本研究以2000—2011年在我国申请的石墨专利为数据基础，通过对国内外在我国申请的石墨产业专利信息的分析，揭示产业发展状况、判断国内外技术研究热点、技术领域发展趋势等问题。研究发现石墨产业技术创新活跃，企业成为专利申请主体，产业链后端环节成为技术竞争的重点，建议加强在石墨新材料等领域的重点部署，促进专利成果转化，并做好国际专利的技术追踪研究。

　　石墨作为碳材料的重要一支，以耐高低温、耐腐蚀、导电、导热、润滑、表面能低等多种特性，广泛应用于冶金、化工、机械、电子、航空航天、国防军工等领域。我国是石墨资源大国，天然石墨储量超过全世界总量的70%。经过多年的发展，我国石墨产业已形成一定的基础，正进入转型发展的新阶段，急需对石墨产业的技术发展状况做出判断评价，明确未来技术发展的重点。本研究通过对我国石墨产业专利分析，以揭示我国石墨产业发展状况及其技术发展趋势，为明确未来一段时期我国石墨产业的战略布局和技术发展重点，提高产业核心竞争力和制定产业专利战略提供决策依据。

　　石墨专利趋势分析和产业链分布

　　本研究以“中国专利全文数据库”为数据源进行检索，检索范围是国内外在我国申请的石墨产业专利，时间范围是2000-2011年。以石墨及其相关词为检索词，共检索专利2450件，通过专利清洗，将与石墨技术无关或无效的专利去除，最终形成有效专利2440件。2000-2011年整个期间，石墨专利申请呈现如图1所示的递增趋势，特别是2006年以来，专利申请增幅加快，2011年有所下降。在申请的专利中，发明专利数量所占比例为69.7%，实用新型专利数量比例为28.5%，外观设计专利数量较少，仅占1.8%。从申请的国别来看，我国企业、研究机构、大学共申请专利2246件，占总数的92%；世界其他国家在我国申请的专利共有194件，占比为8%。

　　产业链分析是获取产业发展中有效专利和分析专利的基础。根据石墨产业的特点，产业链可以分成采选、深加工和应图1在我国所申请专利的逐年分布情况用三大环节，各环节的主要技术方向如图2所示。采选环节主要包括采矿技术装备、选矿技术装备两个主要技术方向；深加工环节包括提纯、改性整形、石墨微粉制备、加工设备、加工工艺/方法五个技术方向；应用环节包括锂电负极材料、膨胀石墨、柔性石墨、石墨复合材料、密封材料、石墨烯、液体石墨、润滑减摩材料、热工材料、电极/电刷、机械装备十一个技术方向以及其他产品（见表1）。

　　从各环节重点技术方向分布来看，石墨专利申请主要集中在深加工和应用环节，采选环节专利数量较少，仅占总量的0.2%，深加工和应用环节专利数量占比分别为26.7%和73.1%（见图3）。从产业链图和各环节发展状况来看，石墨应用环节是产业发展的重点，也是产业竞争的焦点。

　　石墨产业专利申请国内外对比分析

　　国外在华石墨专利申请数量比重较小，但申请主体比较集中，而且在技术方向上呈现出不同的特点。2000-2011年期间，美国、日本、德国和韩国是国外在华专利申请的主体，四国申请总量占世界各国在华申请总量的85.1%，其中美国为37.1%，日本为28.9%，德国为10.3%，韩国为8.8%。这些国家石墨产业的技术发展将是我国石墨产业关注的重点。

　　企业成为国内石墨产业专利申请主体，联合申请是国外专利申请的特色

　　从专利申请主体看，我国专利申请主体和国外存在较大差异（如图4、5所示）。我国企业、研究机构、大学、其它主体申请的专利数分别占国内专利总数的40.8%、11.4%、31.8%、15.9%。而国外机构在我国申请专利以企业居多，所占比例达到88.1%，大学、研究机构及其它分别占,5.7%、4.1%、和2.1%。同时，联合申请也是国外专利申请主体的重要组成部分，而国内几乎没有。国外联合申请专利共有20件，涉及日本、美国、法国、德国、韩国等国，其中日本较注重联合专利申请，而且是以企业之间的联合为主，占在华联合专利申请总数的45%。

　　国内外石墨产业技术重点集中在深加工和应用环节，石墨烯、石墨复合材料和电极/电刷等成为技术竞争的重点

　　从产业重点技术方向的专利分布来看，国内外石墨专利申请技术领域存在一定的差异。国内专利申请主要分布在深加工环节和应用环节。深加工环节主要集中在加工设备、加工工艺/方法，占采选环节总量的79.2%。应用环节主要集中于石墨烯、石墨复合材料、机械装备等技术方向。石墨烯专利申请尤其明显，占应用环节专利总量的29.4%，其次是石墨复合材料和机械装备，分别为14.4%和11.4%（如图6所示）。与国内专利申请相比，国外在我国申请的专利同样分布在深加工和应用环节，以应用环节为主，占全部专利总数的85%。其中，电极/电刷比重最大，占17.4%，相比较我国电极/电刷的专利数量在应用环节的占比仅为9.4%；其次是石墨烯、石墨复合材料，占应用环节专利数的30.6%。从上面专利在产业技术方向的分布看，石墨烯、石墨复合材料、电极/电刷等是国内外石墨产业技术竞争的焦点。

　　石墨高端应用环节重点领域专利分析

　　国内外石墨产业的技术发展重点放在了产业链后端，开始进入以新材料为主导的高附加值发展阶段。本研究进一步对石墨烯、石墨复合材料、电极/电刷等处于石墨产业价值链高端环节的技术发展重点领域进行专利对比研究，分析我国在这些技术领域的优势与不足。

　　石墨烯专利申请以高校为主，企业尚未成为技术创新主体

　　2000-2011年，我国石墨烯专利申请共509件，其中国外机构申请专利数为26件，国内机构为483件，国内机构专利申请数量比重为94.9%。世界有关石墨烯的研究开始于2004年，我国和国外在华石墨烯专利申请从2007年开始，增长速度较快，2011年达到209件，年均增长率达到279.3%。石墨烯作为世界上最薄、最坚硬的纳米材料在科学界激起了巨大波澜，并逐渐发展成为石墨技术的一个重要发展方向。在我国申请石墨烯专利的国外机构主要来自美国和日本，占国外机构在中国石墨烯专利申请总数的73.1%。

　　我国石墨烯专利申请以大学为主体，占全部专利量的50%，这也表明国内石墨烯领域的很多技术研究还停留在理论研究或中试阶段，真正投入市场的比例还不高。图7是我国及国外在华石墨烯专利申请机构排名前3位的情况，可以看出，大学专利申请数量最多，其次是科研机构。在石墨烯技术领域，企业还没有成为技术创新主体。

　　　我国高校在石墨复合材料领域专利申请占优，企业与国外机构技术创新能力相当

　　2000-2011年，我国石墨复合材料的专利申请数为258件，其中国内申请机构拥有237件，比重为91.9%。世界各国在我国申请石墨复合材料专利波动比较明显，2010年和2011年没有出现专利申请。我国石墨复合材料专利申请逐年递增，但在2009年出现连续下降趋势。在我国申请石墨复合材料专利的国家主要是日本和美国，分别占了国外机构在中国石墨复合材料专利申请总数的54.2%和33.3%。

　　我国石墨复合材料专利申请主体结构与石墨烯基本一致，接近50%的专利持有比例使大学成为该领域专利申请主体。图8是我国及国外在华石墨复合材料专利申请机构排名前3位的情况，可以看出，我国大学在此领域拥有绝对优势，企业与国外在华申请机构的专利数量基本一致，而科研机构相对较弱。

　　企业成为电极/电刷技术领域的创新主体，国外机构表现更为突出

　　2000-2011年，我国电极\电刷的专利申请共有182件，其中国内申请机构有154件，比重为84.6%。我国电极\电刷专利申请在2003年超过国外在华专利申请数并持续增长，但在2008年出现下降趋势。日本、美国、德国在我国所有国外机构申请的电极\电刷专利中占有较大的比重，其中日本、美国为29.6%，德国为11.1%，三者合计占70.3%。

　　与石墨烯和石墨复合材料不同，电极/电刷技术领域企业专利申请量占专利总数的比重达到了54%，以企业为主体的技术创新体系初步形成，应继续加强大学、科研机构的技术成果向企业的转移转化，促进石墨企业不断发展壮大。图9为我国及国外在华电极\电刷专利申请排名前3位的机构情况，从图中可以看出，我国电极\电刷领域相比石墨烯和石墨复合材料领域而言，企业创新势头明显，但整体缺乏竞争优势，国外机构在此方面具有优势。

　　启示与建议

　　通过对我国石墨产业技术领域的专利文献分析可以看出，石墨专利申请递增趋势明显，技术创新主要集中在产业链后端。企业已经成为国内石墨产业专利申请主体，石墨烯、石墨复合材料和电极/电刷等成为技术竞争的重点。根据上述分析结论，提出如下政策建议。

　　在石墨新材料、电极/电刷等高附加值环节加紧专利布局，促进在研发过程中专利池的构建

　　目前在我国申请的石墨产业专利主体以国内机构为主，国外机构仅有少量布局。但随着技术进步的加快，石墨新应用不断涌现，国内市场的不断扩大，高附加值环节将成为国内外竞争焦点，急需制定石墨产业专利战略，持续开展石墨产业专利地图研究，明确石墨产业专利布局的重点方向。在石墨新材料的基础研究和前沿方面，优先开展石墨烯及其衍生物的探索研究、石墨复合材料和高纯石墨特性研究等；在下游应用方面，大力开展电极/电刷等高端石墨新材料产品的制备工艺与装备成套技术研发。政府职能部门还应加强对专利池的研究指导，在产品的创新过程中开展建立专利池的工作，由科技、知识产权等部门负责指导专利池组建相关工作，积极为企业提供专利池的组建信息和咨询，大力扶持和引导企业组建专利池，有效应对国际技术壁垒。

　　促进科研院所、企业等主体联合申请专利，推动科研院所专利成果的转移转化

　　国外科研院所、企业等主体联合申请专利非常普遍，如在中国的石墨专利申请中有法国阿托菲纳公司和原子能委员会等企业和科研机构联合申请的专利，韩国三星电子株式会社和成均馆大学产学协力团等企业和大学联合申请的专利等。日本更加注重联合申请，其中，在华联合申请专利总数中近一半是来自日本的机构。从国内创新主体专利申请情况来看，虽然企业占据了40.8%的份额，大部分专利申请主要还是由科研院所和大学独立完成，鲜有联合申请的专利，更重要的是，在石墨烯、石墨复合材料等一些重点前沿技术方向上，科研院所、大学仍是专利申请的主体，企业在这方面的能力仍显不足。因此，要支持企业与一些石墨产业技术专利申请比较活跃的科研院所、大学建立技术开发实验室，鼓励联合申请专利，支持这些科研院所在企业建立研发和专利成果转化基地。鼓励石墨产业技术创新战略联盟的发展，借助“高纯石墨材料开发及其典型应用”等国家科技计划等项目承担，联合国内外创新活跃的机构，共同开展项目建设和研发合作，构建长效的产学研合作机制和成果转移转化机制。围绕产业技术创新链，共同突破我国石墨产业发展的技术瓶颈，提升石墨产业综合实力。

　　加强对国际专利的技术追踪研究，为我国石墨产业技术研发部署提供支撑

　　专利技术追踪不仅可以帮助相关企业了解某一领域技术发展现状和发展态势，还可以获得该技术的发展脉络，进而识别哪些是重要技术，预测这些技术的未来发展方向。对于技术落后者而言，专利技术追踪可以帮助他们发现先进技术，借鉴和把握技术发展脉络，制定正确的研发战略。总体来看，国外企业占据着石墨产业高端，而我国则处于产业低端，因此，需要特别关注美国、日本、德国等石墨产业技术主要来源国技术连续性及布局情况，以及主要专利发明机构或发明人的研发动向，尤其是国际三方专利的分析，明确产业技术创新的重点和方向，为我国产业调整和研发部署提供支撑。

　　作者单位：中国科学技术发展战略研究院