特許で選ぶナトリウムイオン電池注力銘柄10選

　以前、次世代電池の一つに挙げられる全個体電池について見ていきました（下記記事）。

　【特許銘柄／全固体電池１】固体電解質の特許出願動向から選定した主要企業１０選
　【特許銘柄／全固体電池２】硫化物系固体電解質の特許出願動向から選定した主要企業１０選柄
　【特許銘柄／全固体電池３】酸化物系固体電解質の特許出願動向から選定した主要企業１０選

　次世代電池として期待されているものは、まだ他にもあります。

　今回はその中のナトリウムイオン電池に焦点を絞ります。

　ナトリウムイオン電池に関して有望な企業はどこなのか？

　特許出願件数から探ってみました。

　結論（簡易版）は以下の通りです。

＜特許銘柄TOP10＞（2000年-2022年）（非上場を含む）

1	住友電気工業【5802】
2	トヨタ自動車【7203】
3	住友化学【4005】
4	パナソニック【6752】
5	日本電気硝子【5214】
6	セントラル硝子【4044】
7	日立製作所【6501】
8	ＧＳユアサ【6674】
9	NTT 【9432】
10	ファラディオン

　ただし、上記結論は特許検索条件などによって変わってくるものです。詳細については下記をご確認ください。

１．本評価の概要
２．特許銘柄の評価方法
３．特許銘柄の評価結果
- ３.１　期間別の出願件数の推移
- ３.２　全対象期間での出願件数
４　まとめ：特許銘柄TOP10
５　ご参考
- ５.１　ナトリウムイオン電池とは
- ５.２　リチウムイオン電池との比較

１．本評価の概要

　本評価は特許情報に基づき、対象技術の開発に関わる銘柄（本サイトでは「特許銘柄」と呼びます。）を客観的に導き出そうとするものです。

　本評価については以下の記事で紹介しています。

【開発力評価メソッド】特許出願に関する情報から技術開発に関わる銘柄を評価

　簡単に説明すると、以下の考え方に基づいています。

① 開発開始時期：最初の出願が古い→早くから開発に着手（古いほど評価高い）
② 開発継続性：出願が継続→技術開発が続いている（継続するほど評価高い）
③ 開発成果：出願件数が多い→開発成果が出ている（成果が多いほど評価高い）

　すなわち、どこよりも早くから出願され（①）、毎年出願されていて（②）、その件数が多い（③）ほど、評価される銘柄だと考えます。

　これらは、技術開発によって技術課題を解決する道筋が見えると、その成果が特許出願されるという前提に立っています。

　本サイトでは個々の特許は評価対象にしていません。

　本サイトは特許出願件数を指標にして技術を生み出し続ける力（開発力）を評価するものです。

＜注意点＞
　特許出願件数に基づく企業の開発力の評価には以下の問題点がありますので十分にご注意ください。
・単に出願件数が多いだけの企業を過大評価することがあります。
・個々の特許を評価対象としていないので、価値の高い技術や特許を保有する企業を過小評価することがあります。
・現実には開発成果が特許出願されない場合があります。
・対象技術が特許出願された場合であっても、特許検索において情報漏れが生じることがあります。
・特許検索において対象技術との関連性の低いノイズ情報を拾ってしまうことがあります。
・対象技術の市場性や対象企業における影響は別個判断が必要です
（まとめると、ざっくりとした評価であり、間違いもあります、ということです。）

２．特許銘柄の評価方法

２.１　評価対象

　窒化ガリウム半導体に関連する技術が対象です。

２.２　特許検索ツール

　特許情報プラットフォーム（J-PlatPat）

２.３　検索条件

　文献種別：国内文献

　検索キーワード：

　　検索項目（ⅰ）　請求の範囲「ナトリウムイオン　Naイオン　ナトリウム二次　Na二次」

　　検索項目（ⅱ）　FI「H01M」

　検索条件：検索条件（ⅰ） AND 検索条件（ⅱ）

　日付指定：出願日　20000101～20221231

３．特許銘柄の評価結果

３.１　期間別の出願件数の推移

　2000年～2007年、2008年～2015年、2016年～2022年の３つの区間に分けました。

　各期間における総出願人数と総出願件数は以下の通りです（出願人数は筆頭出願人のみカウント）。

　出願人の数は増加傾向、総出願件数は2008年-2015年まで増加し、その後は横ばい気味です。

　各期間の出願件数上位企業は以下の通りです。

（１）2000年～2007年

　出願人数42のうちの上位5社の推移です。

　上図の出願件数を企業ごとに平均化したのが下の表１です。

＜表１＞

日立製作所	3.5 件/年
三菱重工業	2.0 件/年
三洋電機	1.1 件/年
ＧＳユアサ	1.0 件/年
パナソニック	0.8 件/年

（２）2008年～2015年

　出願人数124のうちの上位5社の推移です。　

　上図の出願件数を企業ごとに平均化したのが下の表２です。

＜表２＞

住友電気工業	8.1 件/年
住友化学	6.0 件/年
トヨタ自動車	3.9 件/年
NTT	3.0 件/年
セラマテック・インク	2.0 件/年

（３）2016年～2022年

　出願人数198のうちの上位5社の推移です。

　上図の出願件数を企業ごとに平均化したのが下の表３です。

＜表３＞

日本電気硝子	4.4 件/年
トヨタ自動車	4.1 件/年
セントラル硝子	2.1 件/年
ナノテク　インストゥルメンツ	2.0 件/年
パナソニック	1.9 件/年

（４）出願上位企業の推移

　下の表４は表１～表３をまとめたものです。

＜表４＞

	2000年～2007年	2008年～2015年	2016年～2022年
1	日立製作所（3.5 件/年）	住友電気工業（8 件/年）	日本電気硝子（4.4 件/年）
2	三菱重工業（2.0 件/年）	住友化学（6.0 件/年）	トヨタ自動車（4.1 件/年）
3	三洋電機（1.1 件/年）	トヨタ自動車（3.9 件/年）	セントラル硝子（2.1 件/年）
4	ＧＳユアサ（1.0 件/年）	NTT （3.0 件/年）	ナノテク　インストゥルメンツ（2.0 件/年）
5	パナソニック（0.8 件/年）	セラマテック・インク（2.0 件/年）	パナソニック（1.9 件/年）

３.２　全対象期間での出願件数

　下図は全対象期間における出願件数上位10社です。

　各期間における出願件数の平均値を結んだ線であらわしています。

　パナソニックはパナソニックIPマネジメントの出願数を含みます。

　2008年-2015年をピークとする企業が多い印象です。

　各期間の平均出願件数を下の表5にまとめました。

　全期間におけるトータル出願件数が多い順に上から表示しています。

　括弧内のパーセントは他社を含めた総出願件数に対する割合です。

＜表５＞

		平均出願件数
		2000年-2007年	2008年-2015年	2016年-2022年
1	住友電気工業	0 件/年 (0.0%)	8.1 件/年 (13%)	0.6 件/年 (0.8%)
2	トヨタ自動車	0.1 件/年 (0.8%)	3.9 件/年 (6.3%)	4.1 件/年 (5.8%)
3	住友化学	0.3 件/年 (1.6%)	6.0 件/年 (10%)	0.3 件/年 (0.4%)
4	パナソニック	0.8 件/年 (4.8%)	2.8 件/年 (4.5%)	1.9 件/年 (2.6%)
5	日本電気硝子	0 件/年 (0.0%)	1.0 件/年 (1.6%)	4.4 件/年 (6.2%)
6	セントラル硝子	0.5 件/年 (3.2%)	1.6 件/年 (2.6%)	2.1 件/年 (3.0%)
7	日立製作所	3.5 件/年 (22.6%)	0.4 件/年 (0.6%)	0.0 件/年 (0.0%)
8	ＧＳユアサ	1.3 件/年 (8.1%)	1.4 件/年 (2.2%)	1.0 件/年 (1.4%)
9	NTT	0 件/年 (0.8%)	3.0 件/年 (4.9%)	0.1 件/年 (0.2%)
10	ファラディオン	0 件/年 (0.0%)	1.3 件/年 (2.0%)	1.6 件/年 (2.2%)

　次に、上表に示されるデータを上記１の考え方に照らしてみます。

　①開発開始時期

　トヨタ自動車、住友化学、パナソニック、セントラル硝子、日立製作所、GSユアサが既に2000年-2007年には出願しています。

　②開発の継続性

　全10社が最初の出願から出願を継続しています。

　③開発成果

　いずれの企業も二桁出願にとどまっており、出願数の差は大きいとは言えません。

　住友電気工業が出願件数が最も多く、それに続くのがトヨタ自動車です。

　トータル出願件数は以下の通りです。

＜表６＞

住友電気工業	69 件
トヨタ自動車	61 件
住友化学	52 件
パナソニック	41 件
日本電気硝子	39 件

４　まとめ：特許銘柄TOP10

　表5に基づく評価は以下の通りです。

　①開発の開始時期・・・トヨタ自動車、住友化学、パナソニック、セントラル硝子、日立製作所、GSユアサが2000年-2007年には特許出願

　②開発の継続性・・・全10社に大差なし

　③開発成果・・・住友電気工業、トヨタ自動車が多い。

　上記①の観点だとトヨタ自動車、住友化学、パナソニック、セントラル硝子、日立製作所、GSユアサの開発力はいずれも評価できます。

　上記②の観点だと上位10社の開発力はいずれも評価できます。

　上記③の観点も含めると住友電気工業が評価できます。次がトヨタ自動車です。

　これらをまとめると以下の通りです。

＜表７＞

		出願情報
		①開始時期	②継続性	③成果
1	住友電気工業【5802】		〇	69 件 (6.2%)
2	トヨタ自動車【7203】	〇	〇	61 件 (5.5%)
3	住友化学【4005】	〇	〇	52 件 (4.7%)
4	パナソニック【6752】	〇	〇	41 件 (3.7%)
5	日本電気硝子【5214】		〇	39 件 (3.5%)
6	セントラル硝子【4044】	〇	〇	32 件 (2.9%)
7	日立製作所【6501】	〇	〇	31 件 (2.8%)
8	ＧＳユアサ【6674】	〇	〇	28 件 (2.5%)
9	NTT 【9432】		〇	26 件 (2.3%)
10	ファラディオン		〇	21 件 (1.9%)

　上記①の〇は2000年～2007年に出願が確認されたもの
　上記②の〇は出願の継続性が確認されたもの
　上記③成果の割合は総出願数に対するもの

５　ご参考

　以下、個々の特許出願明細書中の記載などを参考に技術情報を整理しました。

５.１　ナトリウムイオン電池とは

　ナトリウムイオン電池は従来電池であるリチウムイオン電池と同じような仕組みで動く電池であり、リチウムの代わりに地球上に豊富に存在するナトリウムが使われている電池です。

５.２　リチウムイオン電池との比較

・資源の豊富さ

　ナトリウムは海水など地球上に非常に豊富に存在し、安価に入手できます。そのため、材料コストを大幅に抑えられる可能性があります。コバルトなどの希少金属も不要です。

　リチウムは希少な資源で産出国が一部に偏っているため、将来的な資源枯渇のリスクや価格高騰の懸念があります。

・性能

　ナトリウムイオンはリチウムイオンよりも大きく重いため、現状、リチウムイオン電池に比べてエネルギー密度（同じ重さや体積あたりで蓄えられる電気の量）が低い傾向にあります。

　リチウムイオン電池は高いエネルギー密度が特徴で小型・軽量化が求められるスマートフォンや電気自動車などに広く使われています。

・安全性

　ナトリウムイオン電池はリチウムイオン電池に比べて熱暴走しにくく、発火リスクが低いとされています。また、低温環境（例：マイナス20℃以下）でも性能を維持しやすいというメリットもあります。

　リチウムイオン電池は熱暴走による発火リスクがあり、適切な温度範囲で使用する必要があります（一般的に0℃〜45℃程度）

　表にまとめてみました（優位と思われる方に〇を付けています。）。

＜表８＞

特徴	リチウムイオン電池	ナトリウムイオン電池
主な材料	リチウム、コバルト、ニッケル、マンガンなど	ナトリウム、鉄、マンガンなど（コバルト不要）
資源の量	希少資源で、特定の国に偏在	〇地球上に非常に豊富に存在する（海水など）
コスト	希少資源のため、材料コストが高い傾向にある	〇材料が安価で、製造コストを抑えられる可能性が高い
エネルギー密度	〇高い（小型・軽量化が可能）	現状では低い（同容量だと大きく重くなりがち）
安全性	熱暴走による発火リスクがある（保護回路が必要）	〇熱暴走しにくく、発火リスクが低い
低温特性	低温での性能低下が見られることがある	〇低温環境（例：-20℃以下）でも性能を維持しやすい
使用例	スマートフォン、ノートPC、電気自動車、産業用機器など（広く普及）	定置型蓄電池、一部の低価格帯EV、電動二輪車など（研究開発・実用化段階）
課題	資源枯渇リスク、コスト高騰、発火リスクの低減など	エネルギー密度の向上、サイクル寿命の延長など

　現在、コスト面、安全面ではナトリウムイオン電池が優位で、性能面ではリチウムイオン電池が優位という見方が一般的です。

　今後は、ナトリウムイオン電池の性能面の向上や高いエネルギー密度は求めない代わりにコストや安全性重視の市場の拡大が注目ポイントになりそうです。

　ちなみに、中国のCATLがナトリウムイオン電池を量産というネット記事がありました（以下URL）（CATLがBYD上回る急速充電、ナトリウム電池も量産開始へ / 中国産業データ＆レポート亜州ビジネス）。
　https://ashu-chinastatistics.com/news/102857-091462419710

　CATL（日本への出願人名「寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司」）は上記特許検索条件では、2022年に8件の特許出願をしており、この年では出願数が最も多いです（2番目に多いのがトヨタ自動車と日本電気硝子の6件）。

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