0 引言
随着全球能源转型进程的加速，锂离子电池作为新能源汽车、储能系统等战略性新兴产业的核心载体，其技术革新已成为推动绿色低碳发展的关键驱动力
[1-3]。电解液作为锂离子电池的“血液”，承担锂离子在正负极间传导的核心功能，其组成与性能直接决定电池的能量密度、循环寿命、高电压稳定性及安全性
[4-8]。行业数据显示，2025年，全球电解液出货量达166.2万t，同比增长26.7%；中国出货152.7万t，同比增长34.2%，占全球总量90%以上，产业集中度持续提升。
近年来，锂离子电池电解液领域的研究热点持续演进。早期研究主要聚焦于传统锂盐六氟磷酸锂（LiPF
6）的纯化与碳酸酯类溶剂的优化
[9-11]；随着电池能量密度要求的提升，高电压电解液、硅基负极匹配电解液等成为研究前沿
[12-15]；面向下一代电池技术，固态电解质、功能添加剂等方向正吸引越来越多研究者的关注
[16-20]。这一演进历程不仅反映了电解质材料体系的技术迭代轨迹，也推动了锂离子电池电解液领域专利布局的持续扩张。
与此同时，在全球竞争加剧的背景下，知识产权布局已成为企业构筑核心竞争力的战略重点。头部企业持续强化专利壁垒，新兴主体则依托差异化技术路线参与竞争，推动电解液领域专利布局进入高度活跃阶段。
在此背景下，本文以专利数据为主要分析依据，选取国内外代表性企业作为研究对象，系统解析其技术路径差异，深入探讨中国锂离子电池电解液行业面临的关键问题与发展路径，以期为我国相关领域的技术创新与战略布局提供决策参考。
1 讨论和分析
1.1 数据来源
本文基于Himmpat专利数据库，数据采集截至2026年2月15日，专利公开日期限定为2025年12月31日前。采用系统化检索策略，具体流程如下。
1）关键词确定：首先，通过梳理相关学术文献和技术白皮书，提取基础技术术语（如锂离子电池、lithium+ batter+、电解液、电解质、electrolyte）；其次，结合对主要专利权人（如LG、丰田、宁德时代、宁德新能源等）的初步调研，补充产业界常用表述（如锂电、锂离子二次电池），最终构建包含同义词、近义词及缩写形式的初始关键词库。
2）分类号确定：基于初始关键词进行试探性检索，借助Himmpat系统与人工判读，统计并识别出现频率最高的核心IPC和CPC分类号（如H01M10/052+、H01M10/056+）。进一步追溯其上下位分类，确保覆盖完整技术分支。
3）检索式构建与验证：检索式采用核心IPC和CPC分类号与关键词组合的方式进行构建。
4）数据清洗：在检索完成后，通过Himmpat系统结合人工筛选，合并同族专利，并依据标题与摘要进行人工去噪，最终获得全球专利申请106500项、中国专利申请62110项，作为本研究的分析样本。
1.2 锂离子电池电解液专利分析
1.2.1 全球和中国专利申请量年度趋势
从锂离子电池电解液相关专利数量年度分布（
图1）可知，我国锂离子电池电解液技术发展历程大致可分为3个阶段。1）2002年以前为技术萌芽期，年度专利申请数量始终低于百项，产业发展缓慢，国内电池企业的电解液需求完全依赖进口。2001年我国加入世界贸易组织（WTO）后，全球制造业转移为电解液产业的技术引进和产能建设创造了初步条件。2）2003—2014年进入技术启动期，专利申请量呈现稳步增长态势。此阶段的发展受到双重驱动：一方面，国内电解液企业逐步突破基础工艺技术，实现本土化生产；另一方面，自2009年起实施的新能源汽车产业政策，有效拉动了动力电池市场需求。国产电解液凭借持续改进的产品性能和成本优势，逐步实现对进口产品的替代。3）2015年至今为高速发展期，专利申请量呈现指数增长特征。这一方面得益于全球能源转型共识下储能市场的快速扩张，另一方面则源于我国动力电池产业链的规模化优势。在此期间，国内电解液企业不仅在产能建设上取得突破，更在新型锂盐、功能添加剂等核心技术领域实现创新，国际化布局成效显著
[21-22]。从中国技术生命周期曲线（
图2）来看，我国锂离子电池电解液技术正处于成长期向成熟期过渡的关键阶段。申请人数量与专利申请量的同步快速增长，反映出该领域技术创新活跃度高，市场竞争格局尚未完全固化，未来仍具较大发展空间。需要说明的是，
图1中2024—2025年数据出现的短期波动，主要源于专利申请公开的滞后特性，预计待数据完整后将延续增长趋势。总体而言，我国锂离子电池电解液产业已实现从技术引进到自主创新的跨越，在全球产业链中扮演着日益重要的角色。
1.2.2 专利技术流向与来源地分析
对五局流向进行分析，可以看出，中国是美国（1785项）、日本（6989项）、韩国（2771项）、欧洲（1073项）的海外布局重点，中国的锂离子电池电解液市场已经吸引大量专利来华布局。从走向来看，虽然从整体申请量上来说，中国的申请数量最多，但是国内创新主体在国际上的申请数量还是偏少，需要更多地“走出去”。
自2020年中国明确提出“双碳”目标以来，以新能源汽车替代传统燃油车已成为推动碳减排的重要路径之一。在国家政策扶持与财政补贴的积极引导下，汽车产业加速向电动化转型，搭载锂离子电池的电动汽车实现迅猛发展，进而带动锂离子电池电解液市场需求显著提升
[23-24]。对中国专利来源地域分析可知，中国申请人在华专利申请量已达到48480项，占总申请量的79.25%，反映出中国锂离子电池电解液行业正处于高速增长阶段。日本申请人在华布局最为积极，其申请量（6989项）占国外申请人总量的半数以上，占比达到11.43%，成为在华专利布局最主要的境外来源国。韩国申请人次之（2771项，4.53%），而美国（1785项，2.92%）、欧洲（1073项，1.75%）及其他国家和地区（73项，0.12%）的专利申请占比相对较小。可见，中国锂离子电池电解液市场的发展潜力已获得国内外企业的广泛认可，各方主体正积极通过专利布局抢占技术与市场先机。
1.2.3 全球和中国专利申请量前10位申请人
从中国专利申请量前10位申请人（
表1）来看，创新主体以新能源企业为主，高校及科研院所的参与程度相对有限。在排名前10的申请人中，除本土企业外，亦包括LG、三星、丰田等全球领先企业，表明中国电解液市场的迅速壮大及相关产业政策的引导作用，已吸引国际龙头企业积极进入，并系统开展专利布局。作为国内第一梯队的代表企业，宁德时代、宁德新能源不仅在市场份额上占据领先地位，也受益于下游需求的强劲拉动，持续扩大产能并完善产业链配套。此外，这些企业在深耕电解液技术的同时，还在电极材料、隔膜等关键环节构建了系统化的专利组合，展现出全面的技术覆盖与战略协同能力
[25-27]。
从全球专利申请量前10位申请人（
表1）来看，中国申请人占4席，分别是宁德时代，宁德新能源、冠宇和国轩高科。可见尽管中国企业在电解液领域的研发起步相对较晚，但在全球锂电行业高速发展的背景下，已有多家中国企业积极布局该领域，不断强化自主创新能力，完善专利体系。
根据国内前10位申请人近5年（2021—2025年）在锂离子电池电解液领域专利申请活跃度（
图3）来看，中国锂离子电池电解液企业虽然总体申请量不高，但是活跃度均较高。宁德时代申请量居首，活跃度亦达70.3%，创新投入持续强劲；珠海冠宇以64.4%活跃度位列第2，其深耕消费锂电领域多年，市场份额稳步提升。蜂巢能源与亿纬锂能2位虽活跃度居前但申请量偏低，正处于技术追赶阶段；宁德新能源与国轩高科则在维持较高申请量的同时活跃度位居前列，这2位申请人近年来不断通过校企合作持续增强创新能力。总体而言，中国企业正通过积极专利布局构筑竞争优势。相比之下，LG、丰田及三星近5年活跃度虽未进入前3，但专利申请量仍处高位，全球布局特征显著。
1.2.4 国内各省（自治区、直辖市）专利申请情况
对中国专利申请前10省（自治区、直辖市）专利申请进行排名，可以看出，广东省在申请数量上居于全国首位，总计达11889项，占全国总申请量的24.6%。这一领先地位与广东省集聚了冠宇、比亚迪、亿纬锂能及邦普循环等多家国内专利申请量排名前列的企业密切相关，反映出该地区在锂电产业链中的优势布局与创新活力。随着新能源汽车产业的快速发展，锂离子电池行业迎来重大发展机遇。江苏省凭借前瞻性产业布局，以常州、南京为核心推动锂电池产业实现高质量增长，专利申请量达到6471项，占比13.4%，位列全国第2。福建省在宁德新能源与宁德时代2大龙头企业的带动下，专利申请量稳步增长，达3819项，占比7.9%，排名第3。浙江省近年来积极引入多家锂电企业，加速构建区域锂电产业生态，专利申请量为3718项，占比7.7%。其他专利申请量较高的地区包括北京（2706项，5.6%）、安徽（2537项，5.3%）、上海（137项，4.4%）、湖北（2054项，4.3%）、湖南（1999项，4.1%）和山东（1631项，3.4%），共同构成了我国锂离子电池电解液技术创新的区域体系。
1.2.5 申请主体类型情况
对中国专利申请的申请人类型分布分析可知，企业是锂离子电池电解液领域最主要的专利申请主体，其申请量（48273项）占总申请量的79%。这一格局反映了企业在产业化应用与技术开发中的主导地位。与此同时，随着近年来产学研合作的不断深化以及知识产权保护意识的持续增强，以高校和科研院所为主体的申请人在推进技术创新的同时，亦逐步完善知识产权的归属管理与处置机制。高等院校与科研机构通过积极申请专利，明确相关成果的法律权属，有效防范潜在的知识产权风险。目前，高校和科研机构共同贡献了总申请量中18%的专利申请（11191项），显示出其在基础研究与前沿探索方面的重要作用。尽管高校及科研院所的专利申请总量占比有限，但其凭借深厚的科研积累与持续创新能力，已成为产业界竞相合作的关键力量。此外，还存在少量个人申请，其申请量（1274项）占总申请量的2%。
1.2.6 重点申请人关键技术对比分析
基于前述分析可知，从中国专利申请量排名来看，中国的宁德时代、宁德新能源和韩国LG的相关专利申请量居前列，前10申请人中还包括日本企业丰田。这4家企业分别代表了国内外电解液技术创新的重要力量，其专利布局体现了不同的技术路径与发展策略。本文依据法律状态、权利要求的项数、专利评分、被引频次、同族数量、高价值专利和维持年限等指标（专利质量评价指标数据由himmpat系统数据库统计得出），筛选出这4家企业的重点专利（
表2）。
1）技术战略维度对比。
由对比分析结果可以看出，国内2家代表企业的技术战略体现出明显的“应用驱动创新”的特点。宁德时代聚焦于动力电池场景下的高温高压性能，其专利多采用复合添加剂协同优化的策略（如CN105449274B、CN105098236B），旨在解决电动汽车电池在快充、高功率输出等工况下的稳定性问题。宁德新能源的专利布局则集中在高温环境下电池性能衰减的解决方案，其通过精细调控电解液组分（CN103618107B）、构建复合添加剂体系（CN103022556B）、优化浸润性（CN105355975B），系统提升了电池在极端工况下的表现。这与其消费电子电池的市场定位高度契合。
而国外龙头企业的技术战略呈现明显分化。LG采取的是“系统布局、全产业链覆盖”的战略，其专利从基础材料到功能添加剂，再到SEI膜构建、高温循环优化等应用技术，形成了完整的保护网（如KR101605935B1、KR101033697B1）。这种布局模式与其化工材料集团的背景密切相关，旨在通过基础材料创新构筑长期竞争优势。与之不同的是，丰田作为整车企业，其技术战略更聚焦于“精准攻关、安全与耐久平衡”。其专利多围绕电池在实际应用中的问题展开，如高温存储容量衰减（CN102484289B）、水分残留与HF生成（KR101387861B1）、过充安全（JP6005363B2）。这反映出整车厂更关注电池的系统级性能和可靠性，而非单一材料创新。
2）专利布局维度对比。
从同族分布和数量来看，国外企业的全球化布局特征明显。LG的专利同时布局中国、韩国、欧洲、日本、美国等主要市场，同族数量最高达9项；丰田则在中国、日本、美国、韩国均有布局，同族数量达3~5项。相比之下，国内企业的专利高度集中于中国本土，同族数量少，海外布局明显不足。这一方面反映了国内市场足够大，另一方面也暴露出中国企业全球化专利保护意识的滞后，为未来产品出海埋下知识产权风险。
从技术覆盖面来看，LG的专利覆盖从材料合成到电池应用的完整链条，体现出技术源头控制的战略意图。而国内企业的专利更多集中在电解液配方、添加剂组合、性能优化等应用端，在新型锂盐、功能溶剂等基础材料领域的原创性专利较少。这种“应用强、基础弱”的结构性特征，构成了中国电解液行业的潜在风险。
3）对比发现。
综合上述对比，可归纳出国内外企业在电解液技术路径上的核心差异：①在技术战略层面，国外企业注重基础材料创新与全产业链布局，国内企业聚焦应用场景驱动的配方优化；②在专利布局层面，国外企业全球化布局特征显著，国内企业高度集中于本土。这些差异为识别中国行业问题、制定发展策略提供了依据。
2 结论与建议
本研究基于全球和中国专利数据，从技术生命周期、区域分布、创新主体及重点申请人关键技术等多维度，系统剖析了锂离子电池电解液领域的技术发展态势与竞争格局，主要结论如下。
1）全球竞争呈“三足鼎立”之势，中国规模领先但质效不足。
全球电解液专利活动高度活跃，已形成以中国、日本和韩国为主导的竞争格局。其中，韩国与日本企业凭借其在新型锂盐、功能添加剂等基础材料领域的长期积累，掌握了大量高价值核心专利，在全球创新链中居于领先地位。尽管中国在专利申请总量上已占据优势，但技术布局多集中于电解液配方改良等应用层面，海外布局比例、专利被引频次等指标与日韩存在差距，原始创新能力与关键材料体系构建亟待加强。
2）中国已构建完整产业链，但创新体系存在结构性失衡。
从产业链看，我国已形成以广东、江苏、浙江为核心的电解液产业集群，具备从基础原料到电池制造的完整链条，但高端溶剂、新型锂盐等仍依赖进口。从创新链看，企业是绝对创新主体（专利申请占比79%），但高校院所贡献有限（18%），产学研协同不足；专利布局高度集中于本土，海外布局比例远低于LG、丰田等国际巨头，存在“专利逆差”。
3）基于专利分析的发展建议。
①研发重心向基础材料延伸。 国内企业专利集中于添加剂组合与配方优化，新型锂盐、功能溶剂等基础材料专利薄弱。建议企业在巩固应用优势的同时，逐步向锂盐分子设计、溶剂合成等上游环节渗透，形成需求牵引供给的技术升级路径。
②专利布局从本土防御转向全球进攻。 重点申请人中，仅宁德新能源有2项海外同族，而LG（最高9项）、丰田（3~5项）布局优势明显。建议龙头企业围绕欧美、东南亚等目标市场提前部署PCT申请，构建以基础专利为支点、外围专利为屏障的专利组合，优先在固态电解质、新型添加剂等前沿领域构建国际专利组合。
③产学研合作从松散协同走向深度耦合。高校在电解液领域专利申请占比达18%，企业申请占比78%，表明高校创新成果尚未形成有效的协同转化路径。建议构建以企业技术需求为导向的攻关模式，由企业提出技术目标，高校开展材料合成与机理研究，成果经企业中试平台验证后形成专利，打通基础研究到产业应用的转化通道。
④区域创新从单点突破转向集群联动。广东、江苏、福建各具特色但协同不足。建议整合粤港澳大湾区的市场牵引力、长三角的产业链配套力及福建的技术溢出效应，构建贯通基础研究至产业转化的区域创新共同体，形成梯次分布、错位发展的产业格局。
PDF
(2234KB)
