基于專利信息檢索的我國鋁空氣電池技術(shù)研究

張慶

摘要：運(yùn)用專利地圖方法對鋁空氣電池專利的年代分布、研發(fā)主體分布、相關(guān)專利法律狀態(tài)分析和核心技術(shù)IPC分布進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合分析結(jié)果對我國鋁空氣電池未來的研發(fā)方向和發(fā)展趨勢提出了建議。

關(guān)鍵詞：信息檢索；專利地圖；鋁空氣電池

中圖分類號：G306 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2019）06-0230-02

鋁空氣電池具備能量密度高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，是電動(dòng)汽車鋰離子電池的理想替代品。在以特斯拉為代表的歐美汽車企業(yè)帶動(dòng)下，鋁空氣電池正受到資本市場越來越多的關(guān)注和追捧，國內(nèi)包括云鋁股份、中國動(dòng)力等企業(yè)紛紛上馬鋁空氣電池項(xiàng)目，意在探索未來市場與技術(shù)。目前，我國研究鋁空氣電池的企業(yè)和機(jī)構(gòu)眾多，但存在缺乏全面系統(tǒng)的技術(shù)研發(fā)規(guī)劃、技術(shù)創(chuàng)新方向不明確等問題。

專利文獻(xiàn)記載著與科技發(fā)展密切相關(guān)的技術(shù)演化歷程和核心技術(shù)情報(bào)，通過對專利文獻(xiàn)分析獲取信息技術(shù)，可以幫助企業(yè)和機(jī)構(gòu)了解未來鋁空氣電池創(chuàng)新趨勢，指明研究方向和發(fā)展對策。

1 專利信息檢索

專利地圖是通過定量的專利數(shù)據(jù)分析并轉(zhuǎn)化成直觀圖形的專利分析方法[1]。通過專利檢索系統(tǒng)結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件對鋁空氣電池專利檢索分析，繪制成專利地圖，從而揭示我國鋁空氣電池專利研發(fā)狀態(tài)及主要技術(shù)方向。

利用國家知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索及分析系統(tǒng)，采用主題檢索的方法，以“鋁空氣電池”為檢索詞，檢索年限為專利公開日截至2017年12月31日，共檢索出國內(nèi)發(fā)明專利72條。

2 鋁空氣電池專利地圖分析

2.1 專利申請年代分布

運(yùn)用SPSS軟件對公開的鋁空氣電池發(fā)明專利所屬年份進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如圖1所示。由圖1可以看出，我國鋁空氣電池的技術(shù)研發(fā)始于1992年，在1992-2012年期間，鋁空氣電池技術(shù)專利申請數(shù)量一致處于低谷狀態(tài)，說明在這一段時(shí)間內(nèi)國內(nèi)研發(fā)機(jī)構(gòu)對鋁空氣電池并未重視研發(fā)布局；自2013年開始，鋁空氣電池專利數(shù)量呈快速上升趨勢，由2013年專利公開量的5件上升到2017年的25件，年均增長率達(dá)到195%。這主要是因?yàn)閲沂逡?guī)劃將“新能源及新能源汽車”列為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，促成了新能源汽車及動(dòng)力電池市場的快速增長，研發(fā)主體開始加強(qiáng)對鋁空氣電池的研發(fā)布局。

2.2 研發(fā)主體分布

研發(fā)主體的分布一定程度上反映了發(fā)明人在該領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力。鋁空氣電池共計(jì)47個(gè)發(fā)明人，發(fā)明人較為分散，多數(shù)發(fā)明人申請數(shù)量為1件。以發(fā)明人專利公開數(shù)2件及以上為統(tǒng)計(jì)對象，對公開的鋁空氣電池專利發(fā)明人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如圖2所示。

從圖2可以看出，國內(nèi)鋁空氣電池研發(fā)的主要機(jī)構(gòu)為科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)和新能源科技公司，其中昆明冶金研究院和哈爾濱工業(yè)大學(xué)在鋁空氣電池技術(shù)實(shí)力顯著，昆明冶金研究院注重對空氣電極的研發(fā)，而哈爾濱工業(yè)大學(xué)則注重對電解液循環(huán)系統(tǒng)的研發(fā)。值得注意的是，以吉利汽車為代表的汽車制造企業(yè)開始重視鋁空氣電池應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)，這預(yù)示著未來鋁空氣電池在新能源汽車領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。

2.3 相關(guān)專利法律狀態(tài)分析

專利法律狀態(tài)一定程度反映了專利申請的質(zhì)量。72件公開專利中，在審專利25件（占34.7%），撤銷或駁回專利件14（占19.4%），專利授權(quán)33件（占45.9%）。以專利的授權(quán)量為對象進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如圖3所示。2013以前（除1998年外），專利授權(quán)率均為100%，2013年至2016年專利授權(quán)率依次為60%、83%、72%、42%。由于發(fā)明專利審查時(shí)間周期較長，2017年公開的專利授權(quán)數(shù)量較少，授權(quán)率不具有對比意義。從總體上來看，最近幾年我國鋁空氣電池的專利申請年增長率和專利年授權(quán)率較高，這也說明了國內(nèi)研發(fā)主體不斷重視鋁空氣電池技術(shù)的研究，技術(shù)研發(fā)實(shí)力和核心競爭力不斷增強(qiáng)。

2.4 核心技術(shù)的IPC分布

通過對專利的IPC進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以獲取該領(lǐng)域所涉及的關(guān)鍵技術(shù)肢體和研發(fā)重點(diǎn)[2]。本次共統(tǒng)計(jì)72件發(fā)明專利，以IPC大組為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出，鋁空氣電池核心技術(shù)領(lǐng)域主要集中在H01M12/00（混合電池及其制造），H01M4/00（電極）等方面，其他領(lǐng)域涉及較少。我國研發(fā)重點(diǎn)在電極材料、電極結(jié)構(gòu)等，而在全球范圍內(nèi)，除電極材料和電極結(jié)構(gòu)外，電極催化劑、電解液循環(huán)等技術(shù)領(lǐng)域?yàn)檠邪l(fā)熱點(diǎn)，國內(nèi)在這些方面專利較少，需要加大力度進(jìn)行研究。

3 結(jié)論

我國鋁空氣電池研發(fā)起步時(shí)間較晚，2013年以前只有少量研發(fā)機(jī)構(gòu)涉足該技術(shù)領(lǐng)域，2013年以后受國家能源政策和產(chǎn)業(yè)政策的影響，專利申請數(shù)量呈快速增長。針對鋁空氣電池專利快速增長的發(fā)展態(tài)勢，根據(jù)專利分析結(jié)果提出以下建議：

（1） 均衡專利技術(shù)布局。國內(nèi)鋁空氣電池核心專利主要側(cè)重電極材料和電極結(jié)構(gòu)，催化劑、電解液、應(yīng)用技術(shù)等領(lǐng)域研究較少，整體技術(shù)布局不夠均衡。研發(fā)機(jī)構(gòu)應(yīng)借助專利信息跟蹤國外鋁空氣電池技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)，均衡專利技術(shù)研發(fā)布局，補(bǔ)齊技術(shù)短板，同時(shí)應(yīng)用積極申請國外專利保護(hù)，形成專利保護(hù)網(wǎng)。

（2） 加大專利成果轉(zhuǎn)化。我國鋁空氣電池的專利申請年增長率和專利年授權(quán)率逐年增高，研發(fā)實(shí)力和核心技術(shù)不斷增強(qiáng)，但研發(fā)主體以科研院所和大學(xué)為主，整體來看專利權(quán)向企業(yè)轉(zhuǎn)移很少。應(yīng)加強(qiáng)研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)的技術(shù)合作，采取專利權(quán)轉(zhuǎn)移等形式，實(shí)現(xiàn)技術(shù)價(jià)值的市場化，在提升研發(fā)實(shí)力的同時(shí)推動(dòng)鋁空氣電池應(yīng)用推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 繆小明，湯松.基于專利地圖的混合動(dòng)力汽車技術(shù)路線研究[J].情報(bào)雜志，2013，32（5）：73-76.

[2] 王塑，張軍.基于專利分析的國內(nèi)制氫技術(shù)發(fā)展態(tài)勢研究[J].世界科技研究與發(fā)展，2018，40（1）：50-60.

【通聯(lián)編輯：梁書】