2023年度全球动力电池科创力坐标报告研究综述01动力电池概况04动力电池创新全景篇06一.技术发展基本情况1.11.21.3技术发展历程技术发展现状技术研发重点07070809二.国家技术竞争格局2.12.22.3国家技术实力对比技术目标市场对比技术全球化流向特征10101112三.电芯技术演进趋势3.13.23.33.4五种主要电芯类型简介五种主要电芯类型技术发展趋势锂离子电池技术钠离子电池技术1414151617四.电池结构演进趋势4.14.2五种主要电池结构简介五种主要电池结构技术发展趋势181821动力电池创新生态篇22一.全球动力电池科创领袖TOP50企业名单23二.全球动力电池科创领袖TOP50特征分析2.12.2区域分布特征企业类型特征282829三.全球动力电池科创领袖TOP50竞合格局3.13.23.3合作研发情况技术交易情况相互引用情况30303132四.2023年全球动力电池科创力坐标方法论4.14.2模型一：科创能力评估模型模型二：科创路径识别模型333436研究综述2023年度全球动力电池科创力坐标报告23动力电池概况图表1锂离子动力电池产业链资料来源：智慧芽根据公开资料整理1数据来自SNEResearch、EVTank、GGII等。2数据来自网络公开资料。上游中游下游原料矿产材料正极材料负极材料隔膜电解液锂钴、镍、铁、磷、锰等石墨、硅电芯封装集成电池管理系统新能源汽车电池回收利用5动力电池创新全景篇57769267784293810841362160322562929396345044894548665688323111551179412918161941977700112551901382122623415808101562208326873645495858507725991110806200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022占历史专利申请总量和历史专利授权总量的90%2002-2022年专利申请量CAGR约为20%一.技术发展基本情况图表22002-2022年全球动力电池专利申请量和专利授权量数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：1）截止至2023年6月；2）按照公开（公告）日统计专利申请量专利授权量（单位：件）3技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术。72023年度全球动力电池科创力坐标报告图表3近20年全球主要国家或地区推动动力电池发展的重大政策（不完全统计）年份政策名称国家/地区2004年《汽车产业发展政策》中国2009年《电动汽车产业发展体系》韩国2010年《下一代汽车战略（2010）》日本2012年《节能与新能源汽车产业发展规划》中国2013年《电动汽车普及大挑战蓝图》美国2014年《韩国绿色环保汽车计划》韩国2014年《氢能及燃料电池战略路线图》日本2014年“地平线2020”计划欧盟2016年“电池500”计划美国2017年《汽车产业中长期发展规划》中国2018年《韩国动力电池技术路线图》韩国2018年《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》中国2018年《电池战略行动计划》欧盟2019年《2030未来汽车产业发展战略》韩国2020年《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》中国2020年《2050碳中和绿色增长战略》日本2021年“2030二次电池产业（K-电池）发展战略”韩国2021年《国家锂电池发展蓝图2021-2030》美国2021年“欧洲电池创新”计划欧盟2022年《电池产业战略》日本2022年《电池2030+（BATTERY2030+）》欧盟资料来源：智慧芽根据公开资料整理89141877876357563498935493546324929612806成本低提高安全性延长使用寿命结构简单使用方便降低生产成本提高稳定性提高可靠性提高散热效果避免损坏4技术研发重点参考智慧芽自主研发、标注的技术功效短语。图表42002-2022年全球动力电池技术功效短语Top10（单位：件）数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：截止至2023年6月92023年度全球动力电池科创力坐标报告0.00.30.60.91.21.51.8中国日本美国德国韩国99290,74%11349,9%8541,6%5455,4%3831,3%5793,4%二.国家技术竞争格局图表5动力电池专利原始申请国分布（单位：件）中国日本美国德国韩国其他数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：截止至2023年6月图表62002-2022年五大动力电池专利原始申请国专利申请趋势（单位：万件）0100200300400500600700800日本美国德国韩国数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：1）截止至2023年6月；2）按照公开（公告）日统计（单位：件）2008-2022年专利申请量CAGR约为30%100.00.30.60.91.21.51.8中国日本美国德国韩国0100200300400500600700800日本美国德国韩国96419,71%7978,6%7669,6%5306,4%3521,3%3411,2%2737,2%7691,6%图表82002-2022年五大动力电池专利受理局专利受理趋势（单位：万件）数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：1）截止至2023年6月；2）按照公开（公告）日统计（单位：件）2008-2022年专利申请量CAGR约为30%图表7动力电池专利受理局分布（单位：件）数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：截止至2023年6月中国日本美国德国韩国其他WIPOEPO112023年度全球动力电池科创力坐标报告中国99124中国96265日本11347日本7624美国8533美国7685德国5450德国3519韩国3831韩国2704其他3231其他13419图表9五大主要国家动力电池专利的相互布局流向情况数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：截止至2023年6月目标市场国技术来源国（单位：件）12目标市场国技术来源国图表10五大主要技术来源国的动力电池专利市场流向中国NO.1NO.2NO.3NO.4美国日本韩国德国112839525671日本NO.1NO.2NO.3NO.4美国中国韩国德国1376869328243韩国NO.1NO.2NO.3NO.4美国中国德国日本564368339239美国NO.1NO.2NO.3NO.4中国日本德国韩国862500328291德国NO.1NO.2NO.3NO.4美国中国日本韩国555541162143技术来源国目标市场国（单位：件）数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：截止至2023年6月132023年度全球动力电池科创力坐标报告三.电芯技术演进趋势图表11主要电芯类型基本性能对比铅酸蓄电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池钠离子电池体积能量密度（Wh/L）50-8080-150100-300250-400~250质量能量密度（Wh/kg）30-4540-6060-8090-35070-200循环寿命（次）400-600600-1000800-1000800-10000~3000成本（元/Wh）1-1.52-33-63-5低于锂自放电率（月）0%25%-30%30-35%6-9%-环保性能污染严重污染严重环保无污染无污染数据来源：智慧芽根据公开资料整理14图表12主要电芯类型的技术发展趋势0100020003000400050006000700080009000铅酸蓄电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池钠离子电池20世纪上半叶20世纪下半叶21世纪至今数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：1）截止至2023年6月；2）按照公开（公告）日统计；3）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术15锂离子电池66662项技术铅酸蓄电池10296项技术钠离子电池2254项技术镍氢电池4327项技术镍镉电池2314项技术技术累计总量（单位：项）2023年度全球动力电池科创力坐标报告51249,84%3132,5%1925,3%1926,3%1439,3%1433,2%图表13近20年不同电芯技术总量数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术铅酸蓄电池，8267锂离子电池，6175516铅酸蓄电池，8267锂离子电池，61755镍氢电池，3675钠离子电池，1804镍镉电池，1220图表15近20年锂离子电池研发重点Top5数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术；3）技术研发重点来源于智慧芽自主研发、标注的技术功效短语56705258464340333315提高安全性成本低延长使用寿命结构简单使用方便图表14近20年锂离子电池技术来源国中国日本美国德国韩国其他数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术（单位：项）（单位：项）（单位：项）1500,88%74,4%53,3%20,1%14,1%46,3%17图表16近10年不同电芯技术发展趋势数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术铅酸蓄电池，8267锂离子电池，61755图表18近10年钠离子电池研发重点Top10数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术；3）技术研发重点来源于智慧芽自主研发、标注的技术功效短语图表17近10年钠离子电池技术来源国中国日本美国德国韩国其他数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术（单位：项）（单位：项）铅酸蓄电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池钠离子电池年年392328295286202201193192190183成本低提高循环性能提高电化学性能提高循环稳定性提高能量密度提高导电性操作方便提高倍率性能提高安全性提高容量（单位：项）2023年度全球动力电池科创力坐标报告四.电池结构演进趋势图表19国轩高科JTM技术相关专利资料来源：智慧芽研发情报库公开(公告)号：CN111653721B18图表20宁德时代麒麟电池技术相关专利公开(公告)号：CN216648494U图表21比亚迪刀片电池技术相关专利资料来源：智慧芽研发情报库公开(公告)号：CN110165116B图表22蜂巢能源短刀电池技术相关专利资料来源：智慧芽研发情报库公开(公告)号：CN213988965U资料来源：智慧芽研发情报库192023年度全球动力电池科创力坐标报告图表23特斯拉CTC技术相关专利公开(公告)号：US20210159567A1资料来源：智慧芽研发情报库图表24零跑汽车MTC技术相关专利公开(公告)号：CN113690532A资料来源：智慧芽研发情报库图表25比亚迪CTB技术相关专利资料来源：智慧芽研发情报库公开(公告)号：CN216980795U20图表26主要电池结构的技术发展趋势（不完全统计）CTMJTMCTPCTCCTBCTM的改良早期主流技术下一代主流技术当前主流技术CTC的升级~2018电池厂商最早、最普遍采用的电池结构，但随着动力电池能量密度要求的提高，正逐步被CTP、CTC等技术取代……2019宁德时代最早提出远景动力2020比亚迪刀片电池宝创新能源江淮汽车特斯拉最早提出科尼普2021国轩高科最早提出蜂巢能源短刀电池沃尔沃大众汽车LG新能源拓普集团Canoo比亚迪Rivian2022蜂巢能源大禹电池上汽集团魔方电池宁德时代麒麟电池中创新航哪吒汽车天工电池蔚来LG新能源零跑汽车MTC方案捷威动力积木电池中创新航北汽新能源上汽集团阿尔特汽车宝马汽车比亚迪最早提出2023动力新科长安汽车图表说明：除标明最早提出的企业外，其他企业的排序与时间先后无关资料来源：智慧芽根据公开资料整理动力电池创新生态篇一.全球动力电池科创领袖TOP50企业名单232023年度全球动力电池科创力坐标报告说明：按企业简称的首字母排序24说明：按企业简称的首字母排序252023年度全球动力电池科创力坐标报告说明：按企业简称的首字母排序265因为比亚迪既是整车企业又是电池企业，所以在整车企业和电池企业数量统计时分别计数，故按企业类型加总“匠心者”数量为17家。说明：按企业简称的首字母排序272023年度全球动力电池科创力坐标报告二.全球动力电池科创领袖TOP50特征分析图表27全球动力电池科创领袖TOP50区域分布及其气质特征中国20家日本17家德国4家韩国4家美国3家法国1家荷兰1家先锋派思想者匠心者实干派6121111311272116111128图表28全球动力电池科创领袖TOP50企业类型及其气质特征整车企业24家电池企业16家电工电气企业5家综合性集团公司4家汽车零部件企业1家能源企业1家图表说明：因为比亚迪既是整车企业又是电池企业，所以在整车企业和电池企业数量统计时分别计数，故按企业类型加总求和为51家先锋派思想者匠心者实干派5122155154219611292023年度全球动力电池科创力坐标报告三.全球动力电池科创领袖TOP50竞合格局图表29科创领袖合作研发技术数量合作方合作方合作数量国轩高科大众汽车2087三星SDI博世707电装丰田汽车124日产汽车雷诺105丰田汽车松下68矢崎丰田汽车42丰田汽车住友电工26日产汽车日立15铃木汽车电装12GSYUASA松下10日立本田汽车10合作研发动力电池技术大于等于10项的企业组合数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术>=1000项约占2%>=100项约占5%>=10项约占11%30图表30科创领袖技术交易数量交易动力电池技术大于等于10项的企业情况数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术转让方购买方交易数量博世三星SDI620EnvisionAESC日产汽车53大众汽车国轩高科44蜂巢能源长城汽车26松下丰田汽车19图表31科创领袖技术购买方和转让方排名数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：1）截止至2023年6月；2）技术数量按照简单同族统计，全球1组简单同族即全球1项技术购买方购买数量三星SDI620日产汽车57国轩高科44长城汽车26丰田汽车21电装7松下6梅赛德斯-奔驰5大众汽车5宝马汽车4通用汽车2特斯拉2GSYUASA1日立1福特汽车1转让方转让数量博世625EnvisionAESC54大众汽车46蜂巢能源26松下21GSYUASA6丰田汽车4梅赛德斯-奔驰3铃木汽车3本田汽车2矢崎2通用汽车2雷诺2三星SDI2福特汽车2日立1长安汽车131（单位：项）与其他科创领袖企业交易动力电池技术的科创领袖企业购买和转让数量排名2023年度全球动力电池科创力坐标报告图表32科创领袖技术引用方和被引方Top5引用方Top5引用次数LG新能源4503丰田汽车4453电装3513三星SDI3426日产汽车3261被引方Top5被引次数博世5517三星SDI4091福特汽车3390丰田汽车3149比亚迪2433数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：截止至2023年6月图表33不同气质类型的引用与被引情况数据来源：智慧芽专利数据库统计说明：截止至2023年6月引用总次数被引总次数先锋派1280317402思想者53006076匠心者41124952实干派15290917332科创领袖企业动力电池技术的引用方和被引方Top5不同科创气质类型的动力电池技术引用和被引数量四.2023年全球动力电池科创力坐标方法论图表34科创力坐标的构建流程336参考智慧芽竞争情报库竞争格局分析中根据专利申请量排序的主要玩家名单，以及2021-2022年全球动力电池装机量排行榜等外部资料。2023年度全球动力电池科创力坐标报告图表35科创能力评估模型347智慧芽专利价值评估体系采用市场法估值方法，运用机器学习手段，通过对全球1.7亿件专利数据进行深度加工和计算，采用技术价值、法律价值、市场价值、战略价值、经济价值这5大维度共计80多个指标计算得到估值数据。图表36科创能力评估模型具体指标设计352023年度全球动力电池科创力坐标报告图表37科创路径识别模型36图表38科创路径识别模型具体指标设计372023年度全球动力电池科创力坐标报告38关于智慧芽关于智慧芽创新研究中心