籍別 訳

左：今回調査結果 右： 度調査結果

14

ｲ ﾗｴﾙ 国籍

. 件

. %

ｶ ﾎ ｰﾙ 国籍

. 件

. %

中国籍

. 件

. %

米国籍

. 件

. %

日本国籍

. 件

. %

豪州国籍

. 件

. %

韓国籍

. 件

. %

欧州国籍

. 件

. %

被引用回数

40 / ^以

全 ₁₂₀ 件

2009‐2011

国籍

件

. %

欧州国籍

件

. %

米国籍

件

. %

日本国籍

件

. %

中国籍

件

. %

他

件

. %

被引用回数

150 ^回以

全 ₄₄ 件

1990‐2009

15

研究開発動向 ^{極 負極 技術区分別動向調査}

正 極 活 物 質 関 す 論 文

15

● 極活物質 ン酸塩 ン 関 論文発表件数 多い

●負極活物質 ｉ系 系 ｉ酸化物 関 多い

負 極 活 物 質 関 す 論 文

他

酸素 空気極

電性高分子

硫黄 , Li

他固溶体

イ

他酸化物

イ酸塩

ン酸塩 ン

他

i酸化物

系

他 層状酸化物

ｉ Ｃ 元系層状酸化物

系層状酸化物

Ｃ 系層状酸化物

ｉ系層状酸化物

発 表 件 数

他

電性高分子

金属 (合金を含

他無機系

他酸化物

i酸化物

n 系

i系 i主成分

他炭素系

炭素繊維

ボン

非晶質炭素

黒鉛質炭素

発 表 件 数

16

4 ^{研究開発動向 全固体 二次電池 空気電池 技術区分別動向調査}

16

●無機固体電解質 論文発表件

数 日本 5ｏ.ｎ％ 最も多

い

研究者所属機関国籍別論文発表件数 訳 推移 無機固体電解質

研究者所属機関国籍別論文発表件数 訳 推移 空気電池

● チ ム空気電池 論文発表

件数 米国 ₅₀ ％強を占

日本 _23.5 ％ 続く

発 行 発

表 件 数

日本国籍 米国籍 欧州国籍 中国籍

韓国籍 他 合計

研究者所属機関国籍 発 行 2009‐2011 中国籍

件 .%

他 件 .%

欧州国籍 件 .%

米国籍 件 .%

日本国籍 件 .% 韓国籍

件 .%

合計 132^件

発 行 発

表 件 数

日本国籍 米国籍 欧州国籍 中国籍

韓国籍 他 合計

研究者所属機関国籍 発 行 2009‐2011 中国籍

件 .%

欧州国籍 件 .%

日本国籍 件 .%

米国籍 件 .% 他 件 .%

合計 102^件