基于專利信息檢索的我國鋁空氣電池技術研究

張慶

摘要：運用專利地圖方法對鋁空氣電池專利的年代分布、研發主體分布、相關專利法律狀態分析和核心技術IPC分布進行了統計分析，結合分析結果對我國鋁空氣電池未來的研發方向和發展趨勢提出了建議。

關鍵詞：信息檢索；專利地圖；鋁空氣電池

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

鋁空氣電池具備能量密度高、生產成本低等優點，是電動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帶動下，鋁空氣電池正受到資本市場越來越多的關注和追捧，國內包括云鋁股份、中國動力等企業紛紛上馬鋁空氣電池項目，意在探索未來市場與技術。目前，我國研究鋁空氣電池的企業和機構眾多，但存在缺乏全面系統的技術研發規劃、技術創新方向不明確等問題。

專利文獻記載著與科技發展密切相關的技術演化歷程和核心技術情報，通過對專利文獻分析獲取信息技術，可以幫助企業和機構了解未來鋁空氣電池創新趨勢，指明研究方向和發展對策。

1 專利信息檢索

專利地圖是通過定量的專利數據分析并轉化成直觀圖形的專利分析方法[1]。通過專利檢索系統結合統計學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狀態及主要技術方向。

利用國家知識產權局專利檢索及分析系統，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，共檢索出國內發明專利72條。

2 鋁空氣電池專利地圖分析

2.1 專利申請年代分布

運用SPSS軟件對公開的鋁空氣電池發明專利所屬年份進行統計分析，結果如圖1所示。由圖1可以看出，我國鋁空氣電池的技術研發始于1992年，在1992-2012年期間，鋁空氣電池技術專利申請數量一致處于低谷狀態，說明在這一段時間內國內研發機構對鋁空氣電池并未重視研發布局；自2013年開始，鋁空氣電池專利數量呈快速上升趨勢，由2013年專利公開量的5件上升到2017年的25件，年均增長率達到195%。這主要是因為國家十三五規劃將“新能源及新能源汽車”列為國家戰略新興產業，促成了新能源汽車及動力電池市場的快速增長，研發主體開始加強對鋁空氣電池的研發布局。

2.2 研發主體分布

研發主體的分布一定程度上反映了發明人在該領域的技術實力。鋁空氣電池共計47個發明人，發明人較為分散，多數發明人申請數量為1件。以發明人專利公開數2件及以上為統計對象，對公開的鋁空氣電池專利發明人進行統計分析，結果如圖2所示。

從圖2可以看出，國內鋁空氣電池研發的主要機構為科研機構、大學和新能源科技公司，其中昆明冶金研究院和哈爾濱工業大學在鋁空氣電池技術實力顯著，昆明冶金研究院注重對空氣電極的研發，而哈爾濱工業大學則注重對電解液循環系統的研發。值得注意的是，以吉利汽車為代表的汽車制造企業開始重視鋁空氣電池應用技術的研發，這預示著未來鋁空氣電池在新能源汽車領域的廣闊應用前景。

2.3 相關專利法律狀態分析

專利法律狀態一定程度反映了專利申請的質量。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33件（占45.9%）。以專利的授權量為對象進行統計分析，結果如圖3所示。2013以前（除1998年外），專利授權率均為100%，2013年至2016年專利授權率依次為60%、83%、72%、42%。由于發明專利審查時間周期較長，2017年公開的專利授權數量較少，授權率不具有對比意義。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率較高，這也說明了國內研發主體不斷重視鋁空氣電池技術的研究，技術研發實力和核心競爭力不斷增強。

2.4 核心技術的IPC分布

通過對專利的IPC進行統計分析，可以獲取該領域所涉及的關鍵技術肢體和研發重點[2]。本次共統計72件發明專利，以IPC大組為單位進行統計分析，結果如圖4所示。從圖4可以看出，鋁空氣電池核心技術領域主要集中在H01M12/00（混合電池及其制造），H01M4/00（電極）等方面，其他領域涉及較少。我國研發重點在電極材料、電極結構等，而在全球范圍內，除電極材料和電極結構外，電極催化劑、電解液循環等技術領域為研發熱點，國內在這些方面專利較少，需要加大力度進行研究。

3 結論

我國鋁空氣電池研發起步時間較晚，2013年以前只有少量研發機構涉足該技術領域，2013年以后受國家能源政策和產業政策的影響，專利申請數量呈快速增長。針對鋁空氣電池專利快速增長的發展態勢，根據專利分析結果提出以下建議：

（1） 均衡專利技術布局。國內鋁空氣電池核心專利主要側重電極材料和電極結構，催化劑、電解液、應用技術等領域研究較少，整體技術布局不夠均衡。研發機構應借助專利信息跟蹤國外鋁空氣電池技術發展熱點，均衡專利技術研發布局，補齊技術短板，同時應用積極申請國外專利保護，形成專利保護網。

（2） 加大專利成果轉化。我國鋁空氣電池的專利申請年增長率和專利年授權率逐年增高，研發實力和核心技術不斷增強，但研發主體以科研院所和大學為主，整體來看專利權向企業轉移很少。應加強研發機構和企業的技術合作，采取專利權轉移等形式，實現技術價值的市場化，在提升研發實力的同時推動鋁空氣電池應用推廣。

參考文獻：

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

[2] 王塑，張軍.基于專利分析的國內制氫技術發展態勢研究[J].世界科技研究與發展，2018，40（1）：50-60.

【通聯編輯：梁書】