从专利分析看国内外氢燃料电池技术重点和热点

采用德温特专利数据库和Incopat数据库，结合关键词、IPC分类、德温特手工代码的方法进行专利数据采集，截至2017年3月，共得到德温特专利118,362件（专利族）、中国发明和实用新型专利23,544件。对氢能及氢燃料电池专利进行分析，有助于整体了解氢能及氢燃料电池领域专利技术的发展现状趋势、技术重点热点、区域竞争格局、竞争机构情况。本期周报奉上氢燃料电池的技术趋势和技术重点与热点。

一、燃料电池专利规模趋势

1. 专利技术经历高速增长后的回落过程中

专利年度分布

图中揭示的是国际和国内专利的年度分布情况。考虑到专利一般从申请到公开需要长达1年甚至3年的时间，因此专利年度申请数量在2015年（包括）以后出现失真。2015-2016年专利分布情况可以参考年度专利公开数量。

全球专利申请方面，燃料电池技术20世纪50年度国际上已有专利申请。图中蓝色和红色曲线为全球专利年度申请和公开量。总体上看，燃料电池专利技术年度申请数量在经历1999年至2007年持续高速增长之后，年度专利申请数量开始出现下滑，目前仍处于下滑过程中，有企稳的迹象。

中国专利申请方面，图中绿色和紫色曲线为中国专利年度申请和公开量。从时间上看，国内的研发落后国际将四十多年，1998年开始出现燃料电池中国专利，年度申请数量增长速度较为均衡，与国外不同的是，增长趋势一直延续至今，未出现明显的回调。

2. 新技术占比趋于减少

图中将IPC分类号数量近似算作技术的数量，深蓝色表示当年新出现的技术，浅蓝色表示当年之前已经存在的技术。图中显示，燃料电池技术在1999年前后，新技术和已有技术同步快速增长，发展到2006年，随着年度技术数量基本保持平稳，新技术的比例呈现下降趋势，反映出行业技术趋于成熟。

技术趋势

3. 新增研究人员不断涌入

图中绿色表示当年投入的新增研究人员（这些研究人员之前未申请过专利），浅绿色表示当年投入的现有研究人员（这些研究人员之前已有专利申请）。图中显示，2000年前后燃料电池技术领域研发人员开始快速涌入，尤其在2005年这个趋势更加明显。总体而言，新增研究人员不断进入这个行业，占据近半的比重。

研究人员趋势

4. 专利技术大量存在于大型企业

图中将申请专利的企业按数量划分成5个等级，用不同颜色圆环加以区分，代表每一类企业申请专利数量之和。图中可以看出，拥有100件以上专利的大型企业专利总和占据燃料电池专利技术总量的49%；拥有1-20件专利的小微型企业专利总量占比36%。显示了专利技术被大型企业掌握，技术市场趋向成熟。

机构活跃度

二、燃料电池技术重点和热点挖掘

1. 国际研发重点指向电极、控制、制氢、储氢、电解质膜、固体氧化物燃料电池技术等

使用汤森路透公司Thomson Innovation，将专利数据通过文本聚类，绘制产业技术研发重点的专利地形图。山峰表示专利技术的集中区，山峰颜色越浅，专利越密集。图中显示，国际燃料电池技术研究重点包括，聚合物膜、固体氧化物燃料电池、电极催化层、改性催化剂、储氢材料、电压电流控制、移动设备应用等技术。

依据专利分类排序统计可知，国际燃料电池技术研发的重点依次为电极、控制、制氢、储氢、电解质、外壳密封等技术。

国际技术重点（文本聚类）

资料来源：Thomson Innovation

国际关键技术排名（专利分类）

2. 国内技术研发重点指向电极、制氢、储氢、电解质膜、控制、催化剂等技术

文本聚类图显示，国内燃料电池各技术研究较为均衡，研究重点包括聚合物膜、电动机及其控制、电压电流控制等技术。

专利分类排序统计可知，国内燃料电池技术研发的重点依次为，电极、制氢、储氢、电解质、控制、催化剂等技术。

国内技术重点（文本聚类）

资料来源：Thomson Innovation

国内关键技术排名（专利分类）

3.国际热点技术--电解质、外壳和密封、催化剂、膜电极组件等技术成为热点

选取最早优先权年时间段2007-2016年（红色表示）代表近期专利技术， 2006年及之前（蓝色表示）代表早期专利技术。早期专利数量（蓝色）占专利总量的51.4%，在图中画一条绿色基准线，超过基准线代表技术热点的迁移。

图中可以看出，电解质、外壳和密封、催化剂、膜电极组件等技术在最近几年的发展速度超过平均发展速度。显示这些技术为近期燃料电池领域技术研发热点，得到研发机构的追捧。

技术热点迁移（国际）

4. 国内热点技术--电解质、加热和冷却、催化剂等技术成为热点

选取最早优先权年时间段2010-2016年（红色表示）代表近期专利技术， 2009年及之前（蓝色表示）代表早期专利技术。早期专利数量（蓝色）占专利总量的46.9%，在图中画一条绿色基准线，超过基准线代表技术热点的迁移。

图中可以看出，电解质、加热和冷却、催化剂等技术在最近几年的发展速度超过平均发展速度。显示这些技术为国内近期燃料电池领域技术研发热点。

技术热点迁移（国内）

三、燃料电池重要专利筛选

采用Innography专利分析平台进行重要专利筛选工作。Innography具有专利强度分析功能，建立的专利指标体系包括专利引证次数和被引次数、专利族数量、权利要求项数量、专利涉及诉讼案件数量及赔偿金额、专利从申请到公开的时间、专利年龄、专利异议和再审查、专利分类等十几个指标，并赋予不同的权重计算而成。

通过使用Innography的专利强度分析，可以从海量专利数据中寻找关键专利、核心专利。这些关键专利涉及控制技术、制氢、储氢、催化剂、电解质膜、燃料电池系统等技术等，这些专利都集中在美国专利。下表为专利强度为排名前30位的燃料电池技术专利。

燃料电池重要专利