引言：相变材料（Phase change materials，PCM）是一类在特定的温度区间，材料发生固液、气液相变而吸收或释放热量，从而维持温度恒定的材料。可以根据不同应场景选择不同相变温度的相变材料，相变材料具有很高的相变潜热，且可循环使用，在电池热管理领域有较为广泛的应用[1]-[2]，本文研究了相变材料在电池热管理技术中的专利布局情况。
1. 研究方法
本文选择HimmPat全球专利数据库作为检索基础，检索截止时间为2022年5月31日，数据分析截止时间为2021年12月31日（由于专利公开的滞后性，2021年的数据可能不全，仅作参考）。采用IPC分类号+关键词的检索策略，分类号：h01m10/60，h01m10/61，h01m10/613 ，h01m10/615，h01m10/617；关键词：相变，phase change；检索结果去除噪音、合并同族后得到1979项专利，以此作为分析基础。
2. PCM在电池热管理技术中的专利概况
2.1 全球专利申请趋势
参见图1-2，早在1980年就出现了PCM用于电池热管理的专利申请，1980-2008年间，申请量很少，每年只有1-2件，相关技术处于萌芽阶段；2009-2015年间，申请量有一定提升，呈缓慢增长趋势，相关技术处于探索发展阶段；2015年之后，申请量激增，相关技术处于高速发展阶段。参见图2，相关专利在中国最早于2005年才出现，起步较晚，但是后期发展迅速。
2.2 全球主要申请人和专利权人
参见图3-4，PCM用于电池热管理的全球主要专利申请人和专利权人都集中在中国，前10名申请人和专利权人中国分别占据8名和9名。不过中国授权专利中，发明专利占比较低，中国矿业大学为75%、比亚迪股份有限公司为60%、广东工业大学为37.5%、华南理工大学为15.7%、佛山科学技术学院仅为7%，苏州安靠电源有限公司和深圳市沃特玛电池有限公司没有授权的发明专利；而国外株式会社LG化学授权专利中发明专利占比高达93.7%。
3. PCM在电池热管理领域的专利技术路线
2008年之前，US4329407A将相变材料用于碱金属-硫电化学蓄电池的绝缘腔中以防止其热量损失；JPS58166679A主要利用相变材料调节电池充放电过程中的温度变化；JPH058869U主要通过相变材料在相变过程中产生的热量加热电池电解液。1996年，JPH09219213将相变材料首次用于电动汽车锂离子电池。2005年，CN2927335Y在电池壳体内设置相变材料；CN100466369C将相变材料石蜡制成胶囊形式，用于锂离子电池中。2007年开始，相变材料逐渐用于动力锂离子电池组中，例如EP2002496B1、CN201243049Y、JP201019233A、CN201450063U、CN101546843A、CN101609901A、CN201450065U；之后，随着新能源汽车的迅速发展，相变材料在动力电池组中的应用明显增加。
4. 结语
本文分析了相变技术在电池热管理领域的专利布局情况，结果表明：相关技术早在1980年就有专利申请，但是直到2008年，专利申请量都很少，2008年之后相关专利的申请量开始逐渐增多，2015年开始出现高速增长，这与电动汽车的迅速发展有关。该领域的专利申请、主要申请人、主要专利权人均集中在中国，说明相关技术在中国发展比较成熟；但是中国的授权专利中发明专利占比较低，专利权的稳定性有一定风险。相关技术早期主要用于单个电池的温度控制，2007年开始相变材料逐渐用于动力锂离子电池组中，并随着新能源汽车的发展得到了广泛应用。
参考文献
[1] 陈 颖，姜庆辉，辛集武，等．相变储能材料及其应用研究进展[J]．材料工程，2019，47(7)：1-10。
[2] 金 露，谢鹏，赵彦琦，等．基于相变材料的电动汽车电池热管理研究进展[J]．材料导报，2021，35(21)：21113-21126.
