专利视角下的质子交换膜燃料电池产业分析

４００ ３５０ ３００ ２５０ ２００ 廿 １５０
ｌ０Ｏ ５Ｏ ０ １９９３ １９９６ ｌ９９９ ２００２ ２００５ ２００８ ２０１ １ ２０１４ ２０１７
表 了在 燃料 电池 车技术 方面进行 协作
年 份
的决定有 关。此 外 ，受 到专利 申请 公开 期 限 的影 响 ，２０１６年 和 ２０１７年 的 数据
图 １ 我国质子交换膜燃料 电池产业专利 申请趋 势
并 不完整 ，因此在 图上 以虚 线表示 。
通 用 汽 车 环ຫໍສະໝຸດ 球 科 技 运 作 公 司 用的方法 ，对企 业评估竞争 对手 、预测 技术 发展趋 势、选 择 技术研 发 方 向有 重要参 考 价值 ，已 日渐 成 为企 业开 展 专利战略研究 、争 夺专利 战场 的前提 。
本 文 以 中国 专 利 检 索 系 统 文 摘 数 据 库 （ＣＰＲＳＡＢＳ）检 索 结 果 为 基 础 ，运 用 定量 分析 方法 对 我 国质子 交 换 膜燃 料 电池 产业 专利 申请 趋 势、主 要 申请人 、区域分布 、研究 热点等方 面 进 行统 计分 析 ，并 在统 计结 果 的基 础 上对相 关专利策 略进行探究 。
质 子交换膜 燃料 电池 因其 具有可 在 室温 快速 启动 ，且可 按 照负 载要 求 调整 输出功率 ，因此 成为 电动车 、不依 赖空气 推进 的潜 艇动力源 和便 携式 电 源的最佳 选择 。
专 利分 析 ，是 指 将 专利 文 献大 数 据进 行检 索 、组 织 、人 工 干预 ，并根 据 实际需要 ，基 于统计学 原理 ，综合运 用 各 种分析 方法与 工具将专 利数据转 化 为指 导性 且 价值 丰 富的 信息 ，从而 为 企 业 、行业乃 至国家 的技术发展 、产 品 开 发的决 策和创新提 供建议 的一种 技 术 方 法 。随着 世 界范 围 内技 术竞 争 愈 演 愈 烈 ，专 利分析 以其独 特 的优 势 已 经成 为企业 竞争与市 场分析 中较为 实
专利视角下的 质子交换膜燃料电池产业分析
■ 文 ／楼 兴 隆 杨 芳 国家知识产权局专 利局专 利审查协作 北京 中心
一 、 概述
燃 料 电 池 （Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ，ＦＣ）是 一 种 电化 学 反 应 装 置 ，将 燃 料 的 化 学 能 直 接 转 换 为 电能 ，被 视 为 “２ｌ世 纪 最 理 想 的 发 电 装 置 ”之 一 。燃 料 电池 能 量 因其 转 换 效 率 高 、发 电过 程 对 环 境 影 响 小 ，只 要 燃 料 保 持 供 应 ，就 能 够 连 续 稳定 发 电 ，在 分 布 式 电站 、电 动 汽 车 、舰 船 潜 器 、航 空 航 天 、移 动 通 信 和 武 器 装 备 等 领 域 具 有广 阔 的应 用 前 景…。燃 料 电池 按 电 解 质性 质 可分 为 质 子 交 换 膜 燃 料 电 池 （Ｐｒｏｔｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｍ ｅｍｂｒａｎｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ，ＰＥＭ Ｆ Ｃ），碱性 燃料 电 池 （Ａｌｋａｌｉｎｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ，ＡＦＣ），磷 酸 燃 料 电 池 （ＰｈＯｓｐｈＯｒｉＣ Ａｃｉｄ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ，ＰＡＦＣ），熔 融碳 酸盐 燃 料 电池 （Ｍ ｏｌｔｅｎ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｆｕｅｌ ｃｅ１１，Ｍ ＣＦＣ）和 固体氧 化物 燃料 电 池 （Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ，ＳＯＦＣ） 等 ５种类 型燃料 电池 。
＝ 、质子 交换膜 燃料 电池 中国 专利文献 的分析 １．专利申请年度分布和申请趋 势
从 统计 结果 观 察 ，我 国质 子交 换 膜燃 料 电池 的 专 利 申请 始 于 ２０世 纪
新艇料产业 ＮＯ．０５ ２０１ ８■日殂
９０年代 初 （见 图 １）。在 ２０００年 之前 ，由 于 我国在质 子交换 膜燃料 电池产业相 对 于 发达 国 家起 步较 晚 ，市 场接 受度 较 低 ，专 利 申请 量 极 少 ；２００１年 的 申 请 量 由 ２０００年 的 ２６件 增 长 到 ７３件 ，在 随后 ２００２—２０１５年 出现 了一个 稳步 发 展 期 ，其 中 ２０１３年 达 到 了申请量 的顶 点 ３６１件 。２０１４年 申请 数 量 的下 降 可 能 与 ２０１３年 ７月 ，通 用 汽 车 与 本 田发
在 中 国 专 利检 索 系统 文摘 数 据 库 （ＣＰＲＳＡＢＳ）中用 关键 词“燃 料 电 池”、“质 子 膜 ”、“质 子 交换 膜 ”和英 文 “ｆｕｅｌ ｃｅｌ（ｓ）”、“ｆｕｅｌ ｂａｔｔｅｒｙ”、“ｐｒｏｔｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ”、“ＰＥＭＦＣ”在 发 明名 称 、关 键词 、摘 要和权 利 要求 ｌ 的范 围 内的专利进 行检索 ，获 得 ４ １９０ 篇 申请 并公 开 的专利 文献 ，检 索 时 间 为 ２０１８年 ４月 。
质子 交换膜燃料 电池与其 他液体 电解质 燃料 电池相 比，采 用具 有 良好 质 子传 导 能力 的 固相质 子 交换 膜 ，既 避免 了液态 电解质 操作 的不便 ，又可 以将 质 子 交 换 膜做 成几 十微 米 的薄
膜 ，从 而提高 电池的能量 密度 。质子交 换 膜 燃 料 电池 中质 子 交 换膜 的性 能 优劣 直接决 定该类燃 料 电池 的使用寿 命 。现 有 的质 子 交换 膜有 酚醛 树 脂磺 酸型 膜 、聚苯 乙烯 磺酸型膜 、聚三氟 乙 烯磺 酸型膜 、部分 氟化质 子交换膜 、全 氟磺 酸质子 交换膜和 非氟化质 子交换 膜 等 。全氟 磺 酸质 子 交换 膜兼 具有 电 解 质 、电极 活 性物 质放 热 基底 和 能够 选择 透过氢 离子 （Ｈ ）的功 能 ，普 通多 孔性 的 电解质膜 不具有这 些功 能 Ｊ。