Bosch unter den fünf Top-Patentanmeldern in der Batterietechnik

Die 25 führenden Patentanmelder in der Batterietechnik 2000 - 2018 (Quelle: EPA/IEA)

Zwischen 2005 und 2018 nahm die weltweite Patentierungstätigkeit in der Batterietechnik und anderen Stromspeichertechnologien mit einer jährlichen Durchschnittsrate von 14 Prozent viermal schneller zu als im Querschnitt aller technischen Gebiete – dies zeigt eine gemeinsame Studie, die vom Europäischen Patentamt (EPA) und der Internationalen Energieagentur (IEA) veröffentlicht worden ist.

Aus dem Bericht Innovationen bei Batterien und Stromspeichern – eine globale Analyse anhand von Patentdaten geht hervor, dass fast 90 Prozent der gesamten Patentierungsaktivität im Bereich der Stromspeicherung auf die Batterietechnik entfällt und dass der Zuwachs an Innovation vor allem durch Fortschritte bei wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterien für Verbraucherelektronik und für Elektroautos beschleunigt wird.

Innovationstrends bei Stromspeichern 2000 - 2018 (Quelle: EPA/IEA)

Japan und Südkorea führend bei der Entwicklung

Die Studie zeigt weiter, dass Japan und Südkorea in der Batterietechnik eine starke weltweite Führungsposition innehaben und dass technischer Fortschritt und Massenproduktion in einem zunehmend ausgereiften Industriezweig in den vergangenen Jahren zu einer deutlichen Preissenkung am Batteriemarkt geführt haben – bei Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge um fast 90 Prozent seit 2010 und bei stationären Anwendungen einschließlich Stromnetzmanagement im gleichen Zeitraum um rund zwei Drittel.

"Die Stromspeichertechnologie ist ausschlaggebend, wenn es darum geht, die Nachfrage nach Elektromobilität zu decken und den notwendigen Übergang zu erneuerbaren Energien zu schaffen, um dem Klimawandel entgegenzuwirken", sagte EPA-Präsident António Campinos. "Der rapide und anhaltende Innovationszuwachs im Bereich der Stromspeicherung zeigt, dass Erfinder und Unternehmen die Herausforderung der Energiewende angehen. Die Patentdaten lassen erkennen, dass Asien in dieser strategischen Branche zwar deutlich führt, die USA und Europa aber auf ein breites Innovationsökosystem mit einer Vielzahl von KMU und Forschungseinrichtungen zählen können und so bei der Entwicklung der nächsten Generation von Batterien im Rennen bleiben dürften."

Geografische Herkunft der internationalen Patentfamilien in der Batterietechnik 2000 - 2018 (Quelle: EPA/IEA)

Innovation im Bereich der Stromspeicherung wächst rapide

Der Bericht stellt die wichtigsten Innovationstrends im Bereich der Stromspeicherung zwischen 2000 und 2018 vor, gemessen an internationalen Patentfamilien, denen jeweils eine hochwertige Erfindung zugrunde liegt, für die Patentanmeldungen bei zwei oder mehr Patentämtern weltweit eingereicht worden sind. Da solche Anmeldungen viele Monate oder gar Jahre vor der Vermarktung eines Produkts eingereicht werden, gelten sie häufig als Frühindikator für zukünftige Technologietrends.

Im Bereich der Stromspeicherung haben Unternehmen weltweit seit 2000 mehr als 65.000 internationale Patentfamilien (IPF) angemeldet. Die jährliche Zahl der IPF in diesem Sektor ist von rund 1.500 im Jahr 2005 auf über 7.000 im Jahr 2018 stark gestiegen. Mit einer durchschnittlichen jährlichen Zuwachsrate von 14 Prozent seit 2005 haben diese IPF den durchschnittlichen jährlichen Anstieg in allen Technologiefeldern im gleichen Zeitraum (3,5 %) erheblich übertroffen.

Zwischen 2000 und 2018 entfielen neun von zehn Stromspeicherpatenten auf Erfindungen in der Batterietechnik, mit sehr großem Abstand gefolgt von elektrischen (9 %), thermischen (5 %) und mechanischen (3 %) Speicherlösungen. Hinzukommt, dass der starke Aufwärtstrend der vergangenen Jahre – mit einem neuen Höchststand 2018 – so nur in der Batterietechnik zu verzeichnen war, was unterstreicht, wie stark das aktuelle Innovationsgeschehen bei Stromspeichern durch die Batterietechnik dominiert wird.
Aufschwung der Elektromobilität treibt Innovation in der Lithium-Ionen-Technik voran

Der Bericht zeigt, dass die bei tragbaren Elektronikgeräten und bei Elektrofahrzeugen dominierende Lithium-Ionen-Technik seit 2005 der stärkste Innovationstreiber im Batteriesektor ist. 2018 entfielen 45 Prozent der Patentierungstätigkeit bei Batteriezellen auf Innovationen rund um Lithium-Ionen-Zellen und gerade einmal 7 Prozent auf Zellen aus anderen Materialien.

2011 löste Elektromobilität die Verbraucherelektronik als größten Wachstumstreiber für Erfindungen im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien ab. Verbesserungen bei den Batteriepacks für Elektroautos hatten positive Auswirkungen auf stationäre Anwendungen einschließlich des Stromnetzmanagements.

Der Bericht zeigt auch, dass sich die Patentierungstätigkeit im Bereich der Batteriezellfertigung und -konstruktion in den vergangenen zehn Jahren verdreifacht hat. Diese beiden Bereiche zusammen machten 2018 fast die Hälfte (47 %) der gesamten Patentierungstätigkeit bezüglich Batteriezellen aus – ein klarer Hinweis auf die industrielle Reife der Branche und die strategische Bedeutung der Entwicklung einer effizienten Massenproduktion.

Asiatische Unternehmen an der Spitze

Die Studie zeigt, dass Unternehmen aus Asien im globalen Wettlauf um Batterietechnik eine klare Führungsposition belegen, wobei japanische und südkoreanische Unternehmen an der Spitze stehen. Neun der zehn führenden Anmelder von Patenten auf Batterien sind asiatische Unternehmen. Zwei Drittel der 25 wichtigsten Anmelder stammen aus Asien, aber immerhin auch sechs aus Europa und zwei aus den USA. Auf die fünf führenden Anmelder (Samsung, Panasonic, LG, Toyota und Bosch) entfiel zwischen 2000 und 2018 über ein Viertel aller internationalen Patentfamilien.

Die Innovation in der Batterietechnik wird zwar noch weitgehend von einigen wenigen Großunternehmen beherrscht, doch spielen in den USA und Europa auch kleinere Unternehmen, Hochschulen und öffentliche Forschungseinrichtungen eine wichtige Rolle. In den USA entfallen 34,4 Prozent der entsprechenden internationalen Patentfamilien auf KMU und 13,8 Prozent auf Hochschulen und Forschungseinrichtungen; in Europa sind dies 15,9 Prozent bzw. 12,7 Prozent. Ganz anders stellt sich die Situation in Japan (3,4 % bzw. 3,5 %) und in der Republik Korea (4,6 % bzw. 9,0 %) dar.

Die Studie finden Sie hier.

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