基于專利視角的遼寧省高性能膜材料領域現狀分析

李 俏，關永彬

（遼寧省重要技術創新與研發基地建設工程中心，遼寧 沈陽110168）

膜是一種單位結構，其三維中的一個維度尺寸比另兩個維度要小很多，并可在推動力下進行質量傳遞，這是國際理論與應用化學聯合會（IUPAC）給出的膜的定義。高性能膜材料是新型高效分離技術的核心材料，其發展得到了全球范圍的高度重視，多國政府將膜技術作為21 世紀高新技術進行研究與開發，制定了相應的研究開發計劃，促進了膜材料技術和產業的強勁發展[1]。

專利是反映技術全球化、市場化和競爭優勢的重要指標，是反映一個國家或組織技術創新能力的重要指標，對于優化科技管理、制定產業政策、指導研發方向、規避市場風險具有重要意義。依據《戰略性新興產業分類2018》中涉及的“高性能膜材料”重點產品，通過關鍵詞制定檢索策略，對遼寧省范圍內2009—2019 年專利申請量進行客觀分析與評價[2]。

1 遼寧省高性能膜材料領域專利申請量概況

遼寧省在高性能膜材料領域2009—2019 年專利申請量為2 651 件，其中發明2 075 件，實用新型576 件，發明專利申請量遠高于實用新型，占總專利申請量的80%以上，可見遼寧省申請人對發明專利的重視程度，具體走勢如圖1所示。

圖1 2009—2019 年遼寧省高性能膜材料領域專利申請量分布情況

檢索時間為2019 年底，由于專利從申請到公開最晚需要18 個月的時間，囿于這種審查制度以及檢索系統可能存在的更新時滯，2019 年較多申請仍未公布，無法反映技術發展和申請量的總體趨勢，暫不列在分析范圍之內。除2014年專利申請量略有下降，總體呈增長趨勢，2018 年達到最高值，專利申請量為313 件，是2009 年的近3 倍，是2010年、2011 年的近2 倍。2019 年雖為不完全統計，但目前已達到250 件，預計申請量會超過2018 年。

從省內各市的專利申請量分布情況來看，大連市占據超過一半的份額，為51.7%，沈陽市占比30.4%，大連、沈陽兩市所占比例超過80%，這與兩市科研實力和對知識產權的重視程度密切相關。盤錦市、鞍山市、錦州市和營口市分別排在第3～6 名，占比分別為4.0%、2.9%、2.2%和2.0%，余下各市專利申請量均在50 件以下。對重點城市專利申請量逐年進行分析可知，大連市各個年份的專利申請量均高于其他城市，但波動較大，2012—2013 年專利數達到高峰，2014 年略有下降，之后平穩上升。沈陽市專利申請量處于平穩發展狀態，2011 年以后每年均在60～100 件之間浮動。盤錦市在2013 年以前基本處于“0”基礎的狀態，但在2014年以后逐年上升，勢頭良好。鞍山市每年專利申請量基本在20 件以內波動，2012 年和2015 年出現小高峰，2016 年以后略顯薄弱。

從申請單位來看，中國科學院大連化學物理研究所、大連理工大學、中國科學院金屬研究所是遼寧高性能膜材料研發的主要力量，相關專利數均在100 件以上。東北大學、新源動力股份有限公司（由中國科學院大連化學物理研究所、蘭州長城電工股份有限公司等單位共同發起設立的股份制企業）專利申請量在50～100 之間，分列第4、5 名。前5家申請單位2009—2019 年間專利申請量變化趨勢如圖2 所示，中國科學院大連化學物理研究所在2012—2016 年申請專利申請量較多，而2016 年以后出現下降的趨勢。大連理工大學從2015 年開始對高性能膜材料的關注度大幅度上升，2017、2018 年平均專利申請量達到60 件。中國科學院金屬研究所平均每年在20 件上下浮動，發展較為平穩。東北大學在2016 年以后發展勢頭良好，呈上升趨勢。新源動力股份有限公司在2013 年以前每年都有一定數量的專利申請，2014 年以后在此領域關注度下降，專利申請量逐漸減少。

圖2 前5 名申請單位2009—2019 年專利申請量變化趨勢

2 省內優勢領域分析

從IPC 分類來看，遼寧省高性能膜材料在國際專利分類（IPC）所包括的8 個大類均有分布，但IPC 大類無法直觀體現產品分布，因此需要進一步具體分析。

將專利按主IPC 小類進行劃分，H01M 和B01D 兩個小類占據了絕對優勢，分別為436 件和435 件。專利申請量在100 件以上的還有C23C、C02F 和H01L，具體釋義可參照表1。

表1 專利申請量排名前5 的IPC 小類釋義

可見，遼寧省在電池用膜、分離膜方向有較大優勢，在沉積膜、水處理膜以及半導體鍍膜方向上有一定積累，考慮申請單位和發明人等綜合因素，歸納遼寧省高性能膜材料優勢領域如下。

電池用膜。中國科學院大連化學物理研究所在燃料電池用離子（質子）交換膜和液流電池用非氟離子傳導膜方面占據領先地位。發明人張華民是研究所質子交換膜燃料電池關鍵材料及技術研究組組長，研究方向主要集中在液流電池用非氟離子傳導膜的技術研究和產業化。同時，邵志剛（研究所燃料電池系統科學與工程研究組組長）、李先鋒、衣寶廉（中國工程院院士）、孫公權等發明人的研發能力和持續性均較強，為研究所在此領域保持絕對優勢提供了支撐。新源動力股份有限公司在燃料電池用質子交換膜、雙極板、膜電極等方向有所側重，發明人侯中軍畢業于中科院大連化學物理研究所，擔任公司副總及總工程師，多年來致力于燃料電池發動機及其零部件的研究與開發工作。作為企業發明人，在2015 年以前專利數十分突出，之后在高性能膜材料領域鮮有專利布局，研發活力稍顯薄弱。大連理工大學在燃料電池用陰離子交換膜方向也有一定的專利布局，發明人賀高紅是大連理工大學膜科學與技術開發研究中心主任，同時擔任膜技術國家工程研究中心研發基地主任，團隊成員焉曉明在2015 年以后一直處于研發活躍狀態，研發后勁十足，前景值得期待。中國科學院金屬研究所在電池隔膜方向有一定布局，發明人嚴川偉擔任遼寧省先進電池材料工程技術研究中心主任，近10 年每年均有新增專利，研發實力可見一斑。

分離膜。大連理工大學在分離膜方向取得了一定的成績，研究重點包括分子篩膜、陶瓷復合膜、炭復合膜、碳納米管中空纖維膜等；中國科學院大連化學物理研究所在納濾膜方向有所研究，天邦膜技術國家工程研究中心有限責任公司在纖維膜方向有一定的側重，發明人曹義鳴是大連膜工程研究發展中心副主任，兼任天邦膜技術國家工程研究中心有限責任公司首席科學家、總工程師，并任大連化學物理研究所“膜技術組”組長，在此領域有較強的研發活力。

鍍覆膜。中國科學院金屬研究所在電弧離子鍍膜方向上有所側重。沈陽拓荊科技有限公司在沉積膜方面有所布局。

水處理膜。大連理工大學在廢水處理生物膜、氣液混合膜均有一定積累。

半導體鍍膜。中國科學院金屬研究所、沈陽拓荊科技有限公司在半導體鍍膜方面有所側重，中國科學院大連化學物理研究所在硅基薄膜上有一定的研究。

3 對策建議

提升專利保護意識。作為東北老工業基地的重要省份之一，遼寧省在學術積累、人才積累方面有一定優勢，但在知識產權方面重視程度略顯不足。在外國企業、長三角、珠三角等發達地區專利的嚴密布局下，不僅要重視技術創新水平的提升，更應注重知識產權的保護。因此，提高法律意識和風險防控能力，是未來持續、健康發展的必由之路[3]。

加強省內科研院所、高校與企業的密切合作。企業是直接面向市場的，在職科研人員同時在企業進行研發活動，能夠促進成果轉化及生產力的進步。例如，大連融科儲能技術發展有限公司是由中國科學院大連化學物理研究所和大連博融控股集團有限公司共同出資組建的高技術企業，是強強合作的典型代表。電池用膜作為遼寧省內高性能膜材料的優勢領域，應在保持基礎研究不放松的前提下多面向市場，創造效益。