電化學領域IPC分類修訂概況分析

眭樂萍 梁歡

摘 要：【目的】近年來，電化學領域發展較快，急需新的IPC分類號以匹配行業發展。【方法】對比該領域修訂前后的分類變化，明晰新增加的技術細節，對比相關案例分類。【結果】修訂后的電化學領域，其IPC分類號能夠更加合理、準確地對該領域的技術方案進行分類。【結論】厘清電化學領域的技術分支，有助于專利行業的從業人員理解該領域的技術分支，進而提高檢索效率。

關鍵詞：IPC；C25B；電解；電化學；分類號

中圖分類號：TM91；G255.53?? 文獻標志碼：A??? 文章編號：1003-5168（2024）08-0131-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.08.026

General Analysis of IPC Classification Revision in Electrochemistry Field

SUI Leping LIANG Huan

（Patent Examination Cooperation Sichuan Center of the Patent Office， CNIPA， Chengdu 610213， China）

Abstract： [Purposes] In recent years， the field of electrochemistry has developed rapidly， and new IPC classification numbers are urgently needed to match the development of the industry. [Methods] This paper compares the classification changes in this field before and after the revision， clarifies the newly added technical details， and compares the classification of related case. [Findings] In the revised electrochemical field， its IPC classification number can more reasonably and accurately classify the technical schemes in this field. [Conclusions] This paper clarifies the technical branches in the field of electrochemistry， which is helpful for practitioners in the patent industry to understand the technical branches in this field and improve the retrieval efficiency.

Keywords： IPC; C25B; electrolysis; electrochemical; classification number

0 引言

國際專利分類體系（IPC）是各國知識產權局或其他用戶檢索專利文獻的有效工具。在技術演化過程中，當技術發展到一定程度，原有的IPC分類體系無法切合地描述技術主題，或IPC分類表無法涵蓋新的技術主體時，就需要對IPC分類表進行修訂，以適應新技術的發展。

通常，IPC分類修訂的原因有以下幾個：①具有較大文獻量的專利分類；②具有大量專利申請的專利分類；③當前IPC中未涵蓋的新興技術；④由于技術演化導致原分類結構檢索效率較低，修訂后的分類能夠提高檢索效率［1］。

在 “雙碳”目標的驅動下，國內可再生能源發電成本大幅下降，電解水制氫（即綠氫）技術備受關注。近年來，與電解水制氫工藝、電極材料、制氫設備等相關的研究明顯增多，通過電解的方式生產“綠氨”“綠醇”及其他有機化合物的研究也非常活躍，這些新興技術均歸屬于電化學領域中C25B電解領域的研究內容。

C25B電解領域主要涉及無機化合物或非金屬的電解生產、有機化合物的電解生產、電解槽及其組合件、電極的結構及組成、隔膜或間隔元件、電解槽的操作或維護6個部分。該領域的主要申請人是大型企業、高校和科研院所。

可見，無論是從政策角度還是市場角度來看，電解領域由于其綠色、低碳的特性，受到了各大申請主體的青睞，使得該領域專利數量激增，技術演化較快，原始的IPC分類體系無法準確描述其技術主題。因此，C25B電解領域的IPC修訂是大勢所趨。

1 C25B電解領域IPC分類修訂前后對比

2021年1月，新的IPC分類表［2］對C25B電解領域的分類標準進行了修訂，在原有分類的基礎上進行了細分和重構。修訂后的IPC分類表能夠更加清晰地展示電解領域的技術分支，更好地幫助本領域技術人員進行分類和檢索。以下對電解領域的修訂內容進行詳細分析。

對于C25B1 無機化合物或非金屬的電解生產和C25B3有機化合物的電解生產，在2006.01版的IPC分類表［3］中，并沒有以產物和工藝的形式進行劃分，而是籠統地對部分主要產物或電解方法進行了歸類；隨著電解法綠色、環保的優勢不斷突出，電解產物種類不斷增多，在2021.01版的IPC分類中均以產物或工藝的方式對其進行了重構。

對于C25B1無機化合物或非金屬的電解生產：從產物來看，一點組的產物增加了電解產生碳、電解產生一氧化碳或合成氣、電解產生氟或其化合物、電解產生氨、電解產生硅。新增加的二點組、三點組、四點組中包括電解蒸氣制備氫或氧（C25B1/042）、電解產生混合的氫氣和氧氣（C25B1/044）、電解產生氟或其化合物（C25B1/245）。從電解生產工藝來看，在沒有新的IPC分類之前，若一件專利的改進點在于無機化合物或非金屬的電解工藝，且沒有與之相對應的產物，則只能將其分到C25B1/00大組中；而2021.01版IPC分類表新增加了對電解工藝改進的技術分支C25B1/50，另外，如果是與光催化結合的電解工藝，則可繼續細分至C25B1/55光電解工藝中。

對于C25B3有機化合物的電解生產，從產物來看，2006.01版分類表僅有有機金屬化合物一種。在沒有新的IPC分類之前，如果需要進一步對有機產物進行劃分，通常需要進一步給出C07C或C07D的副分類號。而在實際分類中，對于大多數電解法生產有機化合物的專利申請，分類員通常僅給出C25B3/00作為主分類號，而無其他副分類號，導致在審查過程中，僅通過分類號無法直接看出電解產物的種類。而有機化合物用關鍵詞檢索時，存在命名不統一、難以檢索全面的問題。而2021.01版新修訂的IPC分類表對有機化合物的種類做出了細分，進一步增加了無環或碳環烴、雜環化合物、含氧化合物、含氮化合物、含鹵素的化合物。按照新增加的IPC分類號，在不給出C07C或C07D的副分類號的基礎上，不僅能看出產物的制備方法，還能進一步了解產物的種類。另外，在電解工藝的改進方面，新修訂的IPC分類表增加了光電解、二氧化碳還原與電解結合的復合電解工藝。

電解設備及其部件是實現綠色轉型的重要載體。以電解水制氫為例，其電解槽形狀、結構、零部件，電極，隔膜，電解液組成及控制系統等，均是降低設備成本、提高能源轉化效率的關鍵。而關于電解槽及其零部件等的改進主要集中在C25B9、C25B11、C25B13、C25B15中。隨著電解設備改進工藝的不斷細化，2006.01版本的分類表已無法覆蓋當前專利文獻的技術領域，因此，2021.01版IPC分類表對上述分類號進行了進一步的技術細分。

對于C25B9電解槽及其構件，2006.01版的IPC分類表并沒有對電解槽的形狀、使用環境、結構進行分類。隨著電解槽應用場景的增加、電解產物種類的增多，對于電解槽的改進也覆蓋到了方方面面。因此，2021.01版的IPC分類表對于電解槽及其構件的結構，在2006.01版的基礎上刪除了原有的2個一點組，增加了7個一點組、7個二點組、4個三點組技術分支。具體包括以形狀或類型為特征的電解槽、壓力電解槽、共用導管電解槽、熔浴電解槽、具有電解液循環的單個電解槽、電解槽的構成部件等。

對于C25B11電極，在2006.01版的IPC分類表中，僅有2個一點組、6個二點組、2個三點組作為技術分支。隨著電解、電催化領域的不斷發展，析氫、析氧、全解水、CO2還原、合成氨等領域發展勢頭迅猛，而不同產物的生產對電極的需求各不相同，對于電極結構的研究也不斷深入。在未進行IPC分類號的修訂之前，大多數涉及電極結構的專利申請僅能分到C25B11/02以形狀或類型為特征或C25B11/04以材料為特征的一點組中，無法對其進行細分，不利于技術工藝的歸類及檢索。因此，2021.01版的IPC分類表在原有的2個一點組的基礎上，對電極的結構進行了細分，新修訂的電極IPC分類號包括7個二點組、10個三點組、11個四點組、13個五點組、2個六點組。可見，近年來電極的種類、材質、結構技術演進較快，也意味著電極性能對于電解效率的提高具有重要作用。

對于C25B13隔膜或間隔元件，隔膜是電解槽的關鍵部件之一，起到隔離陰陽極板防止短路、將產物氣體隔開、避免氣體混合的作用。以電解水制氫為例，隔膜的厚度、親水性、孔隙率、孔徑分布等對電解槽的電耗和所產氫氣的純度有較大影響［4］。因此，隨著電解領域的不斷發展，對于隔膜的研究也不斷細化。2021.01版的IPC分類號在C25B13部分增加了1個二點組C25B13/05以無機材料為特征的隔膜元件、1個三點組C25B13/07以陶瓷為基料的隔膜元件。

對于C25B15電解槽的操作或維護，隨著各種傳感器的不斷應用，將其用于控制電解過程中各參數的控制，是當前電解槽操作和維護的主要手段。在2006.01版的IPC分類表中，一點組C25B15/02工藝控制或調節中并沒有下位的技術分支，而在2021.01版的IPC分類表中，在原有的基礎上，在C25B15/02工藝控制或調解中增加了2個二點組、1個三點組、3個四點組、1個五點組。具體設置了對電解槽的加熱或冷卻、電解生產過程中的測量或分析，包括電解質參數、溫度、濃縮、pH、導電性的工藝控制。

2 案例分析

案例1：CN202110735339.6

發明名稱：一種石墨烯的制備方法及石墨烯

案情介紹：本申請以石墨為陰極和陽極，在恒定電壓下，將鹽溶液中的陰離子插入層狀的石墨中，使石墨層與石墨層之間膨脹，提高電壓，嵌入石墨烯層中的陰離子發生分解，產生氣體，促進石墨層分裂，剝離得到石墨烯。

案例分析：該技術方案有兩個發明構思：一是電解制備石墨烯；二是采用石墨作為電極。按照2006.01版的IPC分類表，由于該版分類號并沒有電解生產碳作為產物的分類號，因而僅能將其分入C25B1/00無機化合物或非金屬的電解生產，并根據電極材料分入C25B11/12以碳為基料的電極。

修訂后的2021.01版IPC分類表，對于電解產物和電極的種類均增加了細分領域，具體如下：

C25B1/00 無機化合物或非金屬的電解生產

C25B1/01· 產物

C25B1/135··碳

C25B11/00電極

C25B11/04·以材料為特征的

C25B11/042·· 由單一材料形成的電極

C25B11/043··· 碳，例如金剛石或石墨烯

根據新版的IPC分類表，主分類號可以選擇C25B1/135電解生產碳材料，并輔以C25B11/043單一碳作為電極的副分類號。可見，相比于原有的分類體系，新修訂的分類表能夠更加直接地明確技術方案的電解產物及所采用的電極材料。

案例2：CN202011484914.1

發明名稱：緊湊型便攜式氫氧儀

案情簡介：本申請以水為原料，可直接電解生產常壓的氫/氧混合氣，并提供一種便攜式氫氧儀，包括在殼體內依次設置用于供電的電池模塊，用于產生氫氣、氧氣的電解池模塊，用于過濾水分的水過濾池以及對氣體進一步過濾的多級過濾擋板。充分利用殼體內部空間，高效地制備出氫/氧混合氣，實現能耗低、成本低、結構緊湊、便攜安全、無噪音等設計目標。

案例分析：該技術方案有3個發明構思：一是通過電解水產生氫/氧混合氣體；二是采用圓柱形電解槽；三是通過監測電解過程中的水位高度來進行補液。按照2006.01版的IPC分類表，根據發明構思僅能將其分入主分類號C25B1/04通過電解水法生產氫或氧，并增加副分類號C25B9/00電解槽或其組合件，以及C25B15/02電解槽工藝控制或調節。然而上述3個分類號均無法準確反映本申請的發明構思。

修訂后的2021.01版IPC分類，對于無機化合物的電解生產、電解槽及其組合件，以及電解槽的操作或維護均增加了細分領域，具體如下：

C25B1/00 無機化合物或非金屬的電解生產

C25B1/01· 產物

C25B1/02··氫或氧

C25B1/04··· 通過電解水

C25B1/044····產生混合的H2和O2

C25B9/00電解槽或其組合件

C25B9/01· 以形狀或類型為特征的電解槽

C25B9/015·· 圓柱形電解槽

C25B15/00電解槽的操作或維護

C25B15/02· 工藝控制或調節

C25B15/023·· 電解生產過程中的測量、分析或測試

C25B15/025··· 電解質參數

根據新版的IPC分類表，可以選擇C25B1/04電解產生氫氣和氧氣的混合氣作為主分類號，并根據說明書附圖中電解池的圓柱形結構和通過監測電解過程中水位的高度進行控制，依次增加C25B9/015和C25B15/025作為副分類號。可見，新版的分類方法相對于原分類方法能夠更好地體現申請文件的發明構思。

3 C25B電解領域IPC修訂的原因分析

3.1 政策導向

2020年9月，我國首次提出碳排放力爭在2030年達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。在“雙碳”政策的引導下，各大企業均加快轉型步伐，推進綠色低碳產業布局，促進綠色低碳工藝技術革新。這些政策的落地，促使電解領域迎來了新一波的研究熱潮。

3.2 領域技術重疊

從電解槽設備來看，其控制系統與G01N密不可分，分離純化設備與B01D緊密結合，電解槽與風電、光電系統耦合時，又涉及H02M、H02J等電學相關領域；隔膜的材料與高分子領域息息相關；用于電極的催化劑材料與B01J、C23C領域有技術交叉。可見，電解領域是一門多學科、多技術交叉的領域，涉及眾多前沿熱點，技術演變較快，高校、科研院所申請數量較多。

3.3 專利數量激增

對C25B領域近年來的專利申請情況進行檢索。經統計，全球涉及C25B的專利數量，從2014年的1 033件增長到了2022年的4 736件。九年來增長了四倍多，導致原始相關分類號下文獻數量太多，無法覆蓋全部的技術領域，也造成了不利于歸類檢索的問題。

4 結論

本文結合相關案例，對2021年1月新發布的IPC分類表中C25B電解領域修訂的分類號進行了詳細研究。結果表明，修訂后的電解領域IPC分類號能夠更加合理、準確地對該領域技術方案進行分類。同時，簡要分析了該領域修訂IPC分類號的原因，有助于明晰電解領域的技術分支，在檢索該領域相關案件時，提高檢索效率。

參考文獻：

［1］ 許景龍.基于IPC分類修訂的技術演化研究［D］.北京：中國科學院大學（中國科學院文獻情報中心），2020.

［2］國際專利分類表（2021.01版）［EB/OL］.（2023-05-26）［2023-09-20］.https：//www.cnipa.gov.cn/art/2023/5/26/art_3161_185369.html.

［3］國際專利分類表（2006.01版）［EB/OL］.（2023-05-26）［2023-09-20］.https：//www.cnipa.gov.cn/art/2023/5/26/art_3161_185352.html.

［4］ 郭雅婷，鄧甜音，劉艷瑩，等.堿性電解水制氫隔膜和陽極材料性能研究［J］.綜合智慧能源，2022，44（5）：64-68.

（欄目編輯：劉靜雅）

收稿日期：2023-10-19

作者簡介：眭樂萍（1991—），女，碩士，知識產權師，研究方向：電化學領域專利審查；梁歡（1991—），女，碩士，知識產權師，研究方向：生物領域專利審查（等同于第一作者）。