专利是保护还是桎梏——磷酸铁锂的前世

这个月10号,随着磷酸铁锂最后的扛旗者比亚迪宣布扩产三元锂电池产能,过去一直为新能源汽车行业内人士关注的三元锂材料和磷酸铁锂材料之争似乎终于得出了一个结论——在动力电池中三元锂材料取代磷酸铁锂材料已成为不可逆转的趋势。本期开始方旭资本将从这场争论开始,谈谈磷酸铁锂材料在锂电池行业的前世、今生与未来。


磷酸铁锂,化学式为LiFePO4,其是最常用的锂离子电池的正极材料之一,最早由美国德克萨斯大学的John Goodenough研究发现并申请专利。但是墙内开花墙外香,时至今日,我国反而成为了磷酸铁锂材料及其电池的最大制造国,而其中关键除了国人刻苦耐劳和善于学习的特性,还在于Goodenough教授对磷酸铁锂材料的基础专利上。

Goodenough教授的美国专利5910382提出申请的日期是在1997年,申请获批准的时间是1999年;通过部分连续案(Continuation in Part),在2003年又得到了美国专利6514640。德克萨斯大学曾经雄心勃勃地宣称,通过这两项专利以及后续的数10项相关专利,其对所有磷酸铁锂正极电池拥有知识产权。而后德州大学后来又将专利独家授权给了加拿大魁北克水力公司(Hydro-Quebec,H-Q),自此任何制造或在电池中使用磷酸铁锂材料的人都不得不由于专利侵权而向加拿大魁北克水力公司支付高昂的专利使用费,甚至完全抵消了磷酸铁锂材料成本低廉的优势。

对此首先提出异议的是日本电信公司(NTT),他们提出在德克萨斯大学申请专利前他们已经报道了橄榄石结构的锂离子正极材料,专利权应当属于他们。不过,两者之间的争斗最后出现了戏剧性的结局:由于日本电信公司的工程师涉嫌窃取德克萨斯大学的商业秘密,因此被迫将拥有的所有磷酸铁锂电池专利授权给后者,并支付3000万美元来达成和解。

2006年,美国百得集团(Black& Decker)推出了一款新型电动工具,这款不仅性能卓越,且推出不到两个季度即给百得公司带来2,000多万美元销售佳绩的电动产品打破了这个国际电动手工具制造业巨头创立以来的所有记录,而且据说因为这个电池的引入全球电动工具市场生态都将彻底改变。

这款产品所使用的电池材料正是电池供货商A123 Systems生产制造的磷酸铁锂。面对如此巨大的商业前景,德克萨斯大学和加拿大魁北克水力公司作为磷酸铁锂专利拥有和使用单位当然不会无动于衷。接着德州大学在德州达拉司法院向百得与此款产品的电池供货商A123 Systems提出专利诉讼,控告两公司“非法制造且销售”此款侵犯德州大学拥有专利的风云产品。


在这项专利诉讼中,牵扯到了多家有实力的公司,首先是加拿大国家公共事业魁北克水力公司,某种程度上就相当于我国的中国长江三峡集团公司;然后是从德州大学和H-Q取得独家商业授权的加拿大企业Phostech Lithium公司,Phostech也是H-Q旗下的转投资子公司,但其背后还有个大股东是全球排名第一的德国化学磷肥大厂南方化学(SUD- CHEMIE)。

后来,这场诉讼因为牵涉魁北克水电和德国南方化学公司,并且各国政府为了本国产业和技术安全考虑加以干涉,加上A123公司对其技术基础上进行了一定程度的改进,且A123公司还提出了用其他材料取代部分铁的观点,才获得麻省的美国联邦地区法院的支持。但随着德克萨斯大学将诉讼战场拉回位于德州北区的美国联邦法院“主场”,因而还是发展成旷日持久且结果扑朔迷离的跨国专利大战。


直到2011年11月1日,这场历时5年的官司才最终尘埃落定:A123与德州大学就双方专利纠纷发表声明,称双方决定就磷酸锂金属技术专利纠纷一事,签署和解书及相关专利授权协议,从而结束双方之间的诉讼。双方将根据签署的协议,由德州大学撤回诉讼并将涉案专利许可给A123。正是当时这样一个至今没有结果的专利纠纷使得很多企业忧虑不安,最终选择了相对稳妥的三元锂技术路线。直到现在,除了支付了专利使用费的企业,只有A123、Valence和台湾地区的Aleees通过材料组成改变成功了绕过了德克萨斯大学的专利。而此时他们也失去了磷酸铁锂发展最好的时光。

我国磷酸铁锂行业也曾经面临着这样一个专利问题的考验,但在行业内企业和协会的默契配合下,最终克服了难题。

2003年3月,加拿大H-Q公司等专利权利人以申请号为PCT/CA2001/001349的国际申请为基础进入中国,向中国国家知识产权局提出发明专利申请,专利名称为“控制尺寸的涂敷碳的氧化还原材料的合成方法”,并于2008年9月获得授权(公告号CN100421289C)。专利共125项权利要求,覆盖了包括磷酸铁锂等多种正极材料及其主要制造技术,是一个典型的“超级圈地型专利”。如不积极采取有效的应对措施,该磷酸铁锂专利将对我国电动汽车及相关产业的发展构成重大影响,中国电池生产企业每生产一吨磷酸铁锂就要支付数千美元的专利使用费,我国DVD行业的悲剧有可能在锂电池领域重演。

作为应对,2010年8月,在骨干企业的要求带动下,中国电池工业协会组织起一个的企业、协会、律师、专家四方合一的专业化申诉团队向国家专利复审委员会提出加方磷酸铁锂的专利无效请求,以“专利不具有新颖性”、“专利技术缺乏创造性”、“专利文件修改超范围”、“专利权利要求得不到说明书支持”等7方面理由向中国专利复审委员会提出请求裁定加拿大公司专利无效的申请。

2011年在中方诉讼后,加拿大魁北克水电公司等专利权利人在答辩期间,迫于一些无法抗辩的事实,调整了应诉策略,庭审前主动放弃了14项权利要求。

2011年5月28日,国家专利复审委员会对加拿大魁北克水电等公司的发明专利做出无效裁定,对修改后的111项权利要求宣告全部无效。专利无效的理由:一是授权文本的修改,超出了原始申请文件记载的范围,不符合我国专利法第33条的规定;二是授权文本的权利要求方案得不到说明书的支持,不符合我国专利法第26条第4款的规定。

在专利被认定无效后,加方并不甘心就此失去这颗“专利摇钱树”,他们不服中国国家专利复审委员会的无效决定,向北京市第一中级人民法院提起上诉,但仍在一个月后的一审中败诉。自此,我国的磷酸铁锂电池企业终于可以安下心来地专心生产。如果万一这一专利申诉过程中出现了什么差池,恐怕这两年国内的新能源汽车之风也就无从谈起了。

纵观磷酸铁锂的专利之争,不难发现专利的保护对于公司和行业的发展有时能够起到非常大的制约作用。在我国越来越重视知识产权的当下,企业存在的专利侵权风险也越来越大,如果尽调不够充分,一旦发生侵权诉讼,其很可能给企业经营带来极大的困难,从而大大增加投资的风险。



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原创:徐余颛,中科院凝聚态物理博士在读。