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從專利分析看國內外氫燃料電池技術重點和熱點

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發表時間:2021-07-28 11:07

采用德溫特專利數據庫和Incopat數據庫,結合關鍵詞、IPC分類、德溫特手工代碼的方法進行專利數據采集,截至2017年3月,共得到德溫特專利118,362件(專利族)、中國發明和實用新型專利23,544件。對氫能及氫燃料電池專利進行分析,有助于整體了解氫能及氫燃料電池領域專利技術的發展現狀趨勢、技術重點熱點、區域競爭格局、競爭機構情況。本期周報奉上氫燃料電池的技術趨勢和技術重點與熱點。

一、燃料電池專利規模趨勢

1. 專利技術經歷高速增長后的回落過程中



專利年度分布

圖中揭示的是國際和國內專利的年度分布情況??紤]到專利一般從申請到公開需要長達1年甚至3年的時間,因此專利年度申請數量在2015年(包括)以后出現失真。2015-2016年專利分布情況可以參考年度專利公開數量。

全球專利申請方面,燃料電池技術20世紀50年度國際上已有專利申請。圖中藍色和紅色曲線為全球專利年度申請和公開量??傮w上看,燃料電池專利技術年度申請數量在經歷1999年至2007年持續高速增長之后,年度專利申請數量開始出現下滑,目前仍處于下滑過程中,有企穩的跡象。

中國專利申請方面,圖中綠色和紫色曲線為中國專利年度申請和公開量。從時間上看,國內的研發落后國際將四十多年,1998年開始出現燃料電池中國專利,年度申請數量增長速度較為均衡,與國外不同的是,增長趨勢一直延續至今,未出現明顯的回調。

2. 新技術占比趨于減少

圖中將IPC分類號數量近似算作技術的數量,深藍色表示當年新出現的技術,淺藍色表示當年之前已經存在的技術。圖中顯示,燃料電池技術在1999年前后,新技術和已有技術同步快速增長,發展到2006年,隨著年度技術數量基本保持平穩,新技術的比例呈現下降趨勢,反映出行業技術趨于成熟。


技術趨勢

3. 新增研究人員不斷涌入

圖中綠色表示當年投入的新增研究人員(這些研究人員之前未申請過專利),淺綠色表示當年投入的現有研究人員(這些研究人員之前已有專利申請)。圖中顯示,2000年前后燃料電池技術領域研發人員開始快速涌入,尤其在2005年這個趨勢更加明顯??傮w而言,新增研究人員不斷進入這個行業,占據近半的比重。


研究人員趨勢

4. 專利技術大量存在于大型企業

圖中將申請專利的企業按數量劃分成5個等級,用不同顏色圓環加以區分,代表每一類企業申請專利數量之和。圖中可以看出,擁有100件以上專利的大型企業專利總和占據燃料電池專利技術總量的49%;擁有1-20件專利的小微型企業專利總量占比36%。顯示了專利技術被大型企業掌握,技術市場趨向成熟。


機構活躍度

二、燃料電池技術重點和熱點挖掘

1. 國際研發重點指向電極、控制、制氫、儲氫、電解質膜、固體氧化物燃料電池技術等

使用湯森路透公司Thomson Innovation,將專利數據通過文本聚類,繪制產業技術研發重點的專利地形圖。山峰表示專利技術的集中區,山峰顏色越淺,專利越密集。圖中顯示,國際燃料電池技術研究重點包括,聚合物膜、固體氧化物燃料電池、電極催化層、改性催化劑、儲氫材料、電壓電流控制、移動設備應用等技術。

依據專利分類排序統計可知,國際燃料電池技術研發的重點依次為電極、控制、制氫、儲氫、電解質、外殼密封等技術。


國際技術重點(文本聚類)

資料來源:Thomson Innovation


國際關鍵技術排名(專利分類)

2. 國內技術研發重點指向電極、制氫、儲氫、電解質膜、控制、催化劑等技術

文本聚類圖顯示,國內燃料電池各技術研究較為均衡,研究重點包括聚合物膜、電動機及其控制、電壓電流控制等技術。

專利分類排序統計可知,國內燃料電池技術研發的重點依次為,電極、制氫、儲氫、電解質、控制、催化劑等技術。


國內技術重點(文本聚類)

資料來源:Thomson Innovation


國內關鍵技術排名(專利分類)

3.國際熱點技術--電解質、外殼和密封、催化劑、膜電極組件等技術成為熱點

選取最早優先權年時間段2007-2016年(紅色表示)代表近期專利技術, 2006年及之前(藍色表示)代表早期專利技術。早期專利數量(藍色)占專利總量的51.4%,在圖中畫一條綠色基準線,超過基準線代表技術熱點的遷移。

圖中可以看出,電解質、外殼和密封、催化劑、膜電極組件等技術在最近幾年的發展速度超過平均發展速度。顯示這些技術為近期燃料電池領域技術研發熱點,得到研發機構的追捧。


技術熱點遷移(國際)

4. 國內熱點技術--電解質、加熱和冷卻、催化劑等技術成為熱點

選取最早優先權年時間段2010-2016年(紅色表示)代表近期專利技術, 2009年及之前(藍色表示)代表早期專利技術。早期專利數量(藍色)占專利總量的46.9%,在圖中畫一條綠色基準線,超過基準線代表技術熱點的遷移。

圖中可以看出,電解質、加熱和冷卻、催化劑等技術在最近幾年的發展速度超過平均發展速度。顯示這些技術為國內近期燃料電池領域技術研發熱點。


技術熱點遷移(國內)

三、燃料電池重要專利篩選

采用Innography專利分析平臺進行重要專利篩選工作。Innography具有專利強度分析功能,建立的專利指標體系包括專利引證次數和被引次數、專利族數量、權利要求項數量、專利涉及訴訟案件數量及賠償金額、專利從申請到公開的時間、專利年齡、專利異議和再審查、專利分類等十幾個指標,并賦予不同的權重計算而成。

通過使用Innography的專利強度分析,可以從海量專利數據中尋找關鍵專利、核心專利。這些關鍵專利涉及控制技術、制氫、儲氫、催化劑、電解質膜、燃料電池系統等技術等,這些專利都集中在美國專利。下表為專利強度為排名前30位的燃料電池技術專利。

燃料電池重要專利


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