エネルギー貯蔵技術: デュアルChemistry電池の特許データ分析

特許ランドスケープ分析は、技術の将来を予測するのに役立つなど、イノベーションに関する貴重な洞察を提供します。当社は、強力なOrbit Intelligence特許検索および分析プラットフォームを使用して、特許マッピングとデータ分析研究を行っています。この最先端の知的財産 (IP) インテリジェンス ソフトウェアは、世界最大の特許および科学文献データベースへのアクセスを提供します。

さまざまな方程式と分類を適用して特許データ分析用のデータベースを構築した後、デュアルケミストリーバッテリーのイノベーションに関する研究で次の結果が得られました。

• 特許出願動向

上のグラフは、混合化学電池の特許出願傾向を優先年別に表したものです。全体として、2004 年から 2022 年にかけて特許ファミリーの数は着実に増加傾向にあり、このエネルギー貯蔵技術に対する関心と革新が 20 年近くにわたって高まっていることを示しています。特許出願は 2004 年に 22 の特許ファミリーと低いレベルから始まりましたが、その後着実に増加し、2010 年以降は顕著な加速を見せています。

特許出願のピーク年は 2022 年で、過去最高の 300 件の特許ファミリーを記録し、2023 年には 283 件の特許ファミリーが続きました。ただし、優先出願から公開までの間には標準で 18 か月の遅延があるため、2023 年と 2024 年のデータは不完全である可能性があります。つまり、追加の特許が公開されるにつれて、これらの数 (2024 年は 129 件の特許ファミリー、2023 年は 283 件の特許ファミリー) が増加する可能性があります。2011 年から 2022 年までの年平均成長率 (CAGR) は、この分野でのイノベーションが約 16% の割合で拡大していることを示しています。

特定された特許ファミリーの総数のうち、1,994 件はまだ有効 (「有効」) で、1,173 件は期限切れまたは無効 (「無効」) になっています。デュアル化学電池の特許ファミリーで無効な特許がかなり多いのは、急速に進化する分野に共通する傾向を反映しています。多くの特許、特に古い特許は、長年にわたって自然に期限切れになっていますが、企業が時代遅れまたは実現可能性の低い技術から方向転換するにつれて放棄された特許もあります。この高い期限切れ率は、この分野の成長を損なうものではありません。むしろ、イノベーションの初期段階では、一部のアプローチだけが最終的に永続的なソリューションにつながるという典型的な大規模な実験が行われていることを表しています。

同時に、2004年から2022年までの特許出願数の顕著な上昇傾向、特に近年の特許出願数の増加傾向（下記参照）は、この分野における継続的なイノベーションと取り組みの堅調なレベルを示しています。企業は新しい技術や改良された技術をますます探求しており、特にここ数年で特許活動が記録的なレベルに達しています。古い特許のかなりの数が期限切れになっていますが、出願数の全体的な増加は、この分野が依然として活気に満ち、可能性に満ちていることを示しています。

結論として、このデータはデュアルケミストリーバッテリーに関連する特許活動の大幅な増加を反映しており、近年は過去最高の出願件数を記録しています。この傾向は、電気自動車や再生可能エネルギー貯蔵ソリューションへの応用によって推進されている、高度なエネルギー貯蔵技術に対する需要の増加に対応していると考えられます。

• 譲受人別特許ファミリー

デュアルケミストリーバッテリーの特許譲渡に関するデータから、さまざまな機関や企業の間での革新と競争のダイナミックな状況が明らかになりました。特に、国家電網公司は、特許の総数が最も多く、 43 の消滅特許ファミリーと76 の存続特許ファミリーを保有しています。この有効特許の数が膨大であることから、エネルギー貯蔵技術の進歩に対する強いコミットメントがうかがえます。これは、中国のエネルギーインフラにおける同社の戦略的役割と、急速に進化するセクターにおける革新的なソリューションへの献身を反映しています。この傾向は、特に 2013 年以降、有効な出願が一貫して増加していることを示しており、同社が増大する需要に対応するためにエネルギー貯蔵技術の強化に重点を置いていることを示しています。

対照的に、華北電力大学は、 22 件の有効な特許と並んで29 件の失効特許を提示しており、永続的なイノベーションを生み出さなかったか、より最近の開発に取って代わられた可能性のある古い特許が相当数あることを示しています。同様に、テスラやGM グローバル テクノロジー オペレーションズなどの組織は、それぞれ21 件と29 件の有効な特許ファミリーを示しています。これらの企業の出願動向は、イノベーションへの一貫した取り組みを示しており、着実な特許出願は、電気自動車や再生可能エネルギー ソリューションの需要の高まりとおそらく一致しています。この積極的な特許取得は、これらの企業が新技術の開発に取り組んでいるだけでなく、急速に進化する市場環境に効果的に対応していることを示唆しています。

上位 20 社の特許出願人における無効特許と有効特許の分布は、この分野の競争性とイノベーションの固有の課題の両方を浮き彫りにしています。たとえば、浙江大学や清華大学などの機関は、多数の有効な特許ファミリー (それぞれ21と17 ) を保有していますが、無効特許の数を見ると、この分野における実験の共通傾向が明らかです。当社の特許データ分析によって特定されたこのパターンは、企業や大学が同様に複数の研究手段を追求することが多く、アイデアのほんの一部だけが商業的に実現可能なソリューションにつながる可能性があることを物語っています。

• 譲受人による提出動向

©クエステル 2024

この分野の特許出願動向は、さまざまな組織が市場のニーズや技術の変化にどのように対応しているかを反映して、明確な浮き沈みを示しています。2004年から2024年にかけて、特に2013年以降は、国家電網などの大手企業がエネルギー貯蔵技術の革新に向けた取り組みを強化したため、特許活動が顕著に増加しました。この傾向は、最新の開発に基づいて研究の焦点を調整している清華大学や浙江大学などの大学でも見られます。ただし、失効した特許の数が多いことは、多くのプロジェクトが成功した製品につながらないというイノベーションの課題を示しており、企業や機関が戦略を継続的に適応および変更する必要があることを示しています。

• 特許権者別特許ファミリー速度

「特許ファミリー速度」は、最近の出願活動（最初の出願日が過去 5 年以内であるファミリーの数を 5 で割った値）を反映しています。上のグラフで企業が右側に表示されるほど、その企業が現在その分野でより活発に活動していると考えられます。​ 「ポートフォリオ価値指数スコア」は、各ファミリーの対象範囲と技術的影響に基づいて計算された特許ポートフォリオの価値を表します。上のグラフで企業が上位に表示されるほど、そのポートフォリオの価値が高くなります。​ 各円の直径は、ファミリーの拡張の平均数によって決まります。

• テスラは、特許ファミリーの速度は比較的低いものの、ポートフォリオ価値指数スコアは高く、左上の象限で際立っています。これは、テスラがこの分野で最近出願した特許は少ないものの、ポートフォリオの価値が高く、強力な技術的影響力と市場の可能性を示していることを示しています。円のサイズが大きいことは、テスラの特許が広範囲の管轄権をカバーしていることをさらに示しており、複数の地域にわたる価値の高いイノベーションの保護に重点を置いた戦略を反映しています。
• GM グローバル テクノロジー オペレーションズは、ポートフォリオ価値指数スコアが中程度で、特許ファミリー速度がより高いため、テスラよりわずかに右に位置しています。これは、GM が最近の特許出願でテスラよりも積極的であり、デュアル ケミストリー バッテリー技術のポートフォリオを拡大または強化しようとしている可能性を示唆しています。ただし、GM の特許は、テスラの特許に比べて世界的にそれほど広範囲に及んでいないようです。中程度の価値スコアは、依然として顕著な技術的影響を示しており、GM はイノベーションに注力しているものの、管轄範囲が狭い可能性があることを示唆しています。
• 中国の国家電網は、チャートの一番右に位置しており、特許権者の中では最も高い特許ファミリー速度を示しています。この高い速度は、デュアルケミストリーバッテリーに関連する特許出願における最近の重要な活動を反映しており、同社が技術的プレゼンスの急速な拡大に注力していることを示しています。国家電網のポートフォリオ価値指数スコアは中程度ですが、チャート上の位置は、継続的な特許取得を通じてこの分野でのプレゼンスを確立し、量と最近の活動を通じて競争上の優位性を確保することを狙っている可能性のある積極的な戦略を強調しています。
• 清華大学、浙江大学、その他の大学は、両方のスケールで低い位置にあります。これは、これらの学術機関が、比較的影響力の低い特許ポートフォリオと最近の出願件数の少ない特許ポートフォリオを所有していることを示しています。グラフ上の位置は、その貢献が商業的優位性や広範な保護の達成にあまり重点を置いていない可能性があることを示しており、市場主導の特許活動ではなく研究主導の特許活動という典型的な学術的アプローチを反映しています。
  

全体的に、この図は混合化学バッテリー技術の譲受人の間で対照的な戦略を浮き彫りにしています。テスラなどの一部の企業は、最近の出願を限定し、価値が高く、十分に保護された特許ポートフォリオを維持することに重点を置いており、品質と範囲を重視しています。対照的に、中国の国家電網などの企業は最近の活動を優先しており、この技術分野での急速な進歩とより広範なカバレッジを求めています。この違いは、この分野におけるイノベーションと特許戦略へのさまざまなアプローチを強調しています。

• 発明の起源

上のグラフは、デュアルケミストリーバッテリーの発明の起源を、特許出願に基づいて地理的な地域ごとに分類して示しています。アジアは合計2,640 件の特許ファミリーでトップを占めており、圧倒的に中国の2,291 件の出願が牽引し、韓国(173)、日本(94) がそれに続きます。この強力な代表性は、アジア、特に中国がこの種のエネルギー貯蔵技術におけるイノベーションの主要な拠点であることを強調しています。

北米では、 338件の特許ファミリーが申請されており、米国が322件で圧倒的多数を占め、カナダとブラジルはそれぞれ8件の申請にとどまっています。ヨーロッパは、ドイツ（49）、欧州特許庁（25）、フランス（22）が主導する122件の申請と比較的少ない状況です。この分布から、北米とヨーロッパがこの分野で活発に活動している一方で、アジア、特に中国がデュアルケミストリーバッテリー技術の世界的な開発で主導的な役割を果たしていることが分かります。

• 市場カバレッジ

デュアルケミストリーバッテリーに関する特許出願データを見ると、国によって特許数に大きな差があることがわかります。中国は圧倒的な1,548件の特許ファミリーを有し、支配的なプレーヤーとして際立っており、デュアルケミストリーバッテリーの研究開発（R&D）への投資が活発であることを示しています。これは、中国がイノベーションをリードしているだけでなく、エネルギー貯蔵技術市場で強固な足場を築いていることを示唆しています。

中国に続いて、米国と韓国もそれぞれ 288 件と 203 件の特許ファミリーと、かなりの特許活動を示しています。これは、これらの国々が国内と世界の両方のエネルギー需要を満たすためにデュアルケミストリーバッテリー技術の進歩を積極的に追求しているという競争環境を反映しています。ドイツ (120 件) と日本 (121 件) からの特許が多数存在することは、バッテリーイノベーションの分野でこれらの国が重要であることをさらに強調しています。

対照的に、ブラジル、メキシコ、ヨーロッパ諸国などの国は、特許状況に貢献しているものの、出願件数ははるかに少ない。たとえば、ブラジルには 13 件、メキシコには 14 件の特許ファミリーがあり、ある程度の活動はあるものの、主要国ほど集中的または広範囲ではない可能性があることを示唆しています。カナダ (30)、台湾 (31)、香港 (18) などの国の比較的高い数値は、デュアルケミストリーバッテリーへの関心が高まっていることを示していますが、これらの国は依然として主要国から大きく遅れをとっています。全体として、この特許データは、いくつかの主要国で集中的なイノベーション努力が行われていることを示していますが、他の国は、急速に進歩するこの分野で追いつくために、研究開発イニシアチブを強化する必要があるかもしれません。

• テクノロジークラスター別の状況

この特許ランドスケープ マップには、デュアル ケミストリー バッテリー アプリケーションを中心とする高密度クラスターがいくつか表示されており、集中的な研究開発が行われている明確な領域が示されています。「ハイブリッド電気自動車」、「エネルギー貯蔵電源」、「スーパーキャパシタ」などのラベルが付けられた顕著なクラスターは、エネルギー性能と効率性を高めるためにデュアル ケミストリー バッテリーが積極的に追求されている主要なアプリケーション領域を反映しています。これらの領域が高密度であることは、電気自動車のバッテリー寿命の延長やグリッド エネルギー貯蔵の最適化など、同様の技術的課題や市場ニーズを満たすために複数の企業が革新を進めているため、激しい競争が繰り広げられていることを示しています。

さらに、一部のクラスターは重複または隣接性を示しており、これは技術の収束領域を示しています。たとえば、ハイブリッド電源システムと複合電源はハイブリッド車の近くに位置しているため、電力管理とエネルギー貯蔵の進歩は自動車とより広範な電力網アプリケーションの両方に役立つ可能性があります。この重複は、グリッド貯蔵の進歩をハイブリッド車システムに適用したり、その逆を行ったりするなど、企業がセクター間でイノベーションを活用するための戦略的機会を示唆しています。一方、「亜鉛イオンハイブリッドコンデンサ」や「グラフェン複合材料」などのより小さく孤立したクラスターは、新興またはニッチな領域を表しています。これらの低密度のクラスターは、特許が少なく、特に特殊なアプリケーション向けの代替化学物質や材料の開発においてイノベーションの可能性が高くなる市場の空白を示している可能性があります。

要約すると、上記のマップは、革新が活発な分野を明らかにするだけでなく、業界横断的な応用のための戦略的ゾーンや材料研究における潜在的な空白領域も強調しています。特許データ分析に対するこの多次元アプローチは、デュアルケミストリーバッテリー技術における確立された方向性と新たな方向性の両方についての洞察を提供します。