使用Patentics分析碱金属无机金属材料在我国的研究进展

胡静 唐黎黎 田刚(国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京 100190)

无机金属材料是各行各业发展的基础，其发展的方向和速度直接影响各行各业的研究进展，作为专业基础知识的需求越来越强烈[1]。无机金属材料领域的专利涉及国际专利分类号为C01D、C01F和C01G。其中，C01代表无机化学，C01D代表碱金属，即锂、钠、钾、铷、铯或钫的化合物，本文针对位于C01D分类号下的专利申请进行了分析研究。

Patentics是一种智能化的专利搜索和分析系统，收录了自1985年4月以来的中国专利，提供中国专利、美国专利、欧洲专利等专利数据，按公司(专利权人)、专利分类(美国分类CCL)、索引词、国际分类的时间分布统计分析，并于2013年07月16日上线了中国学位论文库和中国期刊库，同时对学位论文库和期刊库均进行了IPC分类标引[2]。

1 数据采集

首先，在Patentics检索界面，选择“中国申请”，输入检索词“ICL/“C01D””，得到4172个检索结果。对检索结果分别按照申请量年度变化、申请人、国际分类号、法律状态和研发方向进行统计分类。

2 专利申请趋势分析

2.1 我国专利申请量整体年度变化

如图1所示，从1986年起，我国专利申请量逐年增加。第一阶段为1986年至2004年，呈现逐年稳步增加的趋势；第二阶段是在2004年至2011年间，我国专利申请量出现大幅增长；第三阶段为2011年至今，专利申请量稍有振荡，但是总体上呈现增长的趋势。由于专利审查申请的程序原因，2015年的专利数据还没有完全公开，本文中未统计2015年的专利申请量。

图1 碱金属无机材料领域中国专利申请量年度变化

2.2 申请人分析

如图2所示，该领域中中国科学院的申请量达3.55%，成为申请量最高的申请人，并且申请量远远高于其他申请人，这说明我国的基础研究中，中国科学院的研究成果较为显著。之后按申请量由多到少排列，依次为王嘉兴、汪晋强、王莉、何云、索尔维公司、清华大学、中南大学、天津长芦汉沽盐场有限责任公司、河北工业大学。申请量前十位中个人申请总共4个，分别排在第2-5位，申请量分别占1.94%、1.63%、1.1%和0.98%，共占5.65%。申请量前十位中，唯一的国外公司为来自比利时索尔维公司，排在第六位。

图2 碱金属无机材料领域专利申请人统计

2.3 国际分类号分析

碱金属无机材料领域的分类号为C01D。根据图3所示，表示电极的分类号H01M004和表示水处理的两个分类号C01F001、C01F009分别占有8.96%、6.52%和6.42%的申请量。这是因为含有锂金属的化合物在碱金属中占有很大比例，而含有锂金属的化合物又常常作为电极用于锂电池。而由于碱金属作为各个领域的基础化合物，其使用非常广泛、使用量也很大，具有回收利用的价值。

图3 碱金属无机材料领域的国际分类号统计

2.4 专利申请的法律状态

使用Patentics对法律状态进行总结，如图4，法律状态为有效的专利申请有1595个，占申请总量的38%；法律状态为无效的专利申请有685个，占申请总量的16%；法律状态为公开的专利申请有800个，占申请总量的19%；法律状态为撤回的专利申请有861件，占申请总量的21%；法律状态为驳回的专利申请有231件，占申请总量的6%。

图4 碱金属无机材料领域专利申请的法律状态统计

3 碱金属无机材料的研发方向

对碱金属无机材料的具体研发方向进一步分析，如图5，对该领域的专利申请进行聚类分析，并且，对随机采样的400个结果进行索引词分类浏览，从中总结出碱金属无机材料领域开当下研究较多的方向。所使用的技术手段较多的是结晶，所使用的原料多为废水，制备的产物较多的是锂化合物，锂化合物应用领域较多的是电极材料。

图5 碱金属无机材料领域的研发方向统计

3.1 结晶

结晶是物质从液态（溶液或熔融状态）或气态形成晶体的过程。结晶分离的原理是根据溶液中各组分溶解度的不同，控制操作条件使溶液中溶解度小的组分达到过饱和，从而使晶体从溶液中析出[3]，在碱金属无机材料领域主要涉及到蒸发结晶和冷却结晶。

3.2 废水作为原料

由于碱金属材料是各行各业的基础材料，用途非常广泛，因此为了节约资源和成本、保护环境，常常将废水中的碱金属回收再利用。废水作为原料的主要问题在于如何有效地将碱金属从废水中分离出来，利用废水回收碱金属无机材料的主要方法是蒸馏蒸发、渗析渗透、离子交换、吸附，由于废水中一般含有很多杂质，因此常将多种分离方法结合使用，还可以引入生物处理、电化学。

3.3 在电极领域的应用

分析碱金属无机材料在电极领域的主要应用，其主要涉及到H01M004/48、H01M004/04、H01M004/58等，即碱金属无机材料用于电极材料主要是以氧化物或者氢氧化物的形式，专利申请保护的多为制造方法，涉及到的其他金属为镍、钴和铁。

4 碱金属无机材料的发展展望

随着世界各国对知识产权的重视，碱金属无机材料由于其使用领域的广泛而在能源发展中的战略地位越来越突出。从专利申请人的类型来看，申请人的主体是高等院校和科研单位，说明国家对高等院校和科研单位的科研经费投入有了显著成效。同时，国家应该进一步鼓励企业和公司对科技创新的投入和提供适当的政策支持，使其提高创造能力，使科研成果更快转化为实际生产力。

[1]季惠明.无机材料化学[M].天津大学出版社，2007，10.

[2]陈茜茜等.试析Patentics中文非专利文献检索[J].电脑技术，2013，37（S2）.

[3]傅承碧等.化工工艺学[M].北京：中国石化出版社，2014，01.