您好~欢迎光临2元彩票石墨材料有限公司网站~
0755-8888888
新闻动态 NEWS
您现在的位置:主页 > 技术中心 >

技术中心

2018年全球石墨烯技术专利分析

来源:未知   作者:admin    发布时间: 2020-06-15 19:11   

2018年全球石墨烯技术专利分析

  统一专利族中行动最早优先权根底的专利代外了该项本领的泉源,对这类专利的申请邦度/地域举办领会能够体会专利本领的原创起源。由石墨烯本领专利最早优先邦度/地域别布(图2)可知,正在通盘本领原创邦中,起源于中邦的专利占比抵达66.57%,大幅领先于其他各邦度/地域;其次是韩邦、美邦、日本,也是石墨烯本领的苛重本领原创邦。

  正在检索到的51 054件专利(族)中,申请了韩邦专利的有7 015件,约占13.7%。由韩邦受理的石墨烯专利数目的年度变革趋向(图6)能够看出,韩邦石墨烯合连专利从2010年后申请数目滥觞显露相对较大幅度的增进,2013-2017年5年中,除2016年专利申请量徒增抵达积年最高值以外,其他年份专利数目均趋于安稳。三星集团、LEEYT、延世大学、成均馆大学、韩邦科学本领探究院、LG集团和韩邦进步本领探究院是正在韩邦申请石墨烯合连专利数目位列前7的申请人,它们所申请的专利数目占领韩邦石墨烯合连专利总量的42%,是韩邦石墨烯专利的苛重进献者。三星集团是韩邦最大的企业集团,与旗下的三星电子、三星SDI、三星LED、三星康宁等浩繁子公司联合申请了大宗专利,同时与成均馆大学、汉阳大学、博世集团、IBM公司等机构有亲热的互助干系。三星集团目前正在环球共申请752件石墨烯本领合连专利,此中化学气相重积法制备石墨烯薄膜的专利援用次数最高,影响力最大。

  通过对专利申请区域组成的领会,能够体会石墨烯合连专利正在差异区域的战术结构,也能够驾御专利本领的输入输原由境。图3和图4诀别映现了石墨烯本领苛重邦度专利本领流向和各邦正在中邦申请的专利占本邦专利比例,对中邦、韩邦、美邦、日本4个本领原创邦之间的本领活动举办领会后可知,中邦专利体量大,但海外专利本领结构相对少,以美邦为苛重本领流向邦,美邦、日本、韩邦近2年不绝强化正在中邦的专利申请。

  石墨烯优异的布局特质给予其杰出的电学、热学、光学、力学等特征,使其正在化工、储能、电子器件、生物医药、航空航天等范围具有普及的使用潜能。近年来,与石墨烯合连的专利数目迅速增进。

  正在检索到的46 076件由我邦受理的石墨烯专利中,邦内申请43 586件,占比94.6%;海外申请2 490件,占比5.4%,苛重起源于美邦、韩邦、日本和德邦。跟着我邦脉土石墨烯本领的接连成长,我邦脉土石墨烯专利申请数目已处于绝对上风。

  石墨烯使用本领专利类型组成如(图10)所示,石墨烯使用本领方面的专利申请共31 431件,苛重集合正在储能、电子器件、水惩罚、气体惩罚、化工、医疗、检测、航空航天等范围。专利申请数目较高的有化工、储能、电子器件、水惩罚。正在储能范围,石墨烯方面的专利申请共7 610件,苛重集合正在锂离子电池、超等电容器、燃料电池、太阳能、硫基电池等方面,此中申请量较众的苛重有锂离子电池、超等电容器、燃料电池。正在锂离子电池方面,浙江大学、中邦科学院宁波原料本领与工程探究所、韩邦LG集团申请了较众合连专利。

  中邦科学院近几年正在本领搬动方面不断走正在邦内的前哨,好比中邦科学院重庆绿色智能本领探究院与重庆墨希科技有限公司之间,中邦科学院宁波原料本领与工程探究所与宁波墨西科技有限公司之间都树立起了持久密切的互助干系。对石墨烯的资产化起到了主动的促进功用。

  IBM公司正在环球共申请298件石墨烯本领合连专利,此中正在中邦共申请了52件,正在制备范围的专利申请苛重集合正在薄膜搬动、图案化发展、掺杂改性等方面;使用范围的专利申请苛重集合正在电子消息范围。美邦纳米本领仪器公司苛重营业范围为储能范围,此中石墨烯基超等电容器是其中心营业之一。JANG BZ、ZHAMU A均为美邦纳米本领仪器公司的苛重发觉人,同时也是该公司的连结创始人。3位申请人共申请235件石墨烯本领合连专利,以美邦专利申请为主。申请人持有的涉及巩固复合原料、锂离子电池阳极、超等电容器的3件专利被引次数远高于其他专利,具有较大影响力。

  研讨到专利申请的道话题目以及数据收录的实时性等题目,操纵incopat专利数据库对正在中邦申请的石墨烯专利举办了从新检索。截至2018年6月30日(基于公然/告示日),共检索到石墨烯专利46 076件。此中发觉专利40 539件,适用新型专利5 479件,外观专利58件。由我邦受理的石墨烯专利数目的年度变革趋向(图8)能够看出,正在我邦,石墨烯专利的申请始于2003年,随后不断吐露接连增进的趋向。由我邦脉土申请的石墨烯专利始于2006年,并自2010年滥觞,我邦石墨烯专利的申请吐露爆炸式增进。

  ①放眼环球,从数目上来看,石墨烯专利目前仍处于高速增进阶段,中邦事最苛重的专利起源邦,也是环球石墨烯专利增进的苛重进献邦。

  通过DII专利数据库举办检索,共检索到石墨烯合连专利(族)51 054件。从环球石墨烯专利申请数目的年度分散(图1)能够看出,早正在20世纪末就一经显露了石墨烯合连专利,但随后十几年间专利数目增进速率不断极度从容。2010年至今,石墨烯合连专利申请数目接连大幅增进,热度至今不减。

  2013年,诺基亚公司参加欧洲石墨烯旗舰安顿,并得到来自欧盟的13.5亿美元的资助,用以援救其正在将来10年内展开环绕石墨烯使用的合连探究。诺基亚公司正在环球共申请84件石墨烯本领合连专利,此中正在中邦申请有50件,苛重集合正在电子消息和储能范围,全体涉及传感器、光电探测器、压电谐振器等电子器件,以及锂离子电池、电容器等储能器件。

  如石墨烯终端使用产物专利类型组成(图11)所示,正在终端产物范围,石墨烯普及使用于储能、水气体惩罚、电子消息修造及编制、康健医疗、化工、呆滞修造及零部件、生涯用品中。此中专利申请量较众的苛重有呆滞修造及零部件、生涯用品和电子消息修造及编制。正在康健理疗范围,石墨烯苛重行动发烧体使用于理疗护具、平日用品中,通过发作远红外光对人体产心理疗成效,青岛大学和烯旺集团申请的专利数目较众。

  (1)石墨烯原原料、制备本领、分娩工艺及检测本领专利领会石墨烯的制备办法可划分为Top-Down法、Bottom-up法和其他制备办法。此中:

  石墨烯涉及范围普及,各范围的资产化过程各有差异,旅途和形式还不鲜明,奈何基于邦内已有本领和人才资源,通过整合环球学问产权,促进石墨烯资产成长,是目前亟需处置的题目。古板行业,如打扮纺织、修设修材行业,应当亲切专利危机提防与化解,高端资产范围如电子消息、航空航天,要特别合怀专利战术策划与结构。

  石墨烯正在水惩罚方面的专利申请共1 899件,以催化降解和吸附过滤合连的专利占比最高。专利申请人苛重集合正在高校,其次是中邦科学院,别的,美邦洛克希德马丁公司、英邦曼彻斯特大学等海外机构正在中邦也有众项专利申请。

  正在检索到的51 054件专利(族)中,正在欧洲专利局申请专利的有2 368件,约占4.6%。由欧洲专利局受理的石墨烯专利数目的年度变革趋向(图7)可知,石墨烯本领合连专利早正在2001年就滥觞正在欧洲地域显露,不过增进速率极度从容,直到2010年后,申请数目滥觞显露大幅增进,2016年时专利申请量抵达最高点。欧洲专利局受理的石墨烯合连专利涉及的范围苛重蕴涵石墨烯制备、电化学储能、蚁合物填料等方面,也有少量电子消息范围专利,苛重集合正在数据存储单位&企图机、电极等方面。石墨烯制备本领合连专利苛重起源于巴斯夫集团、曼彻斯特大学、三星集团、法邦邦度科学探究中央和马克斯·普朗克学会等机构。正在电化学储能范围,LG集团和三星集团是苛重专利申请人。

  通过对美邦石墨烯专利申请量居前25位的本领范围及其申请处境的领会可知,美邦正在石墨烯使用于电子消息范围方面的专利数目居众,全体蕴涵电极、半导体纳米原料、数据存储单位&企图机、显示器件、晶体管等细分范围,苛重申请人有三星集团、IBM公司、东芝株式会社、鸿海严密工业股份有限公司、台湾积体电途创修股份有限公司,以及本土申请品行罗方德半导体股份有限公司、闪迪公司等。

  ③从中邦境内的石墨烯专利所涉及的范围来看,目前邦内石墨烯终端产物合连专利申请最为活动,使用本领合连专利的申请量仍旧接连迅速增进,石墨烯原原料及制备合连的专利申请量增速放缓。

  ⑤ 从互助申请专利的处境来看,固然企业具有的专利数目已领先高校和探究机构,但缺乏高质地专利。高校和探究机构驾御了较众的具有高影响力的专利,仍旧是中邦石墨烯的研发主体。高校、科研机构与企业之间缺乏深度统一的动力和机制,企业之间因为存正在激烈的商场比赛,也难以杀青互助共鸣。众方成分导致研发主体和资产化主体之间,以及资产化主体之间难以树立密切的互助干系。处置这一题目的确可行的办法是从邦度层面上树立资产化转换平台,相连研发主体和资产化主体,促进石墨烯研发成绩向资产化使用转化。

  ②Bottom-up途径制备石墨烯通常是正在肯定条款下使含碳物质理解,变成碳基碎片乃至碳原子,最终变成石墨烯晶格布局。目前运用最普及的是将甲烷等含碳气体正在铜、镍等金属外貌催化变成石墨烯,也有通过正在碳化硅(SiC)等晶体外貌外延发展石墨烯或含碳有机物正在肯定条款下变成石墨烯;

  LG集团是仅次于三星集团之后的韩邦第2大集团,奇迹遮盖化学能源、电子电器、通信与办事等范围。LG集团正在环球共申请409件石墨烯本领合连专利。从各本领分支专利申请的结构处境来看,LG集团专利申请范围普及,正在石墨烯制备范围的专利申请苛重集合于化学气相重积法、氧化还原法、插层剥离法等方面,使用范围的专利申请涉及储能、电子器件、水惩罚、气氛惩罚、化工。

  ③其他途径制备石墨烯通常是采用碳纳米管、煤炭、有机化合物、生物质等为原料通过热理解、化学氧化还原等格式变成石墨烯。Top-Down法制备石墨烯合连专利共计3 755件,石墨烯宏观拼装体修筑及石墨烯膜制备本领,化学氧化还原、液相剥离及呆滞剥离等制备本领,石墨烯功用及掺杂改性本领是目前正在原原料等方面的探究热门。基于Bottom - up法制备石墨烯的专利共有1 457件,石墨烯薄膜、石墨烯单晶、三维宏观体的制备,石墨烯的搬动、掺杂、图案化本领及合连修造是目前正在原原料等方面的探究热门。

  本文对检索到的40 539件石墨烯中邦发觉专利举办细致解读,将其分为3类:石墨烯原原料及制备合连专利、石墨烯使用本领合连专利、石墨烯终端产物合连专利。如分范围专利申请数目的年度变革趋向(图9)所示,近几年,石墨烯原原料及制备合连专利申请量的增幅慢慢放缓,使用本领合连专利申请量接连弥补,终端产物合连专利申请量涨幅鲜明。

  ④正在石墨烯本领范围,中邦目前固然正在专利总量上占领上风,但苛重集合正在邦内申请,海外专利本领结构相对软弱,近年来固然也滥觞珍贵专利海外申请,不过正在区域采用上欠缺满堂筹办,专利质地总体偏低,缺乏根底中心专利。反观美邦、日本、韩邦等邦度,它们驾御了大宗苛重专利,正在石墨烯范围一经滥觞强化正在中邦的专利结构。

  本文以专利文献为切入点,采用汤森途透集团的德温特立异索引(DII)专利数据库和北京合享聪敏科技有限公司的Incopat专利数据库,数据检索岁月诀别截至年8月29日和2018年6月30日,运用TDA、Thomson Innovation和Excel等领会器材,环绕石墨烯合连本领举办细致解读、总结和领会,以探究石墨烯本领的成长处境,为高校、科研机构及企业的本领研发指引偏向。

  曼彻斯特大学正在石墨烯探究范围修有3所研发立异中央,蕴涵曼彻斯特邦度石墨烯探究所、石墨烯工程立异中央、亨利罗伊斯上等原料探究所(正在修)。目前,曼彻斯特大学正在环球共申请58件石墨烯本领合连专利,正在中邦共申请22件,所属范围较为普及,涵盖储能、电子消息、水惩罚、医药、化工等范围。

  从电子器件范围来看,石墨烯方面的专利申请共计5 813件,苛重集合正在显示屏&面板、传感器、集成电途、LED&OLED等范围。此中专利数目占斗劲众有传感器、显示屏&面板、集成电途。专利申请苛重集合正在企业。此中,邦内的京东方科技集团股份有限公司、TCL集团正在该范围申请有大宗专利,远远众于邦内其他企业;韩邦的三星集团、LG集团正在中邦也申请了肯定数目的合连专利。

  石墨烯正在气体惩罚方面的专利申请量共计318件,此中以气氛净化-吸附方面的专利占比最高,高校和企业具有的专利数目比拟较众。正在化工范围,石墨烯方面的专利申请共14 669件,此中申请量较众的苛重有橡胶塑料、涂料油墨、催化、热界面原料和纤维。石墨烯使用于纤维范围苛重起到导热、导电、巩固增韧、抗菌、抗静电等功用,高校和企业均申请了大宗合连专利,东华大学、圣泉集团、杭州高烯科技有限公司专利数目较众。

  正在检索到的51 054件专利(族)中,申请了美邦专利的有7 652件,约占15%。由美邦专利及牌号局(USPTO)受理的石墨烯专利数目的年度变革趋向(图5)能够看出,美邦石墨烯专利的申请与受理最早显露正在20世纪90年代初,不过专利本领成长斗劲从容,直到2008年今后滥觞显露迅速增进景色,2012年今后每年的专利申请数目永远维持正在较高秤谌,2015年专利申请量抵达最高点。

  企业该当成为石墨烯范围将来立异的引颈者。正在政府引颈和商场经济秩序调度下,企业应避免正在低端产物范围的同质化比赛,通过本领立异由比赛较为激烈的“红海”转向“蓝海”,正在原料制备、使用产物和商场需求反应之间树立杰出的轮回机制,变成资产链上下逛企业的协同联动和良性互动。企业应操纵好科技谍报领会,实时调动本领研发偏向,掌握商场动态,正在商场比赛中维持自己比赛力。另一方面,高校、科研机构以及企业之间应强化本领的搬动转化,处置本领立异链条断裂题目,变成具有杰出商场前景的高价格专利组合。

  ①Top - Down途径制备石墨烯苛重涉及以石墨为原料通过化学氧化还原、呆滞剥离、插层剥离等格式制备石墨烯;

  正在我邦石墨烯本领的研发中,企业申请专利的总量已领先其他各种申请人,专利申请量占比高达48.0%,这注明石墨烯本领的资产化成长正慢慢深刻。邦内的高校和探究机构正在石墨烯范围中产出丰厚,但其零丁申请的专利数目占斗劲高,绝大个人专利本领未能举办有用转化。值得合怀的是,邦内领域较大的企业如鸿海集团、邦度电网、京东方集团、华为本领有限公司(以下简称“华为”)等不单自己正在石墨烯范围作了大宗的专利结构,其与各大高校及探究机构也具有亲热的互助干系。如鸿海集团与清华大学,邦度电网与其子公司、清华大学、北京化工大学,华为与浙江大学、中邦科学本领大学、上海大学等就石墨烯合连本领已联合申请了较众半目的专利。

  ②近年来,石墨烯范围的本领研发和专利申请热门苛重集合正在石墨烯原原料制备,石墨烯正在电化学、蚁合物等范围的使用,此中与石墨烯原原料制备合连的专利申请的活动度近几年滥觞降低。