使用Patentics分析堿金屬無機金屬材料在我國的研究進展

胡靜 唐黎黎 田剛(國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心，北京 100190)

無機金屬材料是各行各業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，其發(fā)展的方向和速度直接影響各行各業(yè)的研究進展，作為專業(yè)基礎(chǔ)知識的需求越來越強烈[1]。無機金屬材料領(lǐng)域的專利涉及國際專利分類號為C01D、C01F和C01G。其中，C01代表無機化學(xué)，C01D代表堿金屬，即鋰、鈉、鉀、銣、銫或鈁的化合物，本文針對位于C01D分類號下的專利申請進行了分析研究。

Patentics是一種智能化的專利搜索和分析系統(tǒng)，收錄了自1985年4月以來的中國專利，提供中國專利、美國專利、歐洲專利等專利數(shù)據(jù)，按公司(專利權(quán)人)、專利分類(美國分類CCL)、索引詞、國際分類的時間分布統(tǒng)計分析，并于2013年07月16日上線了中國學(xué)位論文庫和中國期刊庫，同時對學(xué)位論文庫和期刊庫均進行了IPC分類標(biāo)引[2]。

1 數(shù)據(jù)采集

首先，在Patentics檢索界面，選擇“中國申請”，輸入檢索詞“ICL/“C01D””，得到4172個檢索結(jié)果。對檢索結(jié)果分別按照申請量年度變化、申請人、國際分類號、法律狀態(tài)和研發(fā)方向進行統(tǒng)計分類。

2 專利申請趨勢分析

2.1 我國專利申請量整體年度變化

如圖1所示，從1986年起，我國專利申請量逐年增加。第一階段為1986年至2004年，呈現(xiàn)逐年穩(wěn)步增加的趨勢；第二階段是在2004年至2011年間，我國專利申請量出現(xiàn)大幅增長；第三階段為2011年至今，專利申請量稍有振蕩，但是總體上呈現(xiàn)增長的趨勢。由于專利審查申請的程序原因，2015年的專利數(shù)據(jù)還沒有完全公開，本文中未統(tǒng)計2015年的專利申請量。

圖1 堿金屬無機材料領(lǐng)域中國專利申請量年度變化

2.2 申請人分析

如圖2所示，該領(lǐng)域中中國科學(xué)院的申請量達3.55%，成為申請量最高的申請人，并且申請量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他申請人，這說明我國的基礎(chǔ)研究中，中國科學(xué)院的研究成果較為顯著。之后按申請量由多到少排列，依次為王嘉興、汪晉強、王莉、何云、索爾維公司、清華大學(xué)、中南大學(xué)、天津長蘆漢沽鹽場有限責(zé)任公司、河北工業(yè)大學(xué)。申請量前十位中個人申請總共4個，分別排在第2-5位，申請量分別占1.94%、1.63%、1.1%和0.98%，共占5.65%。申請量前十位中，唯一的國外公司為來自比利時索爾維公司，排在第六位。

圖2 堿金屬無機材料領(lǐng)域?qū)＠暾埲私y(tǒng)計

2.3 國際分類號分析

堿金屬無機材料領(lǐng)域的分類號為C01D。根據(jù)圖3所示，表示電極的分類號H01M004和表示水處理的兩個分類號C01F001、C01F009分別占有8.96%、6.52%和6.42%的申請量。這是因為含有鋰金屬的化合物在堿金屬中占有很大比例，而含有鋰金屬的化合物又常常作為電極用于鋰電池。而由于堿金屬作為各個領(lǐng)域的基礎(chǔ)化合物，其使用非常廣泛、使用量也很大，具有回收利用的價值。

圖3 堿金屬無機材料領(lǐng)域的國際分類號統(tǒng)計

2.4 專利申請的法律狀態(tài)

使用Patentics對法律狀態(tài)進行總結(jié)，如圖4，法律狀態(tài)為有效的專利申請有1595個，占申請總量的38%；法律狀態(tài)為無效的專利申請有685個，占申請總量的16%；法律狀態(tài)為公開的專利申請有800個，占申請總量的19%；法律狀態(tài)為撤回的專利申請有861件，占申請總量的21%；法律狀態(tài)為駁回的專利申請有231件，占申請總量的6%。

圖4 堿金屬無機材料領(lǐng)域?qū)＠暾埖姆蔂顟B(tài)統(tǒng)計

3 堿金屬無機材料的研發(fā)方向

對堿金屬無機材料的具體研發(fā)方向進一步分析，如圖5，對該領(lǐng)域的專利申請進行聚類分析，并且，對隨機采樣的400個結(jié)果進行索引詞分類瀏覽，從中總結(jié)出堿金屬無機材料領(lǐng)域開當(dāng)下研究較多的方向。所使用的技術(shù)手段較多的是結(jié)晶，所使用的原料多為廢水，制備的產(chǎn)物較多的是鋰化合物，鋰化合物應(yīng)用領(lǐng)域較多的是電極材料。

圖5 堿金屬無機材料領(lǐng)域的研發(fā)方向統(tǒng)計

3.1 結(jié)晶

結(jié)晶是物質(zhì)從液態(tài)（溶液或熔融狀態(tài)）或氣態(tài)形成晶體的過程。結(jié)晶分離的原理是根據(jù)溶液中各組分溶解度的不同，控制操作條件使溶液中溶解度小的組分達到過飽和，從而使晶體從溶液中析出[3]，在堿金屬無機材料領(lǐng)域主要涉及到蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻結(jié)晶。

3.2 廢水作為原料

由于堿金屬材料是各行各業(yè)的基礎(chǔ)材料，用途非常廣泛，因此為了節(jié)約資源和成本、保護環(huán)境，常常將廢水中的堿金屬回收再利用。廢水作為原料的主要問題在于如何有效地將堿金屬從廢水中分離出來，利用廢水回收堿金屬無機材料的主要方法是蒸餾蒸發(fā)、滲析滲透、離子交換、吸附，由于廢水中一般含有很多雜質(zhì)，因此常將多種分離方法結(jié)合使用，還可以引入生物處理、電化學(xué)。

3.3 在電極領(lǐng)域的應(yīng)用

分析堿金屬無機材料在電極領(lǐng)域的主要應(yīng)用，其主要涉及到H01M004/48、H01M004/04、H01M004/58等，即堿金屬無機材料用于電極材料主要是以氧化物或者氫氧化物的形式，專利申請保護的多為制造方法，涉及到的其他金屬為鎳、鈷和鐵。

4 堿金屬無機材料的發(fā)展展望

隨著世界各國對知識產(chǎn)權(quán)的重視，堿金屬無機材料由于其使用領(lǐng)域的廣泛而在能源發(fā)展中的戰(zhàn)略地位越來越突出。從專利申請人的類型來看，申請人的主體是高等院校和科研單位，說明國家對高等院校和科研單位的科研經(jīng)費投入有了顯著成效。同時，國家應(yīng)該進一步鼓勵企業(yè)和公司對科技創(chuàng)新的投入和提供適當(dāng)?shù)恼咧С?，使其提高?chuàng)造能力，使科研成果更快轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力。

[1]季惠明.無機材料化學(xué)[M].天津大學(xué)出版社，2007，10.

[2]陳茜茜等.試析Patentics中文非專利文獻檢索[J].電腦技術(shù)，2013，37（S2）.

[3]傅承碧等.化工工藝學(xué)[M].北京：中國石化出版社，2014，01.