基于专利信息检索的我国铝空气电池技术研究

张庆

摘要：运用专利地图方法对铝空气电池专利的年代分布、研发主体分布、相关专利法律状态分析和核心技术IPC分布进行了统计分析，结合分析结果对我国铝空气电池未来的研发方向和发展趋势提出了建议。

关键词：信息检索；专利地图；铝空气电池

中图分类号：G306 文献标識码：A 文章编号：1009-3044（2019）06-0230-02

铝空气电池具备能量密度高、生产成本低等优点，是电动汽车锂离子电池的理想替代品。在以特斯拉为代表的欧美汽车企业带动下，铝空气电池正受到资本市场越来越多的关注和追捧，国内包括云铝股份、中国动力等企业纷纷上马铝空气电池项目，意在探索未来市场与技术。目前，我国研究铝空气电池的企业和机构众多，但存在缺乏全面系统的技术研发规划、技术创新方向不明确等问题。

专利文献记载着与科技发展密切相关的技术演化历程和核心技术情报，通过对专利文献分析获取信息技术，可以帮助企业和机构了解未来铝空气电池创新趋势，指明研究方向和发展对策。

1 专利信息检索

专利地图是通过定量的专利数据分析并转化成直观图形的专利分析方法[1]。通过专利检索系统结合统计学分析软件对铝空气电池专利检索分析，绘制成专利地图，从而揭示我国铝空气电池专利研发状态及主要技术方向。

利用国家知识产权局专利检索及分析系统，采用主题检索的方法，以“铝空气电池”为检索词，检索年限为专利公开日截至2017年12月31日，共检索出国内发明专利72条。

2 铝空气电池专利地图分析

2.1 专利申请年代分布

运用SPSS软件对公开的铝空气电池发明专利所属年份进行统计分析，结果如图1所示。由图1可以看出，我国铝空气电池的技术研发始于1992年，在1992-2012年期间，铝空气电池技术专利申请数量一致处于低谷状态，说明在这一段时间内国内研发机构对铝空气电池并未重视研发布局；自2013年开始，铝空气电池专利数量呈快速上升趋势，由2013年专利公开量的5件上升到2017年的25件，年均增长率达到195%。这主要是因为国家十三五规划将“新能源及新能源汽车”列为国家战略新兴产业，促成了新能源汽车及动力电池市场的快速增长，研发主体开始加强对铝空气电池的研发布局。

2.2 研发主体分布

研发主体的分布一定程度上反映了发明人在该领域的技术实力。铝空气电池共计47个发明人，发明人较为分散，多数发明人申请数量为1件。以发明人专利公开数2件及以上为统计对象，对公开的铝空气电池专利发明人进行统计分析，结果如图2所示。

从图2可以看出，国内铝空气电池研发的主要机构为科研机构、大学和新能源科技公司，其中昆明冶金研究院和哈尔滨工业大学在铝空气电池技术实力显著，昆明冶金研究院注重对空气电极的研发，而哈尔滨工业大学则注重对电解液循环系统的研发。值得注意的是，以吉利汽车为代表的汽车制造企业开始重视铝空气电池应用技术的研发，这预示着未来铝空气电池在新能源汽车领域的广阔应用前景。

2.3 相关专利法律状态分析

专利法律状态一定程度反映了专利申请的质量。72件公开专利中，在审专利25件（占34.7%），撤销或驳回专利件14（占19.4%），专利授权33件（占45.9%）。以专利的授权量为对象进行统计分析，结果如图3所示。2013以前（除1998年外），专利授权率均为100%，2013年至2016年专利授权率依次为60%、83%、72%、42%。由于发明专利审查时间周期较长，2017年公开的专利授权数量较少，授权率不具有对比意义。从总体上来看，最近几年我国铝空气电池的专利申请年增长率和专利年授权率较高，这也说明了国内研发主体不断重视铝空气电池技术的研究，技术研发实力和核心竞争力不断增强。

2.4 核心技术的IPC分布

通过对专利的IPC进行统计分析，可以获取该领域所涉及的关键技术肢体和研发重点[2]。本次共统计72件发明专利，以IPC大组为单位进行统计分析，结果如图4所示。从图4可以看出，铝空气电池核心技术领域主要集中在H01M12/00（混合电池及其制造），H01M4/00（电极）等方面，其他领域涉及较少。我国研发重点在电极材料、电极结构等，而在全球范围内，除电极材料和电极结构外，电极催化剂、电解液循环等技术领域为研发热点，国内在这些方面专利较少，需要加大力度进行研究。

3 结论

我国铝空气电池研发起步时间较晚，2013年以前只有少量研发机构涉足该技术领域，2013年以后受国家能源政策和产业政策的影响，专利申请数量呈快速增长。针对铝空气电池专利快速增长的发展态势，根据专利分析结果提出以下建议：

（1） 均衡专利技术布局。国内铝空气电池核心专利主要侧重电极材料和电极结构，催化剂、电解液、应用技术等领域研究较少，整体技术布局不够均衡。研发机构应借助专利信息跟踪国外铝空气电池技术发展热点，均衡专利技术研发布局，补齐技术短板，同时应用积极申请国外专利保护，形成专利保护网。

（2） 加大专利成果转化。我国铝空气电池的专利申请年增长率和专利年授权率逐年增高，研发实力和核心技术不断增强，但研发主体以科研院所和大学为主，整体来看专利权向企业转移很少。应加强研发机构和企业的技术合作，采取专利权转移等形式，实现技术价值的市场化，在提升研发实力的同时推动铝空气电池应用推广。

参考文献：

[1] 缪小明，汤松.基于专利地图的混合动力汽车技术路线研究[J].情报杂志，2013，32（5）：73-76.

[2] 王塑，张军.基于专利分析的国内制氢技术发展态势研究[J].世界科技研究与发展，2018，40（1）：50-60.

【通联编辑：梁书】