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成都专利技术代理:如何分析实施纳米发电机技术专利申请方案?

 

 
 
成都专利技术代理:如何分析实施纳米发电机技术专利申请方案?
 
 
1)检索式的确定
 
纳米发电机将一个电极集成到轮胎某一部分,当这部分与地面接触时,两个表面之间将通过摩擦产生电荷,这就是接触带电的一种形式,也称为摩擦起电效应。
 
在最初的试验中,Wang和他的同事们利用一辆装有LED灯的玩具车演示了此概念。他们将一个电极粘贴在汽车轮胎上,轮胎转动时,LED灯会不断闪烁。汽车移动的摩擦力能产生足够的能量使LED发光,这也验证了最初可回收再利用摩擦中所丢失能量的想法。
 
 
根据分析主题,设定关键词(包括:技术术语、IPC分类、申请人、发明人等),并设计出专利组合检索策略,进行数据库检索。通过对纳米发电机技术专利进行预检索,发现该领域的中国专利数量最多。我们尝试了多个技术术语与IPC国际专利分类号的组合检索,为了保证中国专利检索的查全率,特设定“纳米发电机”、“纳米摩擦发电机”和“纳米压电发电机”3个中文检索词进行组合检索。
 
2)专利分析内容
 
Wang说道:“回收所浪费的能量即可提高能效,我认为这一工作的亮点即是(我们一直所追求的)如何在损耗中节能。”
 
研究人员还发现所获取能量的大小与汽车重量和移动速度直接相关。因此,汽车不同所获取能量也不同。但Wang预测,汽车(每英里)汽油消耗量每增加10%,摩擦能转换效率也将提高50%。
 
最初由数据库进行预先检索所得的结果中专利数量是非常庞大的,并且其中并非都是与分析主题有直接关系的专利资料,必须依赖专利分析师与技术专家沟通判断,进行初步筛选以检核专利群是否符合要求。当检核结果符合要求时,再过滤出与主题内容有关的专利资料,最后进行专利分析工作。针对筛选后所得的专利资料进行统计分析,分析内容涉及:全球专利申请分析、专利申请人分析、专利发明人分析、重要技术分支分析、专利引用分析等。最后依据专利分析数据得出本报告的重要结论和建议。
 
专利分析
 
1)专利申请量趋势分析
 
经检索,共得到624条纳米发电机技术相关专利。
 
全球首件纳米发电机专利是Piezoelectric and semiconducting coupled nanogenerators,由王中林教授所在的GEORGIA TECH RESEARCH CORPORATION申请。该专利最早的优先权是2005年12月20日的美国优先权60/752558。
 
如图1所示,纳米发电机的全球专利申请趋势,2006年第一次专利申请后提出的申请数量在大约四年内保持在每年10份左右,这表明该技术还处于初级阶段,尚未得到业界的关注。该领域的大量专利申请主要发生在2010年以后,每年的专利申请数量在2013年达到顶峰,达到172项。由于2014-2017年的所有专利申请尚未公布,预计在充分披露这些专利之后,这一期间的申请数量仍将很高。从专利申请时间分布来看,2005~2010年纳米发电技术发展明显,S曲线呈“萌芽”趋势。当技术处于初级阶段时,技术风险很高,企业投资意愿相对较低,这主要是由于少数机构依赖政府资助(如:乔治亚技术研究核心先进科学和技术研究所)和技术研究与开发、专利数量。申请专利的数量相对较少。值得注意的是,新兴专利申请国中也有几家电子巨头,如:SAMSUNGHON HAI精密工业,这表明该技术的行业价值已引起人们的关注。自2011年以来,纳米发电机领域的专利申请数量急剧增加.专利申请量也有所增加,标志着技术领域已进入“成长阶段”。在此期间,纳诺-新能源(唐山)有限公司。(唐山)的专利申请数量最多。此外,中国国家纳米科学中心、北京纳米能源系统研究所和韩国三星电子公司也加大了在这一领域的投资力度,表明该技术的开发和应用日益活跃。由于大学和政府研究机构的专利申请数量仍然高于公司,因此判断纳米发电机领域目前正处于技术“增长”的早期阶段(如图2所示)。
 
2)专利申请国家分析
 
对624条纳米发电机技术相关专利按照申请的国家进行分析,其中中国、美国、韩国、欧洲和日本为最主要的申请国(如图3所示)。中国专利的申请量达390件,占据64%的全球专利申请量,这表明中国机构在纳米发电机领域具有技术优势,应用市场也受到最多关注。美国专利为93件,占据15%的全球专利申请量。韩国专利为56件,占据9%的全球专利申请量。欧洲和日本的专利申请量较少,表明在该区域的研发投入和市场化程度较弱。
 
 
图3 纳米发电机专利申请国分布

图3 纳米发电机专利申请国分布
 
3)申请人及专利权人分析
从表1纳米发生器全球专利持有者的排名来看,该领域的专利主要由研究机构和大学拥有,因此有很大的技术转化为企业应用的空间。北京纳米能源与系统研究所(包括国家纳米科学中心授予的专利)申请了159项专利,中国在这一领域排名世界第一,占专利申请的25.5%,显示出最强的技术领先地位。纳米新能源(唐山)有限公司拥有专利申请134项,占21项。5%的专利申请,排名第二。根据对专利发明者的进一步分析,纳米新能源(唐山)有限公司成立于早期,主要由国家纳米科学中心研发团队投入。在纳米发电机领域,中国专利者正在领先,并且已经与其他国家的竞争对手拉开了距离。值得一提的是,中国专利主体主要限于在本国申请专利,在其他国家的专利分配不足以形成明显的数量优势。
 
美国GEORGIA TECH RESEARCH CORPORATION、韩国KOREA ADVANCED INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY、SAMSUNG ELECTRONICS等机构也具有一定的专利布局和技术实力。
 
 
4)发明人分析
 
美国威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison,UW-Madison)的工程师们与中国学者合作,研发出一种纳米发电机,它可从汽车轮胎滚动摩擦中采集能量。
 
作为一种新型能量回收再利用的方法,纳米发电机将为汽车厂商们提供一种能极大提高汽车能量效率的方法。
 
威斯康星大学麦迪逊分校材料科学与工程系副教授Xudong Wang,与其博士学生Yanchao Mao合作开展此工作约已有一年时间。
 
纳米发电机利用摩擦起电效应获取路面和车轮之间由于电势(electric potential)变化所产生的能量,摩擦起电效应指的是两种不同物体之间由于接触或摩擦可产生电荷。
 
表2是纳米发电机领域全球专利发明人Top10。其中王中林教授独占鳌头,专利申请量总计为225件,占据纳米发电机领域全球专利中36%的申请量。该领域的专利发明人较为集中,顶尖技术专家主要来源于:NATIONAL CENTER FOR NANOSCIENCE & TECHNOLOGY(CN)、BEIJING INSTITUTE OF NANOENERGY & NANOSYSTEMS(CN)、NEWNAGY (TANGSHAN), LLC(CN)、GEORGIA TECH RESEARCH CORPORATION(US)、KOREA ADVANCED INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY(KR)等5家机构。
 
 5)IPC分类分析
 
 
表3 纳米发电机全球专利IPC分类

表3 纳米发电机全球专利IPC分类
 
将纳米发电机专利进行IPC(国际专利分类号)统计和分析,得到的表3是按国际分类号大组排列的结果。可以看出纳米最主要的技术子领域按专利数量排序为:摩擦纳米发电机、压电器件、压电纳米发电机、以及纳米发电机电池组。该排序可以大致反映出纳米发电机最重要的技术子系统领域是在摩擦及压电纳米发电机的结构和制备方面,技术的焦点问题在于实现纳米发电机系统性能的完备。从表3中IPC分类大组中的专利分布可知,纳米发电机在监测、光伏、电疗、自供电、风力发电等领域均具有重要应用前景和价值。然而,迄今为止在这些应用领域的专利数量还不多,因此在挖掘应用端专利方面存在较大潜力。
 
6)专利引用分析
 
专利引用数是反映专利价值的重要标准。大量其他专利引用的专利对后续的发明和创造具有重要的启示和参考价值。表4显示,技术研究公司的发明人(王忠林教授)拥有最多被高度引用的核心专利,这些专利是在2010年之前提交的,表明该机构是纳米发电技术早期的核心来源。引导和推动产业初期的技术创新。王忠林教授的发明专利在被高度引用的专利中居前五位,在前二十名中排名第十四位,表明他在该行业具有领先的技术地位和领先的创新能力。纳新能源(唐山)有限公司在前十名中也拥有三项专利,这表明该公司在该行业中处于更强的地位。