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2025 , Vol. 45 >Issue 6: 109 - 120

DOI: https://doi.org/10.15957/j.cnki.jjdl.2025.06.011

Spatiotemporal Evolution Pattern and Spatial Spillover Effects of China's Lithium Battery Industry Chain and Innovation Chain

  • SONG Jiawen ,
  • ZHANG Xiaoping , ※ ,
  • WU Aiping ,
  • LIAN Wenhua
Expand
  • College of Resources and Environment，University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China

Received date: 2024-12-17

  Revised date: 2025-05-15

  Online published: 2025-08-07

Fold

Abstract

This study investigates China's lithium battery industry using enterprise and patent data from 2000 to 2022, employing spatial coupling analysis and the spatial Durbin model to examine the spatiotemporal evolution, coupling relationships, and innovation drivers of industry and innovation chains across 297 Chinese cities. The findings reveal that: 1) In terms of spatial distribution, upstream lithium battery production concentrates in western regions driven by resource endowments, while innovation clusters in urban agglomerations such as Beijing-Tianjin-Hebei and the Yangtze River Delta, indicating spatial decoupling. Meanwhile, midstream and downstream production and innovation activities are predominantly distributed across eastern coastal cities with robust industrial foundations (e.g., Guangdong, Jiangsu, Zhejiang, Shandong), with a discernible diffusion trend toward central and western regions. 2) In terms of industry-innovation coupling, a pattern of "macro-scale synergy with micro-scale divergence" emerges. At the macro scale, the spatial distance between lithium battery industrial centers and innovation cores progressively narrows, significantly enhancing spatial coupling. At the city level, divergent resource endowments and foundational disparities drive widespread integration challenges, manifested as "production-R&D imbalance", "technological isolation", and "industrial chain fragmentation". 3) In terms of influencing mechanisms, six factors drive the innovative development of China's lithium battery industry: industrial agglomeration intensity, related industrial foundations, government support intensity, economic conditions, openness level, and science-technology innovation ecosystems. The effect strength of these factors exhibits significant heterogeneity. Their synergistic interactions shape four distinct innovation development models: talent and technology-driven, leading enterprise-driven, policy and resource-driven, and cluster-based collaborative innovation. These findings provide empirical evidence and policy references for optimizing industrial layouts and advancing innovation-oriented development.

Key words： lithium battery; industry chain; innovation chain; spatial coupling; resource endowment; industry-innovation integration; spatial Durbin model

Cite this article

SONG Jiawen , ZHANG Xiaoping , WU Aiping , LIAN Wenhua . Spatiotemporal Evolution Pattern and Spatial Spillover Effects of China's Lithium Battery Industry Chain and Innovation Chain[J]. Economic geography, 2025 , 45(6) : 109 -120 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2025.06.011

当前中国正处于经济高质量发展和能源绿色转型的关键时期，新型储能作为新型电力系统的重要支撑，是推动能源绿色转型、保障能源安全、促进能源高质量发展的核心动力[1]。锂电池因其能量密度高、适用场景广泛等优势在新型储能领域占主导地位，其产业的可持续发展对推进产业结构、能源结构、交通运输结构的绿色转型至关重要[2]。中国锂电池产业起步较晚，但经过20余年的发展，已形成了较完备的产业链与全球领先的市场规模，涌现了一批具有国际竞争力的锂电池头部企业，与起步较早的日韩企业形成了齐头并进的格局。2023年，中国锂电池总产量超过940 GWh，出口总额达到4574亿元，总产能占全球的70%以上，居全球首位。但是，中国锂电池产业在加速上升的同时也面临着国际竞争日益加剧、产能过剩、核心技术缺失等问题和挑战。中国锂电池企业整体研发实力偏弱，缺乏具有产业重大影响力的核心技术和专利，阻碍产业链升级和正常运转。因此，为增强中国锂电池产业的核心竞争力，需要深入分析锂电池产业链和创新链的空间演化格局，推动技术创新在生产环节的转化与应用，促进产业链与创新链的深度融合发展。
目前，国内外学者围绕产业链与创新链开展了广泛研究。从研究视角看，主要集中在3个方面。一是对产业链的研究。产业链的概念源于亚当·斯密的分工理论，后来马歇尔、赫希曼等学者将分工由企业内拓展到企业间，供应链、价值链等理论进一步丰富了产业链的研究。国内学者在综合不同理论基础上提出产业链概念，认为产业链是最终产品的生产过程中包含的各个环节所构成的整个生产链条[3]。研究涉及光伏制造[4-5]、家电[6]、电影[7]、旅游[8]等多种行业，尺度涵盖全球[9]、国家[10]、城市群[11]等，反映了不同空间格局及演化规律。二是对创新链的研究。马歇尔在1992年提出创新过程是一条环环相扣的链条，是不同创新主体互动的过程[12]。国内学者界定其是以创新过程为核心，联结产、学、研等多个创新主体，在产业链上、中、下游各个生产环节，围绕核心技术进行分工协作、连接互补的一系列创新活动的集合[13]。基于创新链视角对锂电池[14]、海洋渔业[15]、地理信息产业[13]等新兴产业创新发展态势与效率的研究成为当今热点。三是对产业链与创新链关系的研究。从探讨双链关系[16]向更为综合的产业链—创新链—人才链[17]、产业链—创新链—人才链—资金链[18]等多元关系拓展。研究方法从定性分析双链融合的内涵、机制与路径，到运用耦合协调度模型[19]、复合系统协同度模型[20]等定量模型测度链条融合水平，深化了对双链融合动态过程的理解并为政策制定和实践操作提供数据支撑。在此背景下，锂电池产业作为创新驱动的新兴领域，因其在新能源领域的关键地位和对可持续发展的重要影响，其创新空间分布与驱动机制的深入探讨尤为重要[21]。锂电池产业的创新发展是一个多维度的复杂过程，涵盖了政策支持[22]、市场激励[23]、资源禀赋[24]、企业引领[25]等多重影响，这些因素相互作用共同塑造了锂电池产业的全球创新网络，并促进了知识的有效流动，为新能源的可持续发展提供坚实基础。
综上而言，国内外关于产业链与创新链的研究已经取得相对丰富的成果，但基于产业链与创新链相结合的空间耦合视角探究两链条间耦合关系的研究仍有待深化。因此，本文期望解决好以下科学问题：①中国锂电池产业链与创新链的时空演化特征是怎样的?②产业链与创新链在空间上是否耦合?③影响中国锂电池产业创新发展的影响因素有哪些?其产业集聚通过何种机制驱动创新发展?为此，本文首先利用空间分析方法对锂电池产业链和创新链的时空演变格局进行研究；其次采用空间耦合模型计算中国锂电池产业和创新重心与区位商，量化两者空间上的耦合程度；最后构建空间计量模型，探究产业集聚与创新集聚之间的深层次关系，并识别影响中国锂电池创新发展水平的关键因素。

1 理论基础与研究框架

1.1 产业链与创新链耦合理论分析

在知识经济时代，创新是经济发展、产业升级和结构转型的关键驱动力[26]。通过人才、资本、知识、技术等创新要素的空间重组形成增长极，既催生产业集聚又诱发技术虹吸效应。当某个区域面临发展停滞或陷入传统产业的路径依赖时，创新是打破困境、实现转型升级的重要力量。通过引入新技术、新产业为经济发展提供新的增长点，帮助区域摆脱对传统产业的过度依赖，促进产业结构的升级和优化。对众多资源型城市而言，新能源产业成为突破传统路径依赖的关键，光伏、风电、储能等前沿技术为城市发展注入了新动能。
同时，产业集聚也通过知识溢出、规模经济等路径驱动产业创新，为新质生产力的发展营造良好外部环境。依据马歇尔外部性理论进行解释：①知识溢出效应。电池研发、生产、应用环节的专业化集聚促进了知识技术的空间汇聚，加速了创新主体间的交流合作与技术互补[27]，持续为产业“知识池”注入活力，显著提升整体创新水平[28]。②规模经济效应。锂电池产业链条形成的集群，使上中下游企业能够高效共享基础设施、研发设备等资源，有效降低了企业的生产与创新成本，提高了创新效率。③劳动力共享效应。产业集聚区内高端人才的自由流动促进了技术扩散和经验共享，为企业提供了丰富的人才储备，直接驱动技术进步与创新效率提升[29]。
但随着产业集聚程度日益加深，在享受其带来的正向效应时，也面临拥挤效应引发的负外部性挑战，显著削弱了新质生产力效能。①恶性竞争抑制创新。锂、钴、镍等关键原料稀缺性加剧了企业的资源争夺，新能源汽车爆发式增长诱发了激烈价格战。这种竞争态势削弱了企业间的合作意愿，导致技术锁定和专利产出减少。②中小企业创新困境。占行业95%的中小企业受限于规模小、研发能力弱等问题，高投入门槛使其难以掌控核心技术，拉低整体创新效率。③区域发展失衡加剧。高能级城市对周边人才、资金、技术的虹吸效应[10]，进一步恶化了资源错配与空间失衡。这三重负外部性制约了产业可持续发展。

1.2 研究框架

在产业集聚过程中，集聚区内的企业同时受到集聚效应和拥挤效应的双重作用。当集聚程度超过某一门槛时，集聚效应会被拥挤效应所取代。因此，为充分发挥新质生产力对产业链和创新链的赋能作用，需要平衡集聚效应和拥挤效应。结合研究内容和理论基础，本文构建研究框架如图1所示。
图1 研究框架

Fig.1 Research framework

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

本文的数据有3部分：①企业数据。主要来源于企查查数据库（https://www.qcc.com/）。首先以“锂电池”“锂离子电池”为核心关键词，扩展检索“正极材料”“隔膜”等产业链相关术语，选择“有限责任公司”和“股份有限公司”；然后根据企业经营范围进行筛选和清洗，截至2022年12月31日共获得注册企业36393家（其中上游2993家、中游5408家、下游27992家）。②专利数据。主要来源于智慧芽专利数据库（https://www.zhihuiya.com/）。首先采用专利IPC分类代码结合主题词的检索策略，依托国家知识产权局《“新三样”相关技术专利分类体系（2024）》结合主题词“锂电池”“锂离子电池”检索，并聚焦创新性更强的发明申请专利[30]；然后根据专利摘要信息进行清洗和分类，截至2022年12月31日共获得专利79340条（其中上游47866条、中游14583条、下游16891条）。③面板数据。主要来源于《中国城市统计年鉴》及地方统计年鉴。以地级行政区为研究单元，基于数据的可获得性，剔除自治州、地区、盟，以及港澳台地区，保留293个地级市和4个直辖市共297个地级以上城市（文中简称城市）样本进行空间溢出效应分析。

2.2 锂电池产业链划分

本文首先对锂电池产业流程进行梳理（图2），在此基础上细分核心环节：首先是锂电池正负极材料、隔膜、电解液4大材料及其辅材和锂电设备的生产和制造，随后通过锂电设备将锂电材料制造为锂电芯。锂电芯封装后集成线束和PVC膜构成电池模组，再加入电池管理系统BMS进行监测和管理形成锂电池包。按照不同性能和用途将其划分为动力电池、储能电池、消费电池等不同类型并应用在不同领域，最后对废旧锂电池进行回收利用。基于此，本文将锂电池产业链划分为上游、中游和下游三大关键环节。
图2 锂电池产业链流程

Fig.2 Lithium battery industry chain process

2.3 研究方法

2.3.1 空间耦合分析

①空间重心模型。为从宏观层面刻画中国锂电池产业链与创新链的空间分布动态与耦合情况，本文引入空间重心模型[31]。该模型首先通过计算不同年份中国锂电池企业数和专利数的加权平均地理坐标，确定其重心位置及迁移轨迹；然后分析两重心间空间距离变化和移动方向夹角θ评估其空间重叠性与变动一致性。空间距离越近表明空间耦合性越好；变动一致性交角θ的余弦值C越接近1，表明两者变动轨迹越一致，耦合性越好。计算公式如下：
C = c o s θ = Δ x E Δ x P + Δ y E Δ y P Δ x E 2 + Δ y E 2 Δ x P 2 + Δ y P 2
式中：（x E， y E）、（x P， y P）分别表示中国锂电池产业和创新重心的地理坐标； Δ x、 Δ y分别表示两重心较上一年份的经度、纬度变化量。
②区位商。为从城市层面探讨中国锂电池产业链与创新链的耦合情况，本文选择区位商指数测度锂电池产业和创新的空间集聚水平[32]。计算公式为：
L Q E m = e m n / e m / E n / E
L Q I m = i m n / i m / I n / I
式中： L Q E m代表产业区位商； L Q I m代表创新区位商；m为城市；n为锂电池产业； e m n、 i m n分别为m市锂电池产业的企业数量和发明申请专利数量； e m、 i m分别为m市的企业数量和发明申请专利数量； E n、 I n为中国锂电池的企业数量和发明申请专利数量；E、I分别为中国的企业数量和发明申请专利数量。

2.3.2 空间计量模型

为充分考虑城市之间的交互作用和空间依赖关系，本文构建空间计量模型探究影响城市锂电池创新发展的关键因素[33]。空间计量模型是用来分析空间效应的实证模型，包括空间滞后模型（SAR）、空间误差模型（SEM）和空间杜宾模型（SDM）3种。模型的形式如下：
S A R : i n v t = ρ W i n v t + β X t + ε S E M : i n v t = β X t + μ ,       μ = λ W μ + ε S D M : i n v t = ρ W i n v t + β X t + W X t θ + ε
式中： i n v t为城市锂电池创新发展水平；W为空间权重矩阵；X为解释变量集； ρ为 i n v t的空间滞后项系数； β为自变量X估计系数； θ为自变量X空间滞后项估计系数； ε和 μ为随机误差项； λ为空间误差系数。

3 中国锂电池产业链与创新链的时空演化特征

3.1 锂电池企业与专利时序演化分析

研究期间，中国锂电池企业和专利数量快速增长，并呈现出显著的差异性与阶段性特征（图3）。从专利数来看，锂电池相关专利数量从2000年的35件增长到2022年的79353件，年均增长率达31.5%。其中，上游关键材料（正极材料、负极材料、隔膜和电解质）领域因其技术密集、成本占比高且直接决定产品核心性能，成为创新链中专利申请最集中的领域，专利增长尤为显著。从企业数来看，企业总数从2000年的796家攀升至2022年的36393家企业，年均增长率达13.7%。受制于上游环节较高的技术壁垒，仅少数具备强大研发能力的企业能够立足并持续发展，故企业数量相对较少；而下游环节则随着锂电池在新能源汽车、储能等应用领域的快速扩张和需求激增，企业数量增长最为迅速。
图3 中国锂电池专利与企业数量时序变化

Fig.3 Temporal changes in lithium battery patents and enterprise numbers in China

依据中国锂电池产业演进、关键政策节点和专利/企业数据特征，可将其划分为2个阶段：①2015年前为初步发展期。该时期市场和技术尚处于探索阶段，产业链不完善。在政策引导和企业自主探索下，产业基本框架逐步构建，但企业和专利总量较少，市场竞争力有限。②2015年起进入发展跃升期。该时期国家出台了《锂离子电池行业规范条件》《中国制造2025》等一系列关键政策，对锂电池的生产规模、工艺技术、产品质量等提出了明确要求，推动了产业链的完善和市场规模迅速扩大。此阶段关键技术取得显著进步，企业和专利数量爆发式增长，宁德时代、比亚迪等头部企业迅速崛起并占据市场主导地位。鉴于此，本文选取2000、2015和2022年3个代表性时间节点对锂电池产业链与创新链进行深入剖析。
由图4可知，中国锂电池产业链企业数量变化伴随企业规模结构变革，形成“头部引领、长尾渗透”的协同发展格局。依据《统计上大中小微型企业划分办法（2017）》及综合经营数据，将企业划分为大、中、小、微4种类型。2000年，锂电池企业主要集中于北京、深圳等重点城市，大型企业占比较高。到2022年，小型与微型企业占比已超过80%，成为产业发展的重要力量。地方政府通过“专精特新”等政策措施引领中小企业差异化发展，其创新灵活性和市场敏感性有效弥补了技术积累短板；而大型企业则凭借技术引领优势与小微企业的灵活机制深度协同，构建起大中小微企业梯度衔接、创新要素高效配置的创新发展体系。
图4 中国锂电池产业企业规模演化

Fig.4 Evolution of enterprise scale in China's lithium battery industry

3.2 锂电池创新链时空演化分析

由图5可知，中国锂电池创新链各环节专利数量差距较大，其主要集中在京津冀、长三角、珠三角和中西部少量发达地区，并呈现从东部沿海逐渐向中西部扩散的趋势。2000年，锂电池技术尚处于起步阶段，专利数量较少且分布较为集中，主要在北京、广州等少量科研力量较强的城市。2015年，深圳、上海等沿海发达城市在锂电池技术创新活动中占据重要地位，专利数量显著增加。这些城市不仅经济发达，而且科技创新能力强，为锂电池技术的研发和应用提供了良好的环境和条件。到2022年，锂电池创新链的空间分布进一步向中西部扩展。除了深圳、北京、上海等东部大城市继续保持领先地位外，合肥、苏州、长沙、重庆等内陆城市也崭露头角，专利数量大幅度增长，形成更加广泛和多元的创新网络。
图5 中国锂电池创新链专利数的空间分布

注：基于自然资源部标准地图服务网站下载的审图号为GS（2019）1822号的标准地图制作，底图边界无修改。图6同。

Fig.5 Spatial distribution of patent counts in China's lithium battery innovation chain

3.3 锂电池产业链时空演化分析

由图6可知，中国锂电池产业链空间分布呈现显著的地域差异与阶段性演变，反映了技术进步、市场需求、政策导向和资源禀赋等对产业链布局的综合作用。2000年，受限于市场规模和技术成熟度，产业链各环节主要集中在北京、上海、深圳等科研与市场高地。2015年，伴随全球新能源产业蓬勃发展和国家政策的强力支持，空间格局发生显著变化。其中，上游环节在深圳、苏州、东莞等地形成产业集聚，青岛、长沙等成为重要节点；中游制造环节，深圳、广州保持领先地位，苏州、宁波、天津等制造业强市快速成长；下游应用环节，深圳在消费电子领域占据优势，北京、上海、重庆等城市展现出强劲发展潜力。到2022年，中国锂电池产业呈现“西进东优”的布局特征。其中，中西部城市如宜春、宜宾、遂宁、贵阳、西宁依托丰富锂矿资源在国家西部大开发等战略推动下快速崛起，形成新的产业集聚区；东部传统制造强市持续深化布局，深圳、北京、上海等城市强化产业优势，武汉、合肥等汽车工业基地加速向新能源转型，共同推动产业链向储能和新能源汽车领域延伸拓展。
图6 中国锂电池产业链企业数的空间分布

Fig.6 Spatial distribution of enterprise counts in China's lithium battery industry chain

3.4 中国锂电池产业与创新空间耦合分析

中国锂电池产业与创新空间耦合呈现“宏观协同—微观分异”的特征，反映了区域要素禀赋的异质性和国家战略引导下双链动态协调适配的过程。本文基于多源数据和多尺度分析方法，从宏观和城市2个尺度揭示其空间耦合特征。
在宏观尺度上，通过计算历年产业和创新重心坐标，发现两者整体呈现出“先东南后西进”的演变轨迹（图7）。2000—2015年，在东部沿海地区产业基础、政策支持、市场需求等驱动下，产业重心向东南方向移动193.53 km至29.58°N、115.59°E，创新重心同步向东南方向移动313.47 km至31.32°N、116.52°E。2015年后，在西部地区资源禀赋和政策红利的推动下，产业重心向西北方向移动110.92 km，创新重心则受西南地区科研优势吸引向西南偏移69.83 km。研究期内，产业与创新重心的空间距离由231.12 km缩小至92.95 km，空间重叠性与耦合性持续增强。其中，2000—2012年因东南沿海集聚效应变动一致性提升，2012—2015年因发展方向差异短暂减弱，2015年后在西部资源开发、新能源产业配套和政策支持下重新强化。这种动态的空间耦合关系既反映了产业受资源要素驱动、创新受人才技术引领的差异化特征，也体现了区域发展战略对双链协同的引导作用。
图7 2000—2022年中国锂电池产业与创新重心耦合分析

Fig.7 Trajectory of the shift in China's lithium battery industry and innovation centers (2000-2022)

在城市尺度上，基于区位商分析方法，构建四象限评价模型（图8）。将城市划分为4种类型：H-H型、L-H型、L-L型、H-L型。结果显示，2000年多数城市产业和创新集聚程度较低，深圳凭借电子制造业率先形成产业集聚，广州、厦门因开放政策成为锂电池创新高地。2015年进入快速发展期，产业空间显著扩张，宁德依托宁德时代、惠州依托亿纬锂能成为创新高地。深圳虽保持下游产业优势但锂电池尚未成为其核心创新领域，影响了其创新区位商的表现。到2022年，荆门、新余等资源型城市通过全产业链布局实现产业规模与创新能力的提升，宁德、惠州维持创新高地地位，深圳凭借电子制造体系保持应用端领先，而合肥凭借新能源汽车产业、长沙依托中南大学人才资源分别形成特色产业高地。
图8 中国锂电池产业与创新协同分析

Fig.8 Synergistic analysis of China's lithium battery industry and innovation

4 中国锂电池创新发展的驱动机制

4.1 变量选取

为进一步探讨锂电池创新发展空间格局背后的驱动机制，结合相关理论，本文以锂电池创新发展水平为被解释变量，从产业集聚水平、相关产业基础、政府支持力度、经济基础条件、对外开放程度、科技创新环境6个维度探究中国锂电池的创新发展空间分布差异的影响因素（表1）。
表1 变量选取与描述性统计

Tab.1 Variable selection and descriptive statistics

性质 变量类型 变量名称 符号 最小值 最大值
被解释变量 创新发展水平 锂电池创新产出（件） innovation 0 6894.00
核心解释变量 产业集聚水平 锂电池产业集聚 agg 0 23.58
锂电池产业集聚的平方 agg2 0 556.02
控制变量 相关产业基础 符合国家《锂离子电池行业规范条件》企业数量（家） rbc 0 6.00
政府支持力度 官网政策文件检索数（个） pfd 0 119.00
经济基础条件 制造业从业人员数（万人） mie 0.01 247.75
固定资产投资总额（万元） fai 33504.00 4.01e+08
第二产业增加值占GDP比重（%） sev 8.85 73.03
对外开放程度 货物进出口总额（万元） tge 34.00 4.19e+08
实际使用外资金额（万美元） fdi 0 3.08e+06
科技创新环境 每万人绿色专利申请量（件/万人） gpa 0 55.38
科学教育支出比重（%） ses 4.75 34.92
R&D内部经费支出（万元） rd 2.00 3.36e+07
普通高等学校学校数（所） hes 1.00 93.00
①被解释变量：锂电池创新发展水平。以每个城市锂电池发明申请专利数量表征该地区的创新发展水平。专利数量与创新活动联系紧密，其详细地址和日期信息为测度创新时空演化提供可能，是衡量创新发展水平的理想指标。
②核心解释变量：锂电池产业集聚水平。以每个城市锂电池产业区位商表征该地区的产业集聚水平。为探究产业集聚与创新之间的倒“U”型关系，引入产业区位商的二次项。
③控制变量：参考已有文献的做法[5]，本文从相关产业基础、政府支持力度、经济基础条件、对外开放程度、科技创新环境方面考虑影响城市锂电池创新发展水平的控制因素。为避免伪回归问题，本文对所有变量进行HT、IPS与ADF单位根平稳性检验。结果显示，多数变量为平稳序列，少数非平稳变量经一阶差分处理后平稳。Kao协整检验（ADF=-9.487***）结果显示非平稳变量与被解释变量间存在显著的长期协整关系，可对模型进行回归分析[34]。

4.2 空间计量模型设定与检验

由于锂电池产业发展初期企业和专利数较少，为保证计量分析的严谨性，本文选取2015—2022年进行空间溢出效应研究。结果显示，全局莫兰指数显著为正（P<0.01），表明中国锂电池产业和创新分布呈现明显的空间集聚特征，需采用空间计量模型以尽量避免因忽视空间因素产生的偏误。
基于时空演变格局分析揭示的邻近城市集聚特征，选择地理邻接矩阵为空间权重矩阵。为降低异方差对模型的影响，对所有变量进行对数化处理。由表2可知，LM检验、LR检验、Huasman检验、Wald检验等一系列检验结果均在0.01的水平下显著拒绝原假设，表明应选择固定效应SDM模型。进一步地，比较不同固定效应设定下的模型表现，发现个体—时间双向固定效应SDM模型具有最优拟合优度（R2=0.827），故采用此模型分析锂电池创新发展的影响因素及其空间效应。
表2 空间计量模型适用性检验结果

Tab.2 Results of the applicability test of the spatial measurement model

检验统计量 统计值 P值 检验统计量 统计值 P值
LM-Error 550.017*** 0.000 LR Lag 181.37*** 0.000
LM-Lag 194.813*** 0.000 Wald Error 161.94*** 0.000
Robust LM-Error 358.782*** 0.000 Wald Lag 87.83*** 0.000
Robust LM-Lag 9.218*** 0.002 Hausman 103.29*** 0.000
LR Error 146.33*** 0.000

注：***、**、*分别表示在0.01、0.05、0.10的水平上显著。表3同。

4.3 中国锂电池创新发展驱动机制分析

本文采用空间杜宾模型（SDM）进行估计（表3）。为进一步检验空间溢出效应的影响，通过偏微分方法将总效应分解为直接效应（自变量对本地因变量的影响）和间接效应（自变量对邻地因变量的影响）；为检验模型结果的稳健性，构建经济距离矩阵和地理距离矩阵进行稳健性检验。在不同空间权重矩阵下，各变量回归系数符号和显著性没有发生明显变化，证明本研究结果具有较强的稳健性。
表3 不同回归模型对比及空间效应分解

Tab.3 Comparison of different regression models and spatial effect decomposition

模型
变量		 地理邻接 经济距离 地理距离
直接效应 间接效应 直接效应 间接效应 直接效应 间接效应
lnagg 3.011*** -0.430 3.316*** 0.877* 3.224*** -3.578
lnagg2 -1.324*** -0.111 -1.549*** -0.355 -1.447*** -1.330
lnrbc 0.312*** -0.047 0.370*** 0.021 0.323*** -0.435
lnpfd 0.302*** 0.016 0.317*** 0.083 0.306*** 0.184
lnmie 0.335*** -0.296*** 0.323*** -0.296** 0.342*** -2.170***
lnfai 0.098*** -0.190*** 0.073*** 0.035 0.070*** -1.005**
lnsev 0.006 -0.066 -0.019 0.083 0.051 -6.045***
lntge 0.069*** 0.085*** 0.132*** -0.030 0.062*** -0.040
lnfdi 0.066*** 0.061*** 0.065*** -0.039* 0.048*** 0.896***
lngpa 0.628*** 0.007 0.621*** -0.185 0.576*** 1.372**
lnses 0.345*** 0.402** 0.460*** 0.583** 0.137 4.622***
lnRD 0.051*** 0.176*** 0.061*** 0.045 0.070*** 1.673***
lnhes 0.233*** -0.118* 0.225*** 0.254*** 0.254*** -3.385***
样本数 2376 2376 2376 2376 2376 2376
R2 0.827 0.827 0.833 0.833 0.824 0.824
①锂电池产业集聚对城市创新发展存在双重效应。首先，锂电池产业集聚对城市创新呈现核心城市虹吸发展的模式。在3种空间权重矩阵下，锂电池产业集聚的直接效应显著为正，但间接效应为负，表明高产业集聚度城市通过技术垄断形成创新极核，导致周边城市创新要素流失，形成“虹吸效应”。其次，锂电池产业集聚对其创新发展也存在“门槛效应”。锂电池产业集聚度的二次项的直接效应与间接效应均为负，证实产业集聚与创新发展呈倒“U”型关系。说明适度的产业集聚虽能促进知识溢出，但当产业集聚超过临界值后，企业间恶性竞争削弱创新合作并加剧技术锁定，引发“集聚陷阱”。
②锂电池的创新发展受到多维度因素的共同影响。政府支持力度对锂电池创新发展表现出显著的促进作用和正向溢出效应，表明政策协调能有效突破行政边界推动区域交流合作。而行业规范企业虽能提升本地锂电池创新水平，但其空间溢出效应不显著，反映出当前行业政策在促进区域协同创新中仍存在局限。制造业从业人员数、固定资产投资总额和普通高等学校数3个指标分别代表了锂电池产业发展所需要的人才储备、资金投入和技术资源，虽对本地创新有显著的正向作用但空间溢出效应为负，印证了核心城市虹吸效应导致周边地区人才资本外流的技术迁移困境。相比之下，货物进出口总额、实际使用外资金额等全球化要素和每万人绿色专利申请量、科学教育支出比重、R&D内部经费支出等创新环境要素均表现出显著的正向空间溢出效应，凸显全球产业链和创新网络外部性，通过知识扩散辐射周边区域的核心价值。因此，锂电池产业创新必须超越单一城市局限，构建要素流动、政策协调和创新共享的区域协同机制实现产业高质量发展。
为进一步考察核心解释变量的空间异质性，本文按东、中、西部地区进行分样本回归。结果显示，产业集聚与城市创新发展之间的倒“U”型关系在3大区域均显著（东部总效应为-1.259***，中部总效应为-1.683***，西部总效应为-1.104***），与主回归结果总体一致，表明结论有较强稳健性。

4.4 中国锂电池创新发展驱动模式分析

基于以上分析内容，本文提炼出中国锂电池产业创新发展的4种模式：
①人才技术引领模式。锂电池产业作为技术密集型产业，对高校和科研院所的科技支撑和人才培养高度依赖。高校和科研院所的高科技专业人才成为锂电池产业创新发展的主导力量，推动技术创新和产业升级。如北京、上海凭借雄厚科研资源，长沙依托中南大学锂电池技术人才培养优势，通过科技成果转化与高端人才输送，为产业升级提供核心支撑。
②龙头企业带动模式。锂电池的创新发展呈现出显著的龙头企业带动特征。以宁德时代（宁德）、亿纬锂能（惠州）、赣锋锂业（新余）为代表，通过技术溢出、产业链整合、资本带动、市场拓展以及人才培养等多维度策略推动当地锂电池产业的创新发展。典型案例包括宁德时代专利全域布局带动区域产业链升级，惠州龙头企业集群构建专利保护网络激活本地创新生态等。
③政策资源驱动模式。政府把握新能源产业的发展机遇，通过制度创新将资源优势转化为技术创新能力。宜春、宜宾、遂宁等地具有丰富的锂矿资源，贵阳依托磷矿资源，西宁凭借盐湖优势，将矿产开发与技术创新绑定，以资源赋能创新。而常州、枣庄等城市则凭借政策引领抢占了锂电池发展先机。其中常州依托储能技术研究院形成技术专利集群，枣庄通过设立“锂电大脑”突破锂电池技术瓶颈，加速锂电池产业革新。
④集群协同创新模式。以市场需求牵引产业链深度耦合。随着新能源汽车、储能设备及消费电子产品的快速发展，锂电池作为关键组件需求急剧攀升，促使整个产业链的完善升级，深圳、合肥等地形成市场导向型集群创新模式。其中，深圳作为重要的电子产品制造中心，充分利用了下游市场的驱动力，通过终端产品创新倒逼锂电池技术升级；而合肥则依托奇瑞汽车、江淮汽车等整车企业需求牵引，构建特色创新发展模式。

5 结论与讨论

5.1 结论

在追求“双碳”目标和进行能源转型的背景下，锂电池产业在当代社会具有举足轻重的地位。作为电动汽车、储能系统等新能源应用的核心动力源，锂电池推动了新能源革命，为可持续发展和减少碳排放发挥了关键作用。本文基于锂电池细分行业的上中下游企业和专利数据，刻画了中国锂电池产业链和创新链的时空演化格局和耦合关系，并探讨了影响中国锂电池创新发展水平的因素。主要结论如下：
①在空间分布方面，锂电池产业不同环节表现出差异化的空间布局特征。其中，上游生产环节，特别是锂电材料企业逐渐偏向青海、西藏、四川、云南等西部矿产资源丰富地区，而创新中心则集中于京津冀、长三角、珠三角等经济发达、科研实力雄厚的城市群；而在中游和下游环节，则主要集聚于广东、江苏、浙江、山东等产业基础良好、劳动力丰富、市场需求旺盛的东部沿海城市，并呈现出从东部逐渐向中西部扩散的趋势。
②在产业和创新的空间耦合方面，呈现“宏观协同—微观分异”的特征。在宏观尺度，产业与创新重心呈现出先向东南再向西部转移的阶段性演变趋势，两者之间的空间距离逐渐缩小，空间耦合度显著提升。在城市尺度，多数城市仍面临产业集聚不足与创新滞后的困境，尚未形成良性的产创融合格局。部分城市虽通过要素整合实现局部突破，但整体仍存在“强制造—弱研发”“技术孤岛”“产业断链”等矛盾。
③在影响机制方面，锂电池创新发展受到多种因素的影响。锂电池产业集聚对其创新发展具有显著的推动作用，但这种推动作用存在“门槛效应”，过度的产业集聚会对创新产生负向影响。中国锂电池创新发展的驱动因素还包括相关产业基础、政府支持力度、经济基础条件、对外开放程度、科技创新环境等多个方面，这些因素作用强度存在显著差异。其表现出人才技术引领模式、龙头企业带动模式、政策资源驱动模式、集群协同创新模式4种创新发展驱动模式，并在各因素综合作用下塑造了锂电池产业创新发展的复杂格局。

5.2 讨论

本文从产业链和创新链视角审视中国锂电池产业的空间分布格局和影响机制，提高了对双链融合发展的理解，也为城市在锂电池产业的高质量发展中提升竞争力。基于以上研究结论，本文得到以下启示：
①优化中国锂电池产业的空间布局。一是要因地制宜，明确各区域锂电池特色发展方向。发挥西部地区资源优势，引导锂电池资源开发加工型企业向西部转移，提高新能源产业链与供应链韧性，培育企业深加工能力以延长产业链、提升资源附加值；强化东部地区创新引领地位，依托其高校、科研机构和企业的创新集聚优势，重点突破高能量密度电池、固态电解质等关键材料技术，加速创新成果转化应用。二是要促进区域协调发展，构建优势互补、融合互促的产业生态体系。鼓励创新领先城市向产业主导城市输出技术，支持制造基地城市为创新成果提供产业化应用场景；搭建资源共享平台促进东中西部创新要素高效流动，通过产业链与创新链深度协同，将新质生产力培育融入区域协调发展过程，发挥创新引领和产业升级作用。
②注重多因素协同对中国锂电池产业创新发展的驱动效应。应充分发挥政府干预调控器、人才技术催化剂、龙头企业“领头雁”、对外合作连接器的作用，利用产业集聚带来的规模效应，提升整体创新能力；政府需动态调控锂电池企业密度，合理规划引导企业适度集聚；强化人才技术的基础性作用，依托高校和科研院所搭建区域创新网络，建设国家级锂电池研发平台，促进知识溢出和人才流动；突出龙头企业的引领和带动作用，通过专利共享、供应链协作等方式，带动中小企业创新发展。
本文探讨了中国锂电池产业链与创新链的时空演化格局及其耦合关系，并对创新的影响因素进行分析，不仅丰富了产业链与创新链双链耦合空间关系的研究，也为优化中国锂电池产业布局、促进产创优势融合提供了实证支持，为锂电池产业的发展规划和政策制定提供了有益参考。未来将进一步拓展数据来源，增加企业间分工联系、产学研创新合作等方面的数据收集与分析，为产业链与创新链的研究提供更丰富的实证支持。

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