核能電池主要分成兩類1，包含：(1) 熱轉換型核電池：這類型核電池利用放射性同位素衰變所產生的熱能，再透過熱電材料或熱電偶進行能量轉換，將熱能直接轉換為電能。代表性裝置如放射性同位素熱電發電機（RTG），常用於太空探測器與深海設備，具備高穩定性與長壽命的特點。 (2) 非熱轉換型核電池：這類核電池不經熱能階段，而是直接利用放射性衰變產生的帶電粒子（如β粒子、α粒子）或輻射能量撞擊半導體或電極，產生電子流或激發電子–電洞對進行發電。常見類型包括直接輻射充電電池（betavoltaic、alphavoltaic）與光電型核電池，適合低功耗、長時間供電的應用，例如醫療植入裝置或偏遠感測器。
目前全球專利涉及核能電池的專利權人多為美國企業，例如：CHINA SOUTHERN POWER GRID CO LTD （中國─中國南方電網）、STATE GRID CORP OF CHINA（中國─國家電網）、UNIV XIDIAN （中國─西安電子科技大學）。台灣的專利權人則為銧達科技、宇泉能源科技等。
貳、專利分析
本文透過專利關鍵字檢索，初探全球「核能電池」相關之專利技術佈局概況。
一、核能電池相關市場概況-穩定成長
近年核能電池之相關技術生命週期概況顯示，「專利申請數量」與「專利申請人數」之時間消長，觀察核能電池產業所處之技術生命週期階段，如為：技術萌芽期、成長期、成熟期或衰退期等。
如圖一之技術生命週期概況顯示，橫軸為專利權人的投入量，縱軸為專利的申請量。產業技術研發量能自2007年開始呈現大致成長狀態至今。客觀推論產業技術目前處於技術成長期階段2。
核能電池之相關專利概況如圖二顯示，相關技術的專利申請數字前期起伏不定，自2020年開始呈現快速增長狀態，公開/公告數雖有起伏，但自2020年開始整體仍呈現上升趨勢3。
(一)、核能電池近年專利申請與獲證資訊-核准率約33.97%
核能電池之專利申請與獲證數量如圖三所示，歷年專利申請數量約為789件專利，其中已獲證的發明專利為268件專利，獲證率為33.97%，而新型專利則有87件，占11.03%。
(二)、全球前五大核能電池之專利佈局國家或屬地-以中國為主
球前五大核能電池之專利佈局國家或屬地如圖四所示，其中以CN (中國)為最大屬地，占比達59%，其餘依序為US (美國)、WO (世界智慧財產權組織)、JP (日本)及KR (韓國)。
(三)、核能電池之專利平均維護年期-約為4.88至8.28年
截至2024年，產業中核准且已失效的專利平均被持有8.28年，仍在維護中的專利之平均壽命目前為4.88年。
二、核能電池相關產業之佈局與所屬競爭者分析
下圖六之等高線圖顯示專利技術的分佈，概述發明的性質，地圖上每一點都代表一件專利，較多的專利聚集處會形成白色山峰，較少的專利聚集處則形成平原或海洋。探勘近年專利技術的發展主要落在：
_(1) 資訊（核能電池資訊包含壽命、功率、同位素種類，用於監測運作狀態與效能。）
(2) 模組（模組設計結合放射源與轉換器，可依需求擴充，提升系統靈活度與安全。）
Table(3) 電池組（多顆核能電池組合提升功率，適用太空、偏遠感測器等長期供電需求。）
(4) 電壓（核能電池輸出低電壓，搭配調節器確保穩定供應各類電子系統所需電力。）
(5) 厚度（設計強調輕薄化與輻射屏蔽，適用於植入物或微型設備。）
(6) 溶液（同位素溶液封裝於容器中，安全轉換放射能量，供應特殊場域電力。）
(一)、相關所屬競爭者之技術佈局
圖七至圖八顯示投入該產業技術之標的公司佈局概況。
探勘全世界專利數量TOP3的專利權人，CHINA SOUTHERN POWER GRID CO LTD （中國─中國南方電網）以紅色圓點標註，STATE GRID CORP OF CHINA（中國─國家電網）以綠色圓點標註，UNIV XIDIAN （中國─西安電子科技大學）以黃色圓點標註。看出相關標的公司於核能電池研發相關技術之分佈概況。
而圖九則顯示相關台灣專利權人投入該產業技術之佈局概況，銧達科技以紅色圓點標註、宇泉能源科技以綠色圓點標註。
(二)、相關所屬競爭者之引證分析
下表顯示「核能電池」相關領域中，產業競爭者之TOP 5平均引證分析，其中包含被引證數（Forward Citation，專利被他人引用的次數）與引證數（Backward Citation，引證他人專利的次數）。若專利具較高的被引證次數，代表該項專利的專利範圍較明確完整，亦可能為該領域的基礎、關鍵技術；而較高的引證次數，表示研發人員對於技術有較充分的瞭解，以上兩者皆可保守推論該項專利擁有較佳的品質。以次數為基準，被引證次數最高者為KINECTRICS INC（加拿大─工程公司），引證次數最高者為UNIV XIDIAN （中國─西安電子科技大學）。
表一 產業競爭者之TOP 5平均被引證/引證分析 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Forward Citation | Backward Citation | ||||||
Assignee/Applicant | Patent | Cited | Avg.citation | Assignee/Applicant | Patent | Cited | Avg. citation |
KINECTRICS INC | 3 | 221 | 73.67 | UNIV XIDIAN | 25 | 139 | 5.56 |
STATE GRID CORP OF CHINA | 30 | 61 | 2.03 | STATE GRID CORP OF CHINA | 30 | 100 | 3.33 |
KUREHA CORPORATION | 7 | 57 | 8.14 | KINECTRICS INC | 3 | 32 | 10.67 |
UNIV XIDIAN | 25 | 53 | 2.12 | KUREHA CORPORATION | 7 | 27 | 3.86 |
BOEING CO. (THE) | 3 | 50 | 16.67 | BOEING CO. (THE) | 3 | 10 | 3.33 |
三、合作專利分類(CPC4)分析
「核能電池」相關技術中，主要CPC技術分類號前五名多為Y02E60/10、G21H1/06、G21H1/02、Y02E30/30及G21H1/00。技術內容涉及「使用電池儲存能量」、「將輻射施加到不同半導體材料的連接處的電池」、「由β輻射直接充電的電池」、「核分裂反應器」、「從放射源獲取電能的裝置，例如來自放射性同位素{核電池或原子電池}」等。再者，透過CPC技術分類號的分析，提供給相關技術領域研發者，可利用此分類號更有效率地縮短前案的檢索搜尋，或比較相關前案技術特徵的時間。
CPC | Definition |
|---|---|
Y02E60/10 | Energy storage using batteries |
G21H1/06 | Cells wherein radiation is applied to the junction of different semiconductor materials |
G21H1/02 | Cells charged directly by beta radiation |
Y02E30/30 | Nuclear fission reactors |
G21H1/00 | Arrangements for obtaining electrical energy from radioactive sources, e.g. from radioactive isotopes {, nuclear or atomic batteries} |
四、專利指標分析5
以Derwent Innovation中兩項專利指標，Strategic Importance (戰略重要性)及Domain Influence (領域影響力)來衡量前五大專利權人之專利品質結果如下圖所示。
一、近年相關文獻主要涉及議題6
下圖顯示近20年相關文獻（期刊/會議錄）主要研究之議題為CHEMISTRY（化學）、MATERIALS SCIENCE（材料科學）、SCIENCE TECHNOLOGY OTHER TOPICS（科學技術其他主題）、PHYSICS（物理）及ENERGY FUELS（能源燃料）。
針對近年發佈相關期刊之TOP 5國家/屬地中，主要以CHINA（中國）為主，占55%。
註1 | 維基百科-核電池介紹 資料來源 |
註2 | 2023-2024年各國專利資料庫由於專利文本有18個月公開期，部分未公告，該數字僅供參考。 |
註3 | 2023-2024年各國專利資料庫由於專利文本有18個月公開期，部分未公告，該數字僅供參考。 |
註4 | CPC: Cooperative Patent Classification |
註5 | Derwent Innovation系統之專利指標系統係透過機器學習模型，藉由將已知的公開數據做為訓練數據，進而獲得衡量專利影響力或其強度，滿分為100。這些計算參數來自專利的訴訟、法律狀態、上下游活動、引用、家族成員狀態、專利申請人的參與情況、專利文本等內容，綜合考慮後對每一件專利進行評估並給予影響力分數及事件預測分數。Strategic Importance (戰略重要性)係為專利權人對於該專利的重視程度，Domain Influence (領域影響力)則為該技術領域中的影響力。 |
註6 | 參考相關技術之文獻標題進行統計分析。 |