基于专利视角的辽宁省高性能膜材料领域现状分析

李 俏，关永彬

（辽宁省重要技术创新与研发基地建设工程中心，辽宁 沈阳110168）

膜是一种单位结构，其三维中的一个维度尺寸比另两个维度要小很多，并可在推动力下进行质量传递，这是国际理论与应用化学联合会（IUPAC）给出的膜的定义。高性能膜材料是新型高效分离技术的核心材料，其发展得到了全球范围的高度重视，多国政府将膜技术作为21 世纪高新技术进行研究与开发，制定了相应的研究开发计划，促进了膜材料技术和产业的强劲发展[1]。

专利是反映技术全球化、市场化和竞争优势的重要指标，是反映一个国家或组织技术创新能力的重要指标，对于优化科技管理、制定产业政策、指导研发方向、规避市场风险具有重要意义。依据《战略性新兴产业分类2018》中涉及的“高性能膜材料”重点产品，通过关键词制定检索策略，对辽宁省范围内2009—2019 年专利申请量进行客观分析与评价[2]。

1 辽宁省高性能膜材料领域专利申请量概况

辽宁省在高性能膜材料领域2009—2019 年专利申请量为2 651 件，其中发明2 075 件，实用新型576 件，发明专利申请量远高于实用新型，占总专利申请量的80%以上，可见辽宁省申请人对发明专利的重视程度，具体走势如图1所示。

图1 2009—2019 年辽宁省高性能膜材料领域专利申请量分布情况

检索时间为2019 年底，由于专利从申请到公开最晚需要18 个月的时间，囿于这种审查制度以及检索系统可能存在的更新时滞，2019 年较多申请仍未公布，无法反映技术发展和申请量的总体趋势，暂不列在分析范围之内。除2014年专利申请量略有下降，总体呈增长趋势，2018 年达到最高值，专利申请量为313 件，是2009 年的近3 倍，是2010年、2011 年的近2 倍。2019 年虽为不完全统计，但目前已达到250 件，预计申请量会超过2018 年。

从省内各市的专利申请量分布情况来看，大连市占据超过一半的份额，为51.7%，沈阳市占比30.4%，大连、沈阳两市所占比例超过80%，这与两市科研实力和对知识产权的重视程度密切相关。盘锦市、鞍山市、锦州市和营口市分别排在第3～6 名，占比分别为4.0%、2.9%、2.2%和2.0%，余下各市专利申请量均在50 件以下。对重点城市专利申请量逐年进行分析可知，大连市各个年份的专利申请量均高于其他城市，但波动较大，2012—2013 年专利数达到高峰，2014 年略有下降，之后平稳上升。沈阳市专利申请量处于平稳发展状态，2011 年以后每年均在60～100 件之间浮动。盘锦市在2013 年以前基本处于“0”基础的状态，但在2014年以后逐年上升，势头良好。鞍山市每年专利申请量基本在20 件以内波动，2012 年和2015 年出现小高峰，2016 年以后略显薄弱。

从申请单位来看，中国科学院大连化学物理研究所、大连理工大学、中国科学院金属研究所是辽宁高性能膜材料研发的主要力量，相关专利数均在100 件以上。东北大学、新源动力股份有限公司（由中国科学院大连化学物理研究所、兰州长城电工股份有限公司等单位共同发起设立的股份制企业）专利申请量在50～100 之间，分列第4、5 名。前5家申请单位2009—2019 年间专利申请量变化趋势如图2 所示，中国科学院大连化学物理研究所在2012—2016 年申请专利申请量较多，而2016 年以后出现下降的趋势。大连理工大学从2015 年开始对高性能膜材料的关注度大幅度上升，2017、2018 年平均专利申请量达到60 件。中国科学院金属研究所平均每年在20 件上下浮动，发展较为平稳。东北大学在2016 年以后发展势头良好，呈上升趋势。新源动力股份有限公司在2013 年以前每年都有一定数量的专利申请，2014 年以后在此领域关注度下降，专利申请量逐渐减少。

图2 前5 名申请单位2009—2019 年专利申请量变化趋势

2 省内优势领域分析

从IPC 分类来看，辽宁省高性能膜材料在国际专利分类（IPC）所包括的8 个大类均有分布，但IPC 大类无法直观体现产品分布，因此需要进一步具体分析。

将专利按主IPC 小类进行划分，H01M 和B01D 两个小类占据了绝对优势，分别为436 件和435 件。专利申请量在100 件以上的还有C23C、C02F 和H01L，具体释义可参照表1。

表1 专利申请量排名前5 的IPC 小类释义

可见，辽宁省在电池用膜、分离膜方向有较大优势，在沉积膜、水处理膜以及半导体镀膜方向上有一定积累，考虑申请单位和发明人等综合因素，归纳辽宁省高性能膜材料优势领域如下。

电池用膜。中国科学院大连化学物理研究所在燃料电池用离子（质子）交换膜和液流电池用非氟离子传导膜方面占据领先地位。发明人张华民是研究所质子交换膜燃料电池关键材料及技术研究组组长，研究方向主要集中在液流电池用非氟离子传导膜的技术研究和产业化。同时，邵志刚（研究所燃料电池系统科学与工程研究组组长）、李先锋、衣宝廉（中国工程院院士）、孙公权等发明人的研发能力和持续性均较强，为研究所在此领域保持绝对优势提供了支撑。新源动力股份有限公司在燃料电池用质子交换膜、双极板、膜电极等方向有所侧重，发明人侯中军毕业于中科院大连化学物理研究所，担任公司副总及总工程师，多年来致力于燃料电池发动机及其零部件的研究与开发工作。作为企业发明人，在2015 年以前专利数十分突出，之后在高性能膜材料领域鲜有专利布局，研发活力稍显薄弱。大连理工大学在燃料电池用阴离子交换膜方向也有一定的专利布局，发明人贺高红是大连理工大学膜科学与技术开发研究中心主任，同时担任膜技术国家工程研究中心研发基地主任，团队成员焉晓明在2015 年以后一直处于研发活跃状态，研发后劲十足，前景值得期待。中国科学院金属研究所在电池隔膜方向有一定布局，发明人严川伟担任辽宁省先进电池材料工程技术研究中心主任，近10 年每年均有新增专利，研发实力可见一斑。

分离膜。大连理工大学在分离膜方向取得了一定的成绩，研究重点包括分子筛膜、陶瓷复合膜、炭复合膜、碳纳米管中空纤维膜等；中国科学院大连化学物理研究所在纳滤膜方向有所研究，天邦膜技术国家工程研究中心有限责任公司在纤维膜方向有一定的侧重，发明人曹义鸣是大连膜工程研究发展中心副主任，兼任天邦膜技术国家工程研究中心有限责任公司首席科学家、总工程师，并任大连化学物理研究所“膜技术组”组长，在此领域有较强的研发活力。

镀覆膜。中国科学院金属研究所在电弧离子镀膜方向上有所侧重。沈阳拓荆科技有限公司在沉积膜方面有所布局。

水处理膜。大连理工大学在废水处理生物膜、气液混合膜均有一定积累。

半导体镀膜。中国科学院金属研究所、沈阳拓荆科技有限公司在半导体镀膜方面有所侧重，中国科学院大连化学物理研究所在硅基薄膜上有一定的研究。

3 对策建议

提升专利保护意识。作为东北老工业基地的重要省份之一，辽宁省在学术积累、人才积累方面有一定优势，但在知识产权方面重视程度略显不足。在外国企业、长三角、珠三角等发达地区专利的严密布局下，不仅要重视技术创新水平的提升，更应注重知识产权的保护。因此，提高法律意识和风险防控能力，是未来持续、健康发展的必由之路[3]。

加强省内科研院所、高校与企业的密切合作。企业是直接面向市场的，在职科研人员同时在企业进行研发活动，能够促进成果转化及生产力的进步。例如，大连融科储能技术发展有限公司是由中国科学院大连化学物理研究所和大连博融控股集团有限公司共同出资组建的高技术企业，是强强合作的典型代表。电池用膜作为辽宁省内高性能膜材料的优势领域，应在保持基础研究不放松的前提下多面向市场，创造效益。