0

平成25年4月特許庁

平成24年度 特許出願技術動向調査

－リチウム二次電池－

問い合わせ先特許庁総務部企画調査課 技術動向班電話：０３－３５８１－１１０１（内線２１５５）

11

●特許文献

優先権主張年（ＰＣＴ／パリルートおよび国内優先権）2006年～2010年

●非特許文献発行年2009年～2011年

調査期間：

調査対象： ●特許文献日本特許文献を含むファミリー： 約7,500件日本特許文献を含まないファミリー： 約8,400件

●非特許文献約6,500件

使用ＤＢ： ●特許文献PatBase （RWS Group社 minesoft社）

●非特許文献JST Plus（独立行政法人 科学技術振興機構）

22

１．調査対象技術 －リチウム二次電池の技術俯瞰図－

リチウム二次電池の技術俯瞰図

応用産業

産業用（定置形等）（負荷平準・電力貯蔵・産業機器）

車載用（電気自動車・ハイブリッド車）

小型民生用（携帯電話・ノートPC）

負極の集電タブ

構造・構成要素（技術区分）

リチウム二次電池（高エネルギー密度、メモリー効果無し）

種

類

次世代リチウム二次電池

リチウム空気電池

全固体電池

その他

外装

・正極活物質・バインダ

・集電体(Al)

電解質

セパレータ・負極活物質・バインダ

・集電体(Cu)

正極 負極

エネルギー密度Up安全・長寿命

装着・モジュール単電池（汎用）

材料技術（電極活物質、電解質、セパレータ、…）

設計・製造技術（構造、接合、部材製造、組立、…）

制御技術（充放電管理、暴走防止、…）

課題

・容量、出力特性の向上・信頼性、耐久性、安全性の向上・低価格化

モジュール（高電圧、大容量）

3

２．市場動向－リチウム二次電池市場規模推移、各種シェア推移－

● 2010年度の「リチウム二次電池」の世界市場規模は、約1兆円である。2015年度には3兆円程度の市場規模と予測されている。小型民生用が1.5兆円規模、車載用が大きく伸び約1兆円と予測されている。

●日本企業は2011年に国別シェアで首位の座を韓国企業に明け渡した。

世界市場推移予測（金額ベース）

10,436 10,592 11,758 12,910 14,007 14,988

335 9971,781

4,5496,579

9,521

37105

253

600

1,550

4,326

10,80711,694

13,792

18,059

22,136

28,835

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

2010年度

（実績）

2011年度

（見込）

2012年度

（予測）

2013年度

（予測）

2014年度

（予測）

2015年度

（予測）

世界市場規模(

億円)

産業用

車載用

小型民生用

国別シェアの推移

出典：㈱矢野経済研究所資料 出典：経済産業省資料などを基にNSRI作成

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

2000年 2005年 2008年 2009年 2010年 2011年

シ

ェア

日本

韓国

中国

4

1,733 1,733 2,235 2,5833,264

4,0855,124

291 315336

363

438

478

545

397 435

547556

603

733

991

763 751

904972

1,094

1,123

1,343

3,184 3,234

4,0224,474

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年度

（実績）

2009年度

（実績）

2010年度

（実績）

2011年度

（見込）

2012年度

（予測）

2013年度

（予測）

2014年度

（予測）

世界市場規模（億円）

正極材 負極材 電解液 セパレータ

8,003

CAGR ：12.0%

CAGR ：21.4%

CAGR ：年平均成長率

２．市場動向 －主要４部素材（正極材、負極材、電解液、セパレータ）－

●主要４部素材の中でも、正極材の年平均成長率は、最も高いと予測されている。

●主要４部素材における日本のシェアは電池本体ほどではないが低下傾向にある。

主要４部素材の世界市場規模推移予測

出典：㈱矢野経済研究所資料を基にNSRI作成

1,996 1,792 2,105 2,084 2,247 2,424 2,614

445 633877

1,4301,914

2,563

369 431

633

1,253

1,701

2,309

375 377

406399

410

422

434

3,185 3,233

4,021

4,474

1,068

923

7,920

6,461

5,341

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

10,000

2008年度（実績）

2009年度（実績）

2010年度（実績）

2011年度（見込）

2012年度（推測）

2013年度（推測）

2014年度（推測）

世界

市場規

模

（億円

）

日本 中国 韓国 その他 合計

主要４部素材の国別シェア推移予測

55

３．特許出願動向 －出願件数推移と出願シェア－

●日米欧中韓への出願件数合計は22,068件である。

●出願先では日本が31.9%と最多、次いで中国が24.3%、米国が18.2%、韓国が15.0%、欧州が10.7%である。

合計の推移は増加傾向にある。

出願先国別出願件数の内訳と推移（日米欧中韓への出願）

出願人国籍別出願件数の内訳と推移（日米欧中韓への出願）

●出願人国籍別出願件数は、日本国籍が52.7%と最多で、出願先国別の31.9%よりも更に高い比率を占める。

●韓国籍が17.7%、中国籍が13.2%、欧州国籍、米国籍がそれぞれ7.6%、7.2%と低比率で、アジア勢が中心で

ある。

●出願人国籍別推移を見ると、日中韓は増加基調にあるが、米欧は横ばい傾向にある。

4,0374,256

4,542

5,000

4,233

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

2006 2007 2008 2009 2010

出願年（優先権主張年）

出願件数

日本 米国 欧州 中国 韓国 合計

優先権主張

2006～2010年

出願先国

中国籍5,360件24.3%

欧州国籍2,362件10.7%

米国籍4,009件18.2%

日本国籍7,037件31.9%

韓国籍3,300件15.0%

合計

22,068件

その他362件1.6%

韓国籍3,906件17.7% 日本国籍

11,625件52.7%

米国籍1,586件

7.2%

欧州国籍1,668件

7.6%

中国籍2,921件13.2%

合計

22,068件

4,0374,256

4,5425,000

4,233

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

2006 2007 2008 2009 2010

出願年（優先権主張年）

出願件数

日本国籍 米国籍 欧州国籍中国籍 韓国籍 その他合計

優先権主張

2006～2010年

出願人国籍

注）2009年以降はデータベースへの収録の遅れ、PCT出願の各国

移行手続きのずれ等で全データを反映していない可能性がある。６～１２頁の特許出願に関するデータについても同様である。

66

３．特許出願動向 －日米欧中韓における出願収支－

●日本は他の全ての国との間で収支が大幅にプラスである。

●対照的に中国は全ての国との間で収支が大幅にマイナスである。

●韓国は、日本以外の3国に対してプラス収支であり、中でも米国に対する出願はプラス収支幅も件数の絶対値も大きい。

日米欧中韓における出願収支（2006－2010年の出願）

その他55件0.8%

韓国籍476件6.8%

中国籍26件0.4%

欧州国籍156件2.2%

米国籍156件2.2%

日本国籍6,168件87.7%

日本への出願

7,037件

米国籍737件18.4%

中国籍92件2.3%

その他127件3.2%

欧州国籍305件7.6%

日本国籍1,933件48.2%

韓国籍815件20.3%

米国への出願

4,009件

米国籍270件11.4%

中国籍43件1.8%

欧州国籍851件36.0%

日本国籍704件29.8%

韓国籍435件18.4%

その他59件2.5%

欧州への出願

2,362件

米国籍244件4.6%

欧州国籍204件3.8%

中国籍2,724件50.8%

その他91件1.7%

日本国籍1,606件30.0%

韓国籍491件9.2%

中国への出願

5,360件

米国籍179件5.4%

欧州国籍152件4.6%

その他30件0.9%

日本国籍1,214件36.8%

中国籍36件1.1%

韓国籍1,689件51.2%

韓国への出願

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

その他30件0.9%

欧州国籍152件4.6%

米国籍179件5.4%

日本国籍1,214件36.8%

中国籍36件1.1%

韓国籍1,689件51.2%

韓国への出願

3,300件

米国籍270件11.4%

中国籍43件1.8%

欧州国籍851件36.0%

日本国籍704件29.8%

その他59件2.5%

韓国籍435件18.4%

欧州への出願

2,362件

韓国籍

491件

9.2％

77

３．特許出願動向 －出願人属性別の共同出願件数内訳－

出願人属性別共同出願件数の内訳（各国籍から日米欧中韓へ出願）

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%

個人を含む

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% 個人を含む

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%

個人を含む

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%

個人を含む

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%

個人を含む

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）

●出願件数が多い共同出願形態として企業同士（“企-企”）、企業と大学（“企-大”）、企業と研究機関（“企-研”）、企業と大学と研究機関（“企-大-研”）、大学同士（“大-大”）、研究機関同士（“研-研”）、大学と研究機関（“大-研”）、

個人を含む共同出願とに分類した。

●共同出願で多い組み合わせは、中国籍を除き企業同士である。

●中国籍は企業と大学の組み合わせが36.3%と企業同士の34.7%より多

い。

●企業と研究機関の組み合わせは欧州国籍が16.1%、韓国籍が13.4%である。

●欧州国籍は研究機関同士が19.2%、

さらに研究機関が関係する共同出願が51.1%と多いのが特徴である。

88

３．特許出願動向 －技術区分別動向調査－

●全出願件数22,068件のうち用途を明記している出願件数は11,533件である。○携帯電子機器が5,360件○電動自動車が2,743件○複数用途が3,104件○電動機器、定置形及びその他が326件

●課題では耐久性・保存性が最多で、少し離れてエネルギー密度、出入力特性、安全性がほぼ同規模である。解決手段は正極が最多で、少し離れて負極が続いており、液体電解質、外装・装着・モジュール、セパレータを大きく引き離している。

課題・解決手段別の出願件数（日米欧中韓への出願全体）

用途別出願件数（日米欧中韓への出願全体）

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%

その他

180件0.8%

記載なし

10,535件47.7%

合計

22,068件

0 

5,000 

10,000 

15,000 エネルギー密度

出入力特性

温度特性耐久性・保存性

安全性

課題N=22,068

0 

2,000 

4,000 

6,000 

8,000 

10,000 正極

負極

液体電解質

固体電解質

セパレータ

集電体

単セルの製造方法

外装・装着・モジュール

の構造

解決手段

合計

22,068件

99

３．特許出願動向 正極－技術区分別動向調査－

●正極活物質材料は、Ni系、Co系、リン酸塩（オリビン）に関する材料が他より

多く出願されている。

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

その他

酸素（空気極）

導電性高分子

硫黄（S,Li2S）

その他固溶体

カルコゲナイド

その他酸化物

ケイ酸塩

リン酸塩（オリビン）

その他のスピネル

Ｔ i酸化物

Ｍｎ系スピネル

その他の層状酸化物

Ni, Co, Mn３元系層状酸化物

Ｍｎ系層状酸化物

Ｃｏ系層状酸化物

Ｎｉ系層状酸化物

出願件数

正極活物質材料

日米欧中韓への出願

N=8,143

正極活物質材料別出願件数

日米欧中韓への出願

8,143件

10

３．特許出願動向 負極－技術区分別動向調査－

●負極活物質材料は、黒鉛質炭素、Si系の出願件数が突出し、Ti酸化物が続く。

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

その他

導電性高分子

金属リチウム(合金を含む）

その他無機系

その他酸化物

Ti酸化物

Sn系

Si系（Si主成分）

その他炭素系

炭素繊維

ナノカーボン

非晶質炭素

黒鉛質炭素

出願件数

負極活物質材料

日米欧中韓への出願

N=6,406

負極活物質材料別出願件数

日本国籍

411件

58.5%

日米欧中韓への出願

6,406件

11

３．特許出願動向 全固体リチウム二次電池－技術区分別動向調査－

●出願件数は、高分子固体電解質型が459件、 無機固体電解質型が1,100件である。出願件数の推移は、高分子固体電解質型が2006年から2007年に減少した後は横ばい傾向にある一方、無機固体電解質型は増加傾向にある。

11

電解質材料種類別出願件数の内訳と推移

0

50

100

150

200

250

300

350

2006 2007 2008 2009 2010

出願件数

出願年（優先権主張年）

高分子固体電解質 無機固体電解質

優先権主張

2006～2010年高分子固体

電解質

459件

29.4%

無機固体電

解質

1,100件

70.6%

全固体リチウム二次電池

合計1,559件

注：2009年以降はデータベース収録の遅れ、PCT出願の各国移行のずれ等で、

全データを反映していない可能性がある。

12

３．特許出願動向 空気電池－技術区分別動向調査－

●リチウム空気電池が319件（41.0%）、亜鉛空気電池が288件（37.0%）と突出している。

●一方、Al空気電池、Fe空気電池、Mg空気電池は、少数である。

空気電池の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

特定せず

107件

13.8%

その他

12件1.5%

日米欧中韓への出願

合計778件空気電池

合計７７８件

13

●調査対象とした論文発表件数は約6,500件である。58誌から論文を約5,000件、さらに電気化学会、電池討論会の約1,500件も調査した。国際比較の対象は和文誌等を除いた50誌に限定した。

●中国の論文発表件数が30％弱を占め、世界トップとなっている。日本（13.3％）は、中国、米国、欧州に次いで4位である。

論文発表件数は増加し続けている。

４．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の内訳と推移（国際比較50誌）

13

1,123

1,320

1,762

0

200

400

600

800

1,000

1,200

1,400

1,600

1,800

2,000

2009 2010 2011

発行年

発表件数

日本国籍 米国籍 欧州国籍 中国籍

韓国籍 その他 合計

研究者所属機関国籍

発行年

2009‐2011年韓国籍428件10.2%

米国籍790件18.8%

欧州国籍644件15.3%

中国籍1248件29.7%

日本国籍559件13.3%

その他536件12.7%

合計

4,205件

14

●被引用回数が多い論文数の研究者所属機関国籍別内訳は以下の通り。●今回調査と前回調査（平成２１年度実施）とは、集計方法の違いもあり単純には比較できない

が、前回調査に比べ、今回調査では、中国の論文の注目度は高くなっている。

４．研究開発動向 －所属機関別論文発表件数－

被引用回数が多い論文数の研究者所属機関国籍別内訳（左：今回調査結果、右：２１年度調査結果）

14

ｲｽﾗｴﾙ国籍0.5件0.4%

ｼﾝｶﾞﾎﾟｰﾙ国籍8.4件7.0%

中国籍38.2件31.8%

米国籍39.8件33.2%

日本国籍4.6件3.8%豪州国籍

7.8件6.5%

韓国籍8.5件7.1%

欧州国籍12.2件10.1%

被引用回数

40位/年以内

全120件

（2009‐2011）

カナダ国籍6件

13.6%

欧州国籍10件22.7%

米国籍10件22.7%

日本国籍12件27.3%

中国籍1件2.3%

その他5件

11.4%

被引用回数

150回以上

全44件（1990‐2009）

15

４．研究開発動向 正極・負極－技術区分別動向調査－

正極活物質に関する論文

15

●正極活物質は、リン酸塩（オリビン）に関する論文発表件数が多い。

●負極活物質は、Ｓｉ系、Ｓｎ系、Ｔｉ酸化物に関するものが多い。

負極活物質に関する論文

161

107

29

58

6

1

191

38

655

11

38

266

43

126

111

206

107

0 100 200 300 400 500 600 700

その他

酸素（空気極）

導電性高分子

硫黄（S,Li2S）

その他固溶体

カルコゲナイド

その他酸化物

ケイ酸塩

リン酸塩（オリビン）

その他のスピネル

Ｔi酸化物

Ｍｎ系スピネル

その他の層状酸化物

Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ３元系層状酸化物

Ｍｎ系層状酸化物

Ｃｏ系層状酸化物

Ｎｉ系層状酸化物

発表件数

117

3

160

61

258

255

288

250

58

8

65

21

190

0 50 100 150 200 250 300 350

その他

導電性高分子

金属リチウム(合金を含む）

その他無機系

その他酸化物

Ti酸化物

Sn系

Si系（Si主成分）

その他炭素系

炭素繊維

ナノカーボン

非晶質炭素

黒鉛質炭素

発表件数

16

4．研究開発動向 全固体リチウム二次電池・空気電池－技術区分別動向調査－

16

●無機固体電解質の論文発表件数は、日本が59.8％で最も多い。

研究者所属機関国籍別論文発表件数の内訳と推移（無機固体電解質 ）

研究者所属機関国籍別論文発表件数の内訳と推移（リチウム空気電池 ）●リチウム空気電池の論文発表

件数は、米国が50％強を占め、日本が23.5％で続く。

28

41

63

0

10

20

30

40

50

60

70

2009 2010 2011

発行年

発表件数

日本国籍 米国籍 欧州国籍 中国籍

韓国籍 その他 合計

研究者所属機関国籍

発行年

2009‐2011年

中国籍8件6.1%

その他3件2.3%

欧州国籍18件13.6%

米国籍19件14.4%

日本国籍79件59.8%

韓国籍5件3.8%

合計

132件

9

39

54

0

10

20

30

40

50

60

2009 2010 2011

発行年

発表件数

日本国籍 米国籍 欧州国籍 中国籍

韓国籍 その他 合計

研究者所属機関国籍

発行年

2009‐2011年

中国籍5件4.9%

欧州国籍8件7.8%

日本国籍24件23.5%

米国籍53件52.0%

その他12件11.8%

合計

102件