【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

　先の記事で硫化物系電解質などの全固体電池に関する特許銘柄を探りました。

　先の記事： 

　【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

　今回は硫化物系と双璧をなす（？）酸化物系電解質の全固体電池の特許銘柄に焦点をあてました。

　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	日本碍子 【5333】
2	京セラ 【6971】
3	日産自動車 【7201】
4	トヨタ自動車 【7203】
5	日本特殊陶業 【5334】
6	三菱マテリアル 【5711】
7	ＴＯＴＯ 【5332】
8	エルジーケム
9	ノリタケカンパニー 【5331】
10	日本触媒 【4114】

　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

　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情報を拾ってしまうこと、逆に対象技術が漏れ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

　硫化物系の全固体電池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「全固体　固体電解」

　　検索項目（ⅱ）　請求の範囲「電池　バッテリ」

　　検索項目（ⅲ）　請求の範囲「酸化物」

　検索条件：（ⅰ） AND（ⅱ） AND（ⅲ）

　除外キーワード：

　　検索項目（ⅳ）　請求の範囲「硫化」

　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。

　各期間における出願件数と出願人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、出願件数ともに時間とともに増加しています。

　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146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＞

日産自動車	12 件/年
三菱マテリアル	8.1 件/年
京セラ	8.0 件/年
パナソニック	3.8 件/年
日本特殊陶業	3.3 件/年

　日産自動車が年平均12件、三菱マテリアルと京セラが年平均8件以上出願していて他社よりも多いです。

（２）2008年～2015年

　出願人数157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＞

日本碍子	18 件/年
京セラ	10 件/年
日本特殊陶業	8.8 件/年
エルジーケム	7.9 件/年
ＴＯＴＯ	6.9 件/年

　上記①の期間と比べ上位の平均出願件数が大きなっています。特に日本碍子の平均出願件数が伸びています。

（３）2016年～2022年

　出願人数211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＞

日本碍子	8.1 件/年
トヨタ自動車	8.0 件/年
パナソニックＩＰ	6.7 件/年
東芝	4.7 件/年
太陽誘電	4.1 件/年

　上記②の期間と比べ、上位の平均出願件数は減っています。

（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	日産自動車 （12 件/年）	日本碍子 （18 件/年）	日本碍子 （8.1 件/年）
2	三菱マテリアル （8.1 件/年）	京セラ （10 件/年）	トヨタ自動車 （8.0 件/年）
3	京セラ （8.0 件/年）	日本特殊陶業 （8.8 件/年）	パナソニックIP （6.7 件/年）
4	パナソニック （3.8 件/年）	エルジーケム （7.9 件/年）	東芝 （4.7 件/年）
5	日本特殊陶業 （3.3 件/年）	TOTO （6.9 件/年）	太陽誘電 （4.1 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。

　

　多くが、2008年から2015年の期間に出願件数が増加し、その後、減少しています。

　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	日本碍子	0.9 件/年 (1.0%)	18 件/年 (13.0%)	8.1 件/年 (6.0%)
2	京セラ	8.0 件/年 (9.1%)	10 件/年 (7.1%)	1.0 件/年 (0.7%)
3	日産自動車	12 件/年 (13.0%)	1.6 件/年 (1.2%)	1.7 件/年 (1.3%)
4	トヨタ自動車	1.5 件/年 (1.7%)	5.5 件/年 (3.8%)	8.0 件/年 (5.9%)
5	日本特殊陶業	3.3 件/年 (3.7%)	8.8 件/年 (6.2%)	1.3 件/年 (1.0%)
6	三菱マテリアル	8.1 件/年 (9.2%)	4.0 件/年 (2.8%)	0.4 件/年 (0.3%)
7	ＴＯＴＯ	2.4 件/年 (2.7%)	6.9 件/年 (4.9%)	3.1 件/年 (2.3%)
8	エルジー・ケム・リミテッド	0.1 件/年 (0.1%)	7.9 件/年 (5.6%)	2.3 件/年 (1.7%)
9	ノリタケカンパニーリミテド	0.3 件/年 (0.3%)	5.6 件/年 (4.0%)	2.4 件/年 (1.8%)
10	日本触媒	1.9 件/年 (2.1%)	3.9 件/年 (2.7%)	1.6 件/年 (1.2%)

　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

　2000年～2007年の間に上位10社はいずれも出願しています。

　表で示されていませんが、特に、京セラ、日産自動車、三菱マテリアル、日本触媒は2000年に出願しています。

　②開発の継続性

　上表の3期間において上位10社はいずれも出願しています。

　③開発成果

　日本碍子の出願件数が最も多く、次が京セラです。

　トータル出願件数は以下のとおりです。

＜表６＞

日本碍子	211件
京セラ	151件
日産自動車	117件
トヨタ自動車	111件
日本特殊陶業	105件

４　まとめ：特許銘柄TOP10

　表5、表6に基づく評価は以下の通りです。

　①開発の開始時期・・・上位10社に大差なし

　②開発の継続性・・・上位10社に大差なし

　③開発成果・・・日本碍子がリード、次が京セラ

　これらを表にまとめると以下のとおりです。

＜表7＞

		出願情報
		①開始時期	②継続性	③成果
1	日本碍子 【5333】	〇	〇	211 件 (7.6%)
2	京セラ 【6971】	〇	〇	151 件 (5.4%)
3	日産自動車 【7201】	〇	〇	117 件 (4.2%)
4	トヨタ自動車 【7203】	〇	〇	111 件 (4.0%)
5	日本特殊陶業 【5334】	〇	〇	105 件 (3.8%)
6	三菱マテリアル 【5711】	〇	〇	100 件 (3.6%)
7	ＴＯＴＯ 【5332】	〇	〇	96 件 (3.5%)
8	エルジーケム	〇	〇	80 件 (2.9%)
9	ノリタケカンパニー 【5331】	〇	〇	64 件 (2.3%)
10	日本触媒 【4114】	〇	〇	57 件 (2.1%)

上記①の〇は2000年～2007年に出願が確認されたもの
上記②の〇は上記3期間のいずれにも出願が確認されたもの
上記③成果の割合は総出願数に対するもの

　上記①、②の観点だと上位10社いずれの開発力も評価できます。

　上記③の観点も含めると相対的に日本碍子の開発力が評価できます。

５．参考情報

　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てみました。

５.１　酸化物系全固体電池とは

　酸化物系全固体電解質は全固体電池に使用される固体電解質の一種で酸化物材料を主成分としています。

　代表的な材料として、Li₇La₃Zr₂O₁₂（LLZO）やLi₁₃Al₃Ti₁₆O₃₂（LATP）があります。

５.２　特徴

（１）化学的に安定

　酸化物系材料は一般的に化学的に安定で燃えにくい性質を持ちます。

　そのため、硫化物系のような発火やガス発生のリスクが低く安全性が高いとされています。

（２）小型化に適正

　酸化物系全固体電解質は上記のとおり化学的に安定しており、電極材料との反応性が低いので、積層構造にしてエネルギー密度を高めやすいなどの利点があります。

　これにより、小型電子機器や医療機器などへの応用が期待されます。

５.３　メリット、デメリット

（１）メリット

・安定、安全性

　水分や酸素と反応しにくいため大気中での取り扱いが容易で長期間の使用でも劣化しにくい。

　発火や爆発のリスクが小さい。

・取扱いやすい

　防湿環境が不要で製造工程が比較的簡単であり、既存の製造設備を流用しやすい。

・小型化適正

　上記のように小型デバイスへの応用が期待

（２）デメリット

・イオン電導度が低い

　硫化物系に比べてリチウムイオンの移動が遅く電池の高出力化に向かない

・電極との界面抵抗が大きい

　電極との密着性が低く界面抵抗が大きい場合がある

・加工の難しさ

　硬くてもろいため、薄膜化や大面積化が難しい

５.４　硫化物系との比較

　下表は硫化物系全固体電池と比較です。

項目	酸化物系	硫化物系
イオン伝導率	低い（10⁻⁴～10⁻² S/cm）	高い（10⁻³～10⁻² S/cm）
化学的安定性	高い（空気・水分に強い）	低い（水分と反応してH₂S発生）
安全性	高い（燃えにくい・安定）	やや低い（密閉が必要）
電極との相性	界面抵抗が大きい	界面抵抗が小さい
加工のしやすさ	硬く、薄膜化が難しい	柔らかく、加工しやすい
用途	家庭用蓄電池・医療・航空宇宙	EV・高エネルギー密度用途

　それぞれ一長一短があります。　

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＜出典、参考＞
・特許情報プラットフォーム（https://www.j-platpat.inpit.go.jp/）にて公開されている情報

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