磷酸鐵鋰電池正極材料大廠以專利授權完成商品化最後一哩路!

 

日前電動車大廠—特斯拉宣布未來全球標準車款將改用磷酸鐵鋰電池作為動力來源,這項在市場上即將受到重大關注的「磷酸鐵鋰電池正極材料」係由諾貝爾化學獎得主美國德州大學奧斯汀分校古迪納夫(John B. Goodenough)教授所發表,後續授權產業界完成商品化最後一哩路!

綜觀全球磷酸鐵鋰電池正極材料供應商相當有限,除中國大陸地區廠商外,僅有日本的住友大阪水泥,以及我國位在桃園龜山工業區中的磷酸鐵鋰電池正極材料大廠。磷酸鐵鋰電池在發展過程中,經歷了國際性的專利大戰,後續商品化之路坎坷,許多早期投入的廠商紛紛退出市場;而本次專利商品化成功案例訪談的公司,為促成磷酸離鐵電池相關技術的商品化,除不斷創新研發外,更在多年前促成擁有磷酸鐵鋰基礎技術之歐美機構設立專利授權公司—LiFePO4+C Licensing AG(以下簡稱AG公司),將相關基礎技術與專利進行全球授權,使公司在市場上可以獲得客戶之信賴,加速布局電動車與儲能設備市場,成為全球磷酸系電池正極材料供應商之領先大廠。

案例公司是我國唯一通過日、韓、歐、美、中汽車供應鏈Tier 1認證的鋰電池正極材料供應商,也是通過日本前三大儲能電池公司供應商認證的唯一台廠,在爭取客戶支持、實踐商品化的過程中,他們致力於自主技術之全球專利布局、取得基礎技術之全球專利授權、投保專利保險等智慧財產營運策略運用,以強化客戶對案例公司技術與產品之信心,開創永續經營的根基。

從普及性材料切入電池材料市場,透過第三方驗證證明技術區隔性

電池產業是一門技術工藝,其中電池材料是影響電池性能的關鍵。我們在報章媒體上,不時耳聞電池爆炸事件,小至手機、大至電動車,電池的安全性成為重要議題。目前市場上鋰電池堪稱是主流的電池種類,從3C產品、電動車等都普遍運用鋰電池作為電源,不過鋰電池依據「正極材料」的不同,在電池容量、穩定度、價格上也會有所差異,常見的有鋰鈷電池、鋰錳電池、鋰鎳電池、磷酸鐵鋰電池等。

案例公司創業之初進行選材時,為了響應環保以及降低電池生產所耗用地球資源的程度,選擇容易取得的「磷酸鐵鋰」作為原材料,發展可以重複充放電使用的二次電池。在眾多二次電池中,「電池使用壽命」、「價格」是影響客戶選擇的關鍵因素,以電動車為例,它的核心技術在於電池模組,電池成本的掌控是各大廠最關注的項目。此外,如果電池經常發生問題,車廠便須時時召回車輛檢修,維修成本將不斷高漲;若發生電池爆炸意外,更是對品牌形象造成不可彌補的傷害。案例公司發展的磷酸鐵鋰電池,原料成本較鈷、鎳等低,且在地球上蘊藏量豐富、取得容易,同時此等材料也具備使用壽命長的特性,可以滿足市場上對於二次電池之使用要求。

案例公司以磷酸鐵鋰為材料,透過橄欖石結構進行正極材料之發展,並發展雙層碳包覆之技術,藉由兩種不同型態的碳結合,增加碳在磷酸鋰金屬材料上的附著力,提高材料的整體結構強度,減少充放電行為對結構伸縮之影響,同時也可降低電解液中產生酸性物質時造成結構損壞,進而達到延長正極材料壽命之目的。

案例公司早期在發展關鍵技術與專利商品化的過程中,由於基礎鋰電池技術主要掌握在Goodenough教授任教的德州大學手上,因此客戶對於案例公司之技術原創性抱著存疑態度,為了證明技術的差異性與獨特性,案例公司委託國家同步輻射研究中心針對公司研發生產之電池材料進行結構體解析,向全球客戶證明公司所研發之正極材料與其他公司不同,且在技術上具備創新性。

爭取AG全球授權,取得市場通行證

在電池產業中,案例公司屬於上游的材料供應商,因此材料之原創性、智慧財產權布局,是影響客戶進行採購的關鍵因素;意即對採購正極材料的中、下游廠商而言,一旦電池材料選用上稍有不慎,將導致智財爭訟的發生,影響產品銷售與市場版圖。

在鋰離子正極材料中,磷酸鐵鋰正極材料具備之特性、優點讓它成為明日之星,但由於「純」磷酸鐵鋰的導電性不佳,因此發展磷酸鐵鋰電池材料技術的廠商們便各自在材料上加入其他元素強化導電性,並發展特有製程,讓生產之正極材料可以滿足市場之需求。

2006年,國際上曾發生磷酸鐵鋰電池之專利大戰,該戰役由技術創生者Goodenough教授任教的德州大學,於德州達拉司法院向全球最大電動手工具大廠B&D與電池供應商A123 Systems提出專利訴訟,由於該項技術獨家授權予加拿大魁北克水利公司(Hydro-Quebec,以下簡稱H-Q),而該公司背後之股東為全球排名第一的德國化學磷肥大廠南方化學(SUD-CHEMIE),為了爭奪磷酸鐵鋰電池市場,此專利戰役陸續延燒到供應鏈中,讓當時發展磷酸鐵鋰電池的廠商聞之色變。而來自於Goodenough教授的磷酸鐵鋰電池專利,在專屬授權予H-Q後,該公司與法國國家科學院、加拿大蒙特婁大學合作,發展出碳包覆(carbon coating)技術,讓磷酸鐵鋰電池正極材料提高了導電度,增加了這項技術的商業化價值。

案例公司創立時,恰好碰上2006年的磷酸鐵鋰電池專利大戰,因此從創業之初便高度重視自主技術發展與全球專利布局,並透過各種方式向客戶證明技術原創性。除了請國家同步輻射研究中心進行產品結構的驗證外,取得磷酸鐵鋰電池原生技術之「專利授權」,降低客戶疑慮,也成為進入市場的重要關鍵。

由於2006年開始的專利大戰延續了多年,法院遲遲未做出最終判決,對於磷酸鐵鋰電池產業發展造成巨大影響,為了加速市場拓展,案例公司向H-Q提出了專利授權需求。由於該項技術涉及多個機構,經過協商後,該等機構於瑞士成立AG公司進行全球授權,2011年案例公司與AG公司完成簽約,讓客戶安心採購案例公司之正極材料產品,帶動市場的積極成長。

全球專利布局與專利保險,提升客戶信任度

在取得AG公司全球授權後,案例公司仍持續精進技術之發展,並進行全球之專利布局;不過,誠如先前所述,案例公司生產之正極材料一旦發生法律風險,將造成客戶莫大的損失,為了提高客戶對公司之信任,案例公司成為國內業者中,少數購買「專利保險」為客戶提供保障的公司。

所謂的「專利保險」[1]指的是在從事技術研發、申請,到核准後之實施、授權、讓與等營運過程中,甚至是專利權遭受損害時,透過保險制度為企業分攤費用、風險,填補損害的解決方案。常見的專利保險主要有專利申請保險、專利執行保險、專利侵權責任保險、專利授權金保險及專利海外訴訟費用保險等。

目前專利保險之承保機構多為國外大型保險公司,案例公司在進行專利保險時,經多方評估後,選擇與英國最大的保險機構—勞合社(Lloyd's of London)合作,該機構針對案例公司希望承保之專利保險內容設計客製化保單,經評估案例公司具備一定水準之專利布局與營運能量後,完成保單簽約;因此長年來,凡訂購案例公司正極材料產品之廠商,一旦發生專利爭訟,均可透過該保險支付訴訟過程之各項費用。此舉,是讓客戶放心下單的重要手段。

創新研發+智財權是展現自有技術能量的最佳證明

在新能源車、儲能設備火熱發展的現今,各大廠重視的都是供應商本身是否擁有「自有技術」,避免關鍵技術被競爭對手掌握後,於市場競爭時形成阻礙。

案例公司在技術發展上,除自行研發,並透過專利證明技術能量與原創性外,也相當重視與國內外學研機構合作,希望藉由與專家的合作,從中挖掘具商業化價值之研究,並讓專家們之技術構想,可借助公司實驗室或產線之前端設備進行實驗與研究,探討前瞻技術量產及商業化之可行性,為公司未來技術發展建立雛形;在合作過程中,若碰撞出智財火花,案例公司會依據雙方在合作案中投入之資金、人力、設備等資源,積極向學研機構爭取專利申請權由公司提出,讓研發成果可以透過專利權之取得,向市場證明公司之技術能量與原創性。

在研發過程中,案例公司身為電池正極材料大廠,關鍵配方、生產參數、know-how等若透過專利申請一一對外公開,將使公司喪失核心競爭力,故公司研發、製造過程所產出之成果也利用「營業秘密」加以保護。案例公司在研發及生產過程中,定義出各項資訊機密等級,在文件、製程上由各部門採取適當之保密措施進行管理,並盤點列管機密項目,強化公司營業秘密之保護。

結語

在全球減碳議題中,各國開始培養儲能用電環境;加以透過儲能設備可達到穩定供電,延伸出居家、工業、電動車等儲能商機,儲能系統採用之電池也因應綠色能源及安全因素考量,磷酸鐵鋰電池成為儲能市場的首選;此外,在電動車的發展上,磷酸鐵鋰電池也將成為新一代車款的選擇。案例公司磷酸鐵鋰正極材料之專利商品化上,透過長期累積的技術能量,並結合全球專利布局、關鍵技術全球專利之授權取得、專利保險等智財策略運用,從「技術」與「智財」兩大領域收服客戶的心,讓磷酸鐵鋰電池這項綠色材料所產生的二次電池,成為全球新能源汽車、儲能系統的關鍵能源解決方案,為地球環境之永續經營種下良性循環的種子。

受訪人:朱投資長兼發言人

 

[1] 經濟部智慧財產局,107.10智慧財產月刊