2018 石墨烯技术专利分析报告 2018 石墨烯技术专利分析报告 2018 石墨烯技术专利分析报告 作者 : 王国华 刘兆平 周旭峰 汪伟 韩雪 马经博 Report on Patenting Activity of Graphene Technology Prepared by WANG Guohua, LIU Zhaoping, ZHOU Xufeng , WANG Wei , Han Xue and Ma Jingbo 特别感谢： 李义春 中国石墨烯产业技术创新战略联盟 陈 浩 中国科学院 科技促进发展局知识产权管理处 王 慧 中国科学院 宁波材料技术与工程研究所技术转移与知识产权部 秦志鸿 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 /中科院石墨烯工程实验室 白晓航 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 /中科院石墨烯工程实验室 蒋 涛 超凡知识产权服务股份有限公司 高 非 乐知新创（北京）咨询服务有限公司2018 石墨烯技术专利分析报告 目 录 1、前言 . 1 1.1 研究背景和意义 . 1 1.2 数据来源及研究方法 . 1 1.3 研究内容 . 2 2、石墨烯技术整体专利态势分析 . 3 2.1 石墨烯技术 国际专利申请态势 . 3 2.2 石墨烯专利技术生命周期分析 . 4 2.3 石墨烯技术国际专利申请的技术布局 . 6 2.4 石墨烯专利国家 /地区分布分析 . 7 2.4.1 最早优先权专利申请国家 /地区分布 . 7 2.4.2 技术流向分析 . 9 2.4.3 主要国家 /地区专利申请活跃度分析 . 12 2.5 石墨烯专利申请人分析 . 13 2.5.1 重要专利申请人 . 13 2.5.2 重要专利申请人专利申请保护区域分布 . 15 2.5.3 重要申请人专利申请活跃度及技术影响力分析 . 17 2.6 小结 . 18 3、石墨烯美国专利重点分析 . 20 3.1 石墨烯美国专利年度申请趋势分析 . 20 3.2 石 墨烯美国专利申请来源国家 /地区分析 . 20 3.3 石墨烯美国专利申请技术布局 . 21 3.4 石墨烯美国专利重要申请人分析 . 24 3.5 石墨烯美国重要专利申请人分析 . 25 3.5.1 威廉马歇莱思大学 . 25 3.5.2 德克萨斯大学 . 28 2018 石墨烯技术专利分析报告 3.5.3 IBM 公司 . 31 3.5.4 JANG B Z&ZHAMU A&美国纳米技术仪器公司 . 33 3.5.5 美国沃尔贝克材料公司 . 36 3.6 小结 . 39 4、石墨烯韩国专利重点分析 . 41 4.1 石墨烯韩国专利年度申请趋势分析 . 41 4.2 石墨烯韩国专利申请来源国家 /地区分析 . 41 4.3 石墨烯韩国专利申请技术布局 . 42 4.4 石墨烯韩国专利重要申请人分析 . 44 4.5 石墨烯韩国重要专利申请人分析 . 45 4.5.1 三星集团 . 45 4.5.2 LG 集团 . 50 4.5.3 韩国成均馆大学 . 54 4.6 小结 . 60 5、石墨烯欧洲专利重点分析 . 62 5.1 石墨烯欧洲专利年度申请趋势分析 . 62 5.2 石墨烯欧洲专利申请来源国家 /地区分析 . 62 5.3 石墨烯欧洲专利申请技术布局 . 63 5.4 石墨烯欧洲专利重要申请人分析 . 66 5.5 石墨烯欧洲重要专利申请人分析 . 66 5.5.1 诺基亚技术有限公司 . 66 5.5.2 曼彻斯顿大学 . 69 5.5.3 巴斯夫 . 72 5.5.4 博世公司 . 76 5.6 小结 . 78 6、石墨烯中国专利重点分析 . 79 6.1 石墨烯中国专利数量年度分布分析 . 79 2018 石墨烯技术专利分析报告 6.2 石墨烯中国专利申请来源地分析 . 80 6.3 石墨烯中国专利申请法律状态分析 . 80 6.4 高校、企业、研究机构等各单元对比分析 . 81 6.4.1 专利申请人类型及申请数量分析 . 81 6.4.2 各单元重要机构分析 . 82 6.4.3 重要申请人及合作关系分析 . 88 6.5 石墨烯中国发明专利深度分析 . 93 6.5.1 石墨烯原材料、制备技术、生产工艺及检测技术专利分析 . 93 6.5.1.1 Top-Down 制备石墨烯发明 专利功效分析 . 94 6.5.1.2 Bottom-up 制备石墨烯发明专利功效分析 . 103 6.5.1.3 其它方法制备石墨烯发明专利功效分析 . 106 6.5.2 石墨烯应用专利分析 . 107 6.5.2.1 石墨烯应用技术专利分析 . 107 6.5.2.2 石墨烯终端产品专利分析 . 132 6.6 石墨烯技术中国重要专利申请人分析 . 134 6.6.1 企业申请人专利分析 . 134 6.6.1.1 重庆墨希科技有限公司 . 134 6.6.1.2 宁波墨西科技有限公司 . 136 6.6.1.3 浙江省石墨烯制造业创新中心 . 138 6.6.1.4 烯旺科技 . 139 6.6.1.5 华为公司 . 140 6.6.1.6 京东方科技集团股份有限公司 . 142 6.6.1.7 TCL 集团 . 143 6.6.2 科研机构申请人专利分析 . 145 6.6.2.1 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 . 145 6.6.2.2 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 . 148 6.6.2.3 中国科学院金属研究所 . 149 6.6.2.4 中国科学院上海硅酸盐研究所 . 151 6.6.2.5 中国科学院山西煤炭化学研究所 . 153 6.6.2.6 江南石墨烯研究院 . 154 6.6.3 国外申请人专利分析 . 156 2018 石墨烯技术专利分析报告 6.6.3.1 三星集团 . 156 6.6.3.2 LG 集团 . 157 6.6.3.3 IBM . 159 6.6.3.4 曼彻斯顿大学 . 161 6.7 小结 . 162 7、结论与建议 . 164 7.1 结论 . 164 7.2 建议 . 166 附录 . 168 附录 1 国家 /地区代码说明 . 168 附录 2 德温特手工代码对照表 . 169 后 记 . 173 2018 石墨烯技术专利分析报告 摘 要 石墨烯（ Graphene）， 作为构成其他石墨材料的基本单元， 是一种由碳原子以 sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。 石墨烯完美的结构赋予其良好的电学、热学、光学、力学等特性，使其在化工、储能、电子器件、生物医药、航空航天等领域具有广泛的应用潜能。得益于石墨烯优异的物理化学特性，基于石墨烯相关技术的研究和应用开发持续升温， 世界各国 纷纷建立石墨烯相关技术研发中心，尝试 使 石墨烯 相关技术 商业化，进而在工业、技术和电子相关领域 获得潜在的应用专利，以在未来石墨烯相关产品市场占得先机 。 自 2004 年，以 微机械剥离 法首次 从石墨中分离出 石墨烯 之后，石墨烯的制备方法得到快速拓展，针对不同制备方法得到的性质各异的石墨烯也得到广泛深入的应用研究。与此同时，有关石墨烯的制备及其应用等相关专利如雨后春笋般快速涌现，及至目前，在全球范围内，石墨烯相关专利总体已达到 5 万余件。本报告以石墨烯相关专利为研究对象，逐一对其进行详细解读分析。我们首先从全球角度出发，对 石墨烯国际专利 的整体 申请态势、专利技术生命周期、技术研发布局 等方面进行 分析 ，以了解 石墨烯 相关 技术 在全球的研究态势 。 进而，我们从年度申请趋势、主要申请来源国家 /地区、重要申请人的专利布局及技术演进 等方面对 美国、韩国、欧洲 的石墨烯相关 专利 进行了深入分析。最后，我们从石墨烯专利 年度分布、类型分布、法律状态、申请来源地等概况分析 对我国的石墨烯专利 做了详细解读与分析。基于以上分析，我们对全球石墨烯专利技术做了相应概括总结，并对我国石墨烯技术的研究与开发提了一些建议，以期对国内石墨烯相关技术研究的推进做出些许贡献。 关键词 ：石墨烯 专利分析 知识产权2018 石墨烯技术专利分析报告 1 1、前言 1.1 研究背景和意义 石墨烯 是单原子厚度 的二维碳原子晶体，被认为是富勒烯、碳纳米管和石墨的基本结构单元。 2004 年 ， 英国曼彻斯顿大学物理学家安德烈 · 海姆和康斯坦丁 · 诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出石墨烯，两人也因此共同获得 2010 年诺贝尔物理学奖 。石墨烯独特的稳定结构使其异常坚硬、导热性能优良、零带隙、电子 /空穴迁移率高。 得益于 这些优异的性能 ，一股围绕石墨烯的研究热潮 迅速在全球范围内 铺展 开来 。 近年来，石墨烯 在新领域内 的应用 不断开发，应用市场规模 也 不断扩大。在各国政府 的大力支持下， 新的技术不断涌现， 石墨烯 的 应用 领域 目前已延伸至电子信息、 储能、 化工、节能环保、健康医疗、航空航天等多个领域，预计将为锂离子电池、新一代显示器、半导体 等 行业带来革命性突破。 与此同时，国内 石墨烯产业发展势头迅猛，初创型 中小企业、大型企业纷纷涉足石墨烯行业，产业格局初具 雏形。 在此背景下 ， 本报告以 石墨烯 专利文献为切入点 ，对其进行详细解读、总结和分析，以 研究石墨烯技术的发展情况， 从而 有助于国内了解全球在石墨烯专利技术领域的发展全貌 ，为国内企业的专利技术储备和专利战略布局提供参考，为高校及科研机构的技术研发指引方向， 促进 我国石墨烯产业 健康 发展 。 1.2 数据来源及研究方法 本研究报告采用汤森路透集团的德温特创新索引（ DII）专利数据库作为检索来源。 DII 收录来自 全 世界 30 余国的专利局公布 的 1 千多万件基本发明专利，数据可回溯至 1963 年，并且所有的专利文献都以专利家族为单位进行组织，可以对世界主要国家 /地区进行比较全面的对比分析。针对 中国专利进行深度分析时，则采用了北京合享智慧科技有限公司的 Incopat 专利数据库。整个研究报告完成过程中使用过的分析工具包括： TDA、 Thomson Innovation 和 Excel 等 。2018 石墨烯技术专利分析报告 2 1.3 研究内容 本报告以石墨烯相关专利为研究对象，共分为 以下 7 个部分： 第一章主要阐述了报告的研究背景、数据来源、研究方法和研究内容； 第二章主要介绍全球石墨烯技术整体态势 ，分析涉及专利 申请态势 、 技术生命周期 、 专利申请的技术布局 、 专利申请国家 /地区分布、 专利 申请人等多个维度 ； 第三章 至第五章 ， 分别对 美国 、 韩国 、欧洲的 石墨烯技术 发展现状进行分析 ，介绍了专利申请趋势、 技术布局、 申请来源国家 /地区，并分析了 这 三个国家 /地区的重要专利申请人； 第六章，对中国石墨烯专利进行了重点分析，分别从 专利数量年度分布、 专利申请来源地、专利申请法律状态、不同类型申请人对比四个方面作宏观面解析，围绕 不同技术领域对石墨烯专利做纵向 深度 分析，并选取了具有代表性的重要专利申请人进行重点介绍 ； 第七章 是结论和建议。通过 对 石墨烯相关专利的分析，总结出目前石墨烯技术的发展状况，并针对具体情况提出相关建议。 2018 石墨烯技术专利分析报告 3 2、石墨烯技术整体专利态势分析 2.1 石墨烯技术国际专利申请态势 通过 DII 专利数据库进行检索，共检索到石墨烯相关专利（族） 51054 件 1。 众所周知， 英国 曼彻斯顿大学 的科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫 因其在 二维石墨烯材料研究中的开创性实验 ， 获得 2010 年 诺贝尔物理学奖 。石墨烯 因其在 电学、力学、导热散热、光学、高比表面积等方面表现出 优异 的 性能， 使其在 电子信息、储能、节能环保、 航空航天领域 拥有巨大的应用潜能， 成为 近年来的 研发热点 之一 。 同时， 各国政府 希望在新一轮的竞争中抢占石墨烯产业发展制高 点， 对石墨烯领域 给予大量 资助，助推了石墨烯 领域的产业化进程 。 图 2-1-1 给出了石墨烯相关专利数量的年度（基于专利申请年）变化趋势。从图 2-1-1 可以看出，石墨烯相关专利 最早出现在上世纪末 ，但随后发展较为缓慢。 从 2010 年开始，石墨烯这种世界上最薄 、强度 最 大、导热导电性能最强 的材料激起了全世界的研发热潮。 近 八 年 间，石墨烯相关 专利申请数量持续 大幅增长 2， 热度 至今 不减 。 图 2-1-1 石墨烯专利申请数量的年度分布 1 数据检索日期为 2018 年 8 月 29 日。 2 由于专利从申请到公开到数据库收录，会有一定时间的延迟，图中近两年，特别是 2018 年的数据会大幅小于实际数据，仅供参考。所以，本文后面部分涉及年份的分析，如没有特殊说明，都是截至 2017 年。例如，“近 3 年”一般是选取“ 2015-2017”。 1 1 5 19 12 30 22 24 44 79 20848011632403370450906737102311337174320200040006000800010000120001400016000专利申请数量（件）