專利大追擊～長園能源科技的氧化鋰鐵正極材料專利US7494744

日前我們研究過Tesla這家電動車大廠，而最新的消息是，Tesla已經於6月底股票公開上市（IPO），上市價格為17美元，IPO首日大漲40％，最高點曾達到30.42美元。

這次我們延續這個主題，進一步探尋電動車的動力來源–電池組的關鍵材料磷酸鋰鐵。目前市場上生產鋰鐵電池及相關材料的公司，除了國外的Phosteck(加拿大公司)、A123(美國公司)等公司之外，還包括國內長園科技、尚志精密化學、立凱、長泓能源科技等。

我們從專利檢索，可發現最早磷酸鋰鐵電池技術是來自德洲大學John B. Goodenough博士的發明，他也可以稱為磷酸鋰鐵電池之父。而國內的長園科技在此後也發展出更具量產優勢的氧化鋰鐵製程技術。

氧化鋰鐵電池最主要是以氧化鋰鐵磷為生產原料，其成本較同為生產鋰鐵正極材料的競爭對手Phostech產品(磷酸鋰鐵)來得低、循環使用應用的潛力高，且較競爭對手來得環保，最重要的一點是外形輕薄短小、耐高壓、耐高溫的氧化鋰鐵磷正極材料導電效率高於目前市場上所有電池，這是長園科技的氧化鋰鐵電池關鍵成功要素，也是公司主要的利器。兩者產品的比較表如下：

項目	長園科技	加拿大Phostech
產品	氧化鋰鐵磷	磷酸鋰鐵
成本	為磷酸鋰鐵的一半	為氧化鋰鐵磷的一倍
可循環性	可循環使用至少2000次以上，且具有使用5000次循環使用應用潛力	可循環使用至少2000次以上
環保特性	不含任何毒性成份，且符合ROHS規定	在製程中可能有汙染
使用壽命	為一般鉛酸電池的5-10倍	為一般鉛酸電池的5-10倍
資料來源：長園 發展鋰鐵電池一條龍，中時電子報，http://money.chinatimes.com/news/news-content.aspx?id=20100716000120&cid=1210。

更進一步的說，長園科技的氧化鋰鐵磷是將廢鐵(氧化鐵)與鋰鐵合成，這獨家技術是目前世界上前所未見之新技術。相較於其他廠商用純鐵為原料，長園的氧化鐵原料，成本低，不易氧化，且良率可大幅提升，且以氧化鐵為原料的技術，其製程不需用到昂貴的氬氣[1]，因此其生產成本可大幅降低。此外，長園與台塑合作之後，台塑煉鋼廠所產生的廢料，可作為長園科技生產的原料，且兩企業合作之後，可共同利用廠區內汽電，較低發電成本形成另一種優勢，汽電共同使用估計可減少一半的用電量。

利用專利檢索軟體WIPS來看長園的7494744專利，在相關申請案分析(Related Application Analysis)中，我們發現在2009年申請人將原件案分割出三案件，分別是7629084、7585593與7718320。

WIPS專利家族表則將此案在各國資料庫與INPADOC資料庫裡的家族資訊列出。我們發現長園科技在美國申請這篇專利之後，在近四年內，也在其他國家共申請了18篇相同主題的專利，其中7494744與20070212606為基本專利，所謂基本專利是指不論是公開或已公告的專利，其中最早被收錄在資料庫者，WIPS會以藍色小圈裡頭標示B的圖示為記號。WIPS FAMILY列出的專利家族的資料，若在各國資料庫中有相關專利時，會直接抓取該資料庫的專利資料，若各國資料庫中沒有相關的專利時，WIPS FAMILY則會顯示來自於INPADOC[2]的專利資訊，此時WIPS會另以綠色小圈裡頭標示I的圖示為記號。勾選這些專利可以將其放置於WIPS的線上資料夾，為進一步分析時可用。

這18筆的專利家族資料的詳細資料，可以從”show family and legal status entirely”中取得，其包含家族中的專利優先權、法律狀態及各專利的書目資訊。

許多專利檢索工具都有提供專利家族資訊，我們也可透過另一專利檢索工具PatBase觀察並分析專利家族的資訊。在此之前，先了解一下什麼是專利家族。專利家族有狹義及廣義二種定義。一個較眾所皆知的情況：以相同的專利範圍在多個不同國家申請專利，這些專利的組合即是所謂的狹義專利家族；那什麼樣的情況是廣義的專利家族呢?專利因不同情況而有多種衍生案件[3]，如分割案、連續案、部份連續案或再發證案等，而其在其他不同國家所申請的專利組合便稱之為廣義的專利家族。

PatBase系統是以專利家族為單位，作為檢索或分析的對象，因此與關的案件將全數被列出。從優先權地圖我們發現，US20060371259即是長園7494744專利，而WO2007US05354、US20090319832、US20090319892及US20090319895分別為7494744專利的延續案、分割案、分割案及分割案，專利家族中的其他專利分別引述該五篇專利為優先權，從這個例子可以看出，PatBase的專利家族是採用廣義的專利家族定義。

除了優先權地圖外，PatBase也列出優先權地圖中，不同的截斷點的優先權引用資訊，我們可以了解家族中每一篇專利使用優先權的情況，也可以了解優先權專利被家族中哪些專利作為優先權。

從引證樹狀圖中，可以看到7494744專利家族中共引證了五篇專利，其中US6017654專利為美國卡內基大學在1997年申請的，原來Goodenough博士申請專利之後，鋰鐵電池的相關專利相繼而出，US6017654專利的發明人其中之一是現任長園總經理張惇育的弟弟張惇杰，目前為長園科技的副總經理，也是國際重量級的鋰鐵電池大師。該專利是研究鋰離子蓄電池之陰陽極材料專利，為了改善當時電池陰極材料，因為該專利增添一種可導鋰金屬氧化物，該發明的特色在於陰極材料是具有優良的高電容、耐高電壓以及低充放電衰減等特性，對當時而言，充放式電池的需求高度成長，研究可充電電池變成當時趨勢，經研究發現陰極組成是影響電池效能的重要關鍵，而具有菱形R-3m結晶結構的鋰化過渡金屬氧化物材料作為鋰離子之陰極材料，改善以往電極之缺失，符合可充電電池的需求。

長園科技氧化鐵鋰磷電池的獨家技術渴望為公司帶來潛在的商機，也成為電池產業中新一代領導者。

---

[1] 氬氣為特殊金屬在焊接時，以氬氣作為保護氣，以免在焊接時空氣入內對金屬造成氧化或氮化現象。

[2] WIPS中INPADOC資料與EPO的INPADOC資料同步。

[3] 衍生案件是指以同一發明為基礎創造出其他的發明。