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市場調査レポート
商品コード
1072647

リチウムイオン電池向けシリコンアノードの特許情勢分析（2022年）

Silicon Anode for Li-ion Batteries Patent Landscape 2022
出版日: | 発行: KnowMade | ページ情報: 英文 PDF with >180 Slides, Excel File & Online Database | 納期: 即日から翌営業日

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リチウムイオン電池向けシリコンアノードの特許情勢分析（2022年）
出版日: 2022年04月30日
発行: KnowMade
ページ情報: 英文 PDF with >180 Slides, Excel File & Online Database
納期: 即日から翌営業日
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  • 概要
  • 目次
概要

当レポートではリチウムイオン電池向けシリコンアノードにフォーカスし、主要なIP動向、主な特許取得済み技術、近年の開発動向、主要IP企業・新規参入企業とその材料別によるIP戦略/強みなどを分析しています。

レポートの主な特徴

  • 180枚のスライドを含むPDF
  • Excelファイル+ オンラインデータベース 12,300件のパテントファミリー
  • 公開特許の時系列推移、特許出願国などの知財動向
  • 主な特許権利者のランキング
  • IPランドスケープにおける新規参入企業
  • サプライチェーン別の特許分類（負極材、負極、バインダー、電解質、バッテリーセルなど）
  • 主なプレイヤーのIPポジショニングと特許ポートフォリオの相対的な強さ
  • 現在の主な技術的アプローチ
  • 主なプレイヤー17社のIPプロファイル：IPダイナミクス、特許の法的ステータスと地理的範囲、IP戦略、主要な特許、最近のパテント開発など
  • レポート内で分析した全特許を収録したエクセルデータベース（特許区分、最新のオンラインデータベースへのハイパーリンクを含む）

KnowMade社のアナリストは、シリコンアノードベースのリチウムイオン電池のサプライチェーン全体（電極材料、電極、電解質、電池セル）に関連する12,300以上の特許ファミリー（発明）に分類された24,700以上の特許および特許出願を選択し、分析を行いました。また、シリコン負極の特許に関わる1,800以上の異なる特許権利者を特定しました。世界中で取得された特許のかなりの割合は、リチウムイオン電池のシリコンアノード技術がある程度成熟し、現在産業界で採用されていることを反映しています。一方では、多くの特許出願はまだ保留されており、シリコンアノード電池に関する技術的な問題を解決するための研究開発がいまだ進行中であることを意味しています。

サプライチェーンにおける主要なIPプレーヤーとIP新規参入者

当レポートでは、最も活発に特許を出願している企業の概要、当分野に新たに参入した企業を紹介しています。さらに、特許セグメンテーションでは、サプライチェーンのセグメント（負極材、電極、電池セル）ごとに特許権者のポジショニングを明らかにし、シリコン負極材（形態、組成、製造プロセス）に関する主要な特許と最近のパテント開発に焦点を当てています。中でも、新興企業や中国におけるエコシステムに注目しました。

シリコンアノードの特許は、2010年代前半までは日本企業（日立化成、昭和電工、三井物産、パナソニック/三洋、ソニー、NEC、トヨタなど）と韓国電池大手2社（LG Chem、Samsung）が独占していましたが、2015年以降中国企業によるIP活動が爆発的に増え、今日では特許の45％を占めるに至っています。

中国のIPリーダーは、ATL、Guoxuan High-Tech、CATL、Shanhan Energy、COSMX、SVOLT、New Keli Chemical、EVE Energy、Yinlong Energyです。リチウムイオン電池向けシリコンアノードの特許を持っているのは、欧州勢（Bosch/Seeo、Nexeon、CEA）とアメリカ勢（Global Graphene、General Motors、Enevate、Amprius）だけで、日本勢はまだ数社しかありません。トヨタ、ゼネラルモーターズ、日産という3大自動車メーカーがいくつかの特許を押さえています。

ここ数年、多数の新興企業を含む170社以上がこの分野に新規参入しています。QingTao Energy Development、Sila Nanotechnologies、StoreDot、Wildcat Discovery Technology、Battflex、Coreshell Technologies、3DBattery、QuantumScape、AnteoTech、Enwires、Blue Current、Graphenix Development、Cenate、SilLion（Teslaが買収）、OneD Materials、Enevate、Amprius、Nexeon、Nanospan、NanoGraf、Group14 Technologies、Qnovoなどがこれにあたります。

主なプレイヤーの特許ポートフォリオに注目

本レポートでは、17のキーIPプレーヤーと最も有望とされる新規参入企業の詳細な分析を行っています。サムスン、LG Chem/LG Energy Solution、パナソニック/三洋、村田製作所/ソニー、CATL、SVOLT、トヨタ、日立化成/昭和電工、信越化学、三菱化学、BTR New Energy Material、Shanhan Energy、Nexeon、Aprius、StoreDot、Global Graphene、Goxuan High-Techなどの各プレイヤーについて、IPポートフォリオを要約し、主要特許や最近のIP開発を分析することで、IP戦略を明らかにします。

技術動向の把握

特許は、サプライチェーンのセグメント（負極材、負極、バインダー、電解質、電池セル）に分類されます。当レポートは、シリコンアノード材料、シリコンアノード、電池セルに関するパートで構成されており、主要IPプレーヤー、IP新規参入者、主要特許、最近のIP開発に関する分析が行われています。当レポートでは、シリコンアノード材料の充放電サイクル特性と電気化学性能の向上、歩留まりの向上、材料合成のコストと環境負荷の低減のために特許で想定されている主なシリコン系材料についてKnowmadeがハイライトしています。

便利なExcel特許データベース

また、当レポートでは、本調査で分析した12,300件以上の特許ファミリー（発明）を収録したエクセルデータベースが付随しています。この便利な特許データベースは、様々な検索が可能です。エクセルデータには、特許公開番号、最新のオンラインデータベースへのハイパーリンク（原文、法的ステータスなど）、優先日、タイトル、要約、特許権利者、特許の現在の法的ステータス、セグメント（負極材、負極、バインダー、バッテリーセル、電解質、装置など）が含まれています。

目次

イントロダクション

  • コンテクスト
  • バッテリー分野での課題
  • シリコンアノードの主な長所と短所
  • シリコンアノードリチウムイオン電池の主な課題と改善に向けたソリューション
  • 調査範囲
  • レポートの主な機能
  • 特許情勢の研究背景

調査手法

  • 特許の検索、選択、分析
  • 特許分析の用語
  • 主要なプレーヤーと主要な特許

ハイライト

特許情勢の概要

  • 特許公開のタイムライン
  • 特許公開のタイムライン：主な特許出願者
  • 主なIPプレーヤーのタイムライン：タイポロジー別
  • 企業本社の変更
  • 主な特許権利者
  • 2020年以降の最も活発な特許出願者
  • 企業タイプ別の主な特許権利者
  • 主な特許権利者：特許公開の経緯
  • 主なIP新規参入者
  • 中国における主な特許権利者
  • 2020年以降、最も活発な中国における特許出願者
  • 主な中国における特許権利者：企業タイプ別
  • バッテリーメーカー
  • 材料メーカー
  • 自動車メーカー
  • 新興企業と専業メーカー
  • 特許の現在の法的ステータス
  • 特許権利者のIPリーダーシップ
  • 国別の特許公開活動
  • 有効な特許の地理的分布
  • 主な特許権利者：有効な特許の地理的範囲
  • 中国の主要事業者のIP戦略
  • サプライチェーンセグメントの定義
  • 便利なExcelデータベースにより、多様な検索が可能
  • 特許公開のタイムライン：セグメント：
  • 主な特許権利者とセグメント
  • 主なIP新規参入者とセグメント
  • 主な新興企業とセグメント
  • 主な自動車メーカーとセグメント
  • 主な中国のIPプレーヤーとセグメント
  • セグメント別の主な特許権利者
  • サプライチェーンセグメント別の注目すべきIPプレーヤー
  • 特許訴訟

シリコンアノード材料

  • 主な特許権利者
  • 2020年以降の最も活発な特許出願者
  • 主なIP新規参入者
  • 主な新興企業
  • 主な自動車メーカー
  • IPリーダーシップ
  • IPブロッキングの可能性
  • 特許ポートフォリオの強度指数
  • 主要な特許
  • 最近の開発

シリコンアノード

  • 主な特許権利者
  • 2020年以降の最も活発な特許出願者
  • 主なIP新規参入者
  • 主な新興企業
  • 主な自動車メーカー
  • IPリーダーシップ
  • IPブロッキングの可能性
  • 特許ポートフォリオの強度指数
  • 主なおよび最近の開発

バッテリーセル

  • 主な特許権利者
  • 2020年以降の最も活発な特許出願者
  • 主なIP新規参入者
  • 主な新興企業
  • 主な自動車メーカー
  • IPリーダーシップ
  • IPブロッキングの可能性
  • 特許ポートフォリオの強度指数
  • 主なおよび最近の開発

主要なIPプレーヤーのIPプロファイル

  • Samsung
  • LG Chem/Energy Solutions
  • Panasonic/Sanyo
  • Murata/Sony
  • CATL
  • SVOLT
  • Toyota
  • Hitachi Chemical/Show Denko
  • Shin Etsu
  • Mitsubishi Chemical
  • BTR
  • Shanshan
  • Nexeon
  • Amprius
  • StoreDot
  • Global Graphene
  • Guoxuan High Tech Power Energy

結論

Knowmadeについて

目次
Product Code: KM22002

How have industry leaders and start-ups positioned their pawns to address the glorious potential of silicon anode-based Li-ion batteries?

Report's Key Features:

  • PDF with > 180 slides
  • Excel file + Online database > 12,300 patent families
  • IP trends, including time evolution of published patents and countries of patent filings.
  • Ranking of main patent assignees.
  • Newcomers in the IP landscape.
  • Patent categorization by supply chain segments (anode materials, anode, binder, electrolyte, battery cell, etc.).
  • IP position of key players, and relative strength of their patent portfolios.
  • Current main technological approaches.
  • IP profiles of 17 key players, including IP dynamics, legal status and geographical coverage of patents, IP strategies, key patents and recent IP developments.
  • Excel database with all patents analyzed in the report, including patent segmentation and hyperlinks to an updated online database.

Knowmade's analysts have selected and analyzed more than 24,700 patents and patent applications grouped in more than 12,300 patent families (inventions) related to the whole supply chain of silicon anode-based Li-ion batteries (electrode materials, electrodes, electrolytes, battery cells). We have identified more than 1,800 different patent assignees involved in the Silicon anode patent landscape. The significant proportion of patents granted worldwide reflects a certain maturity of silicon anode technology for Li-ion batteries which is now being adopted by the industry. Nevertheless, numerous patent applications are still pending, meaning that R&D developments are still ongoing to solve technical issues related to silicon anode batteries

Leading IP players and IP newcomers across the supply chain

The report provides a clear overview of the most active patent applicants as well as a presentation of newcomers to the patent landscape. Furthermore, patent segmentation reveals the IP position of patent assignees by supply chain segments (anode material, electrode, battery cell) and highlights their key patent and recent IP developments for silicon anode materials (morphologies, compositions, manufacturing processes). Special attention has been paid to start-ups and Chinese ecosystem.

The silicon anode patent landscape was dominated by Japanese entities (Hitachi Chemical, Showa Denko, Mitsui, Panasonic/Sanyo, Sony, NEC, Toyota, etc.) and the two major South Korean battery companies (LG Chem, Samsung) until the early 2010s, but the IP activity from Chinese entities has exploded since 2015, representing today 45% of the patents.

The Chinese IP leaders are ATL, Guoxuan High-Tech, CATL, Shanshan Energy, COSMX, SVOLT, New Keli Chemical, EVE Energy and Yinlong Energy. Only a few Europeans (Bosch/Seeo, Nexeon and CEA) and Americans (Global Graphene, General Motors, Enevate and Amprius) have patents on silicon anodes for Li-ion batteries. The three main car manufacturers Toyota, General Motors and Nissan are present in the IP landscape.

We have identified more than 170 IP newcomers entering the patent landscape the last few years, including numerous start-ups: QingTao Energy Development, Sila Nanotechnologies, StoreDot, Wildcat Discovery Technology, Battflex, Coreshell Technologies, 3DBattery, QuantumScape, AnteoTech, Enwires, Blue Current, Graphenix Development, Cenate, SilLion (acquired by Tesla), OneD Materials, Enevate, Amprius, Nexeon, Nanospan, NanoGraf, Group14 Technologies, Qnovo, etc.

Focus on key players' patent portfolios

The report provides a detailed analysis of 17 key IP players and most promising IP newcomers: Samsung, LG Chem/LG Energy Solution, Panasonic/Sanyo, Murata/Sony, CATL, SVOLT, Toyota, Hitachi Chemical/Showa Denko, Shin-Etsu Chemical, Mitsubishi Chemical, BTR New Energy Material, Shanshan Energy, Nexeon, Amprius, StoreDot, Global Graphene, Guoxuan High-Tech. For each player, we summarize their IP portfolio, unveil their IP strategies by analyzing their key patents and recent IP developments.

Understand the technological trends

The patents have been categorized by supply chain segment (anode material, anode, binder, electrolyte, battery cell. The report comprises specific parts dedicated to silicon anode materials, silicon anode and battery cell, in which the key IP players, IP newcomers, key patents and recent IP development related to are analyzed. In this report, Knowmade highlights the main silicon-based materials which are envisioned in patents to improve the cyclability and electrochemical performances of silicon anode materials, increase the yields and reduce the cost and environment impact of the material synthesis.

Useful Excel patent database

The report also includes an Excel database with the 12,300+ patent families (inventions) analyzed in this study. This useful patent database allows for multi-criteria searches and includes patent publication numbers, hyperlinks to an updated online database (original documents, legal status, etc.), priority dates, title, abstract, patent assignees, patent's current legal status, and segments (anode material, anode, binder, battery cell, electrolyte, equipment, etc.).

Companies mentioned in the report (Non-exhaustive)

A123 Systems (Wanxiang group), Amprius, ATL (Amperex Technology), BAK Battery, BASF, Bosch/SEEO, BTR New Energy Material, BYD, Canrd New Energy Technology, CATL (Contemporary Amperex Technology Ltd), Chery Automobile, COSMX, Enevate, EVE Energy, Fujifilm, Furukawa, General Motors, Global Graphene, GS Yuasa, Guoxuan High Tech Power Energy, Hitachi , Hitachi Chemical / Showa Denko, Hitachi Maxell, Huawei, Hyundai/Kia, JSR, LG Chem/LG Energy Solution, MGL New Materials, Mitsubishi Chemicals, Mitsui Chemicals, Mitsui Mining & Smelting, MU Ionic Solutions, Murata Manufacturing/Sony, NEC, New Keli Chemical, Nexeon, Nissan, Panasonic/Sanyo, Samsung, Sekisui Chemical, Shanshan Energy technology, Shin Etsu Chemical, SK Innovation, Soundgroup, Sumitomo Electric Industries, Sunwoda, SVOLT (Fengchao Energy Technology), TDK, Tinci Materials Technology, Toshiba, Toyota, Ube Industries, Umicore, Wacker Chemie, Yinlong Energy, Zeon, etc.

TABLE OF CONTENTS

INTRODUCTION

  • Context
  • Challenges in battery field
  • Main advantages and drawbacks of silicon anode
  • Main challenges and improvement solutions for Silicon anode lithium-ion battery
  • Scope of the report
  • Key features of the report
  • Why study the patent landscape

METHODOLOGY

  • Patent search, selection and analysis
  • Terminology for patent analysis
  • Key players & Key patents

HIGHLIGHTS

PATENT LANDSCAPE OVERVIEW

  • Timeline of patent publications
  • Time evolution of patent publications - Main patent applicants
  • Timeline of Main IP players by typology
  • Time evolution of company headquarters
  • Main patent assignees
  • Most active patent applicants since 2020
  • Main patent assignees by company type
  • Main patent assignees: time evolution of patent publications
  • Main IP newcomers
  • Main Chinese patent assignees
  • Most active Chinese patent applicants since 2020
  • Main Chinese patent assignees by company type
  • Battery Manufacturers
  • Material Manufacturers
  • Car Manufacturer
  • Start-ups and Pure players
  • Current legal status of patents
  • IP leadership of patent assignees
  • Patenting activity by publication country
  • Geographical distribution of alive patents
  • Main patent assignees: geographical coverage of alive patents
  • IP Strategy of the main Chinese entities
  • Definition of supply chain segments
  • Useful Excel database allows multi-criteria searches
  • Time evolution of patent publications by segment
  • Main patent assignees versus Segments
  • Main IP newcomers versus Segments
  • Main start-ups versus segments
  • Main car-makers versus segments
  • Main Chinese IP players versus segments
  • Main patent assignees by segment
  • Noteworthy IP players by supply chain segment
  • Patent Litigations

FOCUS ON SILICON ANODE MATERIAL

  • Main patent assignees
  • Most active patent applicants since 2020
  • Main IP newcomers
  • Main start-ups
  • Main car-makers
  • IP Leadership
  • IP blocking potential
  • Strength index of patent portfolios
  • Key patents
  • Main and recent developments

FOCUS ON SILICON ANODE

  • Main patent assignees
  • Most active patent applicants since 2020
  • Main IP newcomers
  • Main start-ups
  • Main car-makers
  • IP Leadership
  • IP blocking potential
  • Strength index of patent portfolios
  • Main and recent developments

FOCUS ON BATTERY CELLS

  • Main patent assignees
  • Most active patent applicants since 2020
  • Main IP newcomers
  • Main start-ups
  • Main car-makers
  • IP Leadership
  • IP blocking potential
  • Strength index of patent portfolios
  • Main and recent developments

IP PROFILES OF KEY IP PLAYERS

  • Samsung, LG Chem/Energy Solutions, Panasonic/Sanyo, Murata/Sony, CATL, SVOLT, Toyota, Hitachi Chemical/Show Denko, Shin Etsu, Mitsubishi Chemical, BTR, Shanshan, Nexeon, Amprius, StoreDot, Global Graphene, Guoxuan High Tech Power Energy

CONCLUSION

KNOWMADE PRESENTATION