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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910327507.0(22)申请日 2019.04.23(71)申请人 深圳市雄韬电源科技股份有限公司地址 518000 广东省深圳市大鹏新区大鹏镇同富工业区雄韬科技园办公楼、1#、2#、3#厂房及8#、9#厂房南栋1至5层(72)发明人 张华农 高鹏然 张植茂 (74)专利代理机构 深圳壹舟知识产权代理事务所(普通合伙) 44331代理人 寇闯(51)Int.Cl.H01M 8/0271(2016.01)H01M 8/24(2016.01)H01M 8/2404(2016.01)(54)发明名称燃料电池及其制作方法(57)摘要本发明提供了一种燃料电池及其制作方法，燃料电池包括电池单体，数量至少为两个，且依次层叠设置形成电池组；绝缘隔层，设于相邻两个电池单体之间，绝缘隔层呈环状且设于电池单体的边缘处；第一固定件，用于固定电池单体和绝缘隔层，且与电池单体及绝缘隔层可拆卸连接。
本发明提供的燃料电池及其制作方法，每相邻两个电池单体之间夹设有绝缘隔层，并采用第一固定件固定电池单体和绝缘隔层，第一固定件可拆卸，当其中一个电池单体损坏时，可将第一固定件拆下，电池单体和绝缘各层相互脱离，更换电池单体后可重新组装形成燃料电池。
权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 110071304 A 2019.07.30C N 110071304A权 利 要 求 书1/1页CN 110071304 A1.燃料电池，其特征在于，包括：电池单体，数量至少为两个，且依次层叠设置形成电池组；绝缘隔层，设于相邻两个所述电池单体之间，所述绝缘隔层呈环状且设于所述电池单体的边缘处；第一固定件，用于固定所述电池单体和所述绝缘隔层，且与所述电池单体及所述绝缘隔层可拆卸连接。
2.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于：所述绝缘隔层为橡胶密封层、塑料层、绝缘胶层中的一种或多种。
燃料电池便携式设备专利地图分析2009年1月，对应用相关的国际专利进行了采集，得到3,108个专利族，本文通过专利地图分析，了解国际燃料电池便携式设备技术的地域分布和竞争机构情况。
1．地域分布1）各国技术实力分布专利申请人一般在其所在国首先申请专利，然后在一年内利用优先权申请国外专利。
因此，从专利申请人优先权所属国的数量分布上可以了解各个国家在该领域的技术实力。
图１为优先权专利申请的国家分布，从中可以看到，燃料电池便携式设备应用技术的开发上，日本占据了垄断地位，申请了2,455项优先权专利，占据78.7%的份额。
美国也位列技术强国，申请了421项优先权专利，占据13.5%的份额。
与技术领先国家相比，中国大陆在该领域仅申请了十几项专利技术，可以认为国内企业尚未在该领域进行技术研发。
依据各国技术实力的排序，选择了日、美、韩、台制作了技术研发国家发展态势图（图２），日本在该领域的研发最早，在上世纪80年代中期已经申请少量专利。
到90年代中期，美国加入了研发行列。
但直至90年代末期，由于技术不成熟等原因，各国基本上没有任何发展。
到了2000年左右，日本率先出现强劲增长，可谓一枝独秀；美国紧随其后，但增长势头和日本差距较远。
韩国和台湾在21世纪初开始进入该应用领域，图１ 优先权专利申请国家分布图２ 主要国家优先权专利申请年度分布日本78.7%但发展较为缓慢。
2）主要专利国家全球专利布局日本、美国是燃料电池便携式设备应用专利族规模最大的国家，这些国家除了对本国的强大专利保护外，还积极地在国外进行专利布局，以便占领国外市场，防止专利侵权。
由图３我们可以了解到，日本除在本国申请外，同时重点关注美国、PCT、中国、韩国和欧洲等，其专利布局涉及18个国家和专利组织。
美国虽然专利总数远不及日本，但其同族专利申请覆盖国家更广，共涉及本国、PCT、欧洲、日本、中国等共22个国家和专利组织。
值得注意的是，虽然中国在便携式设备应用技术领域毫无竞争优势，但我国已被国际技术强国列入技术圈地的主要目标国家，表明国际看好中国市场。
３燃料电池汽车重点技术专利分析摘 要：㊀燃料电池汽车的研究和示范关键在于燃料电池催化剂㊁质子交换膜㊁碳纸㊁膜电极组件㊁双极板等材料批量生产能力建设和质量控制技术研究㊂本文选取双极板㊁催化剂㊁质子交换膜三个重点技术进行专利分析，分析维度涵盖申请趋势㊁国别分布㊁专利申请人㊁技术构成等㊂关键词：㊀燃料电池汽车㊀双极板㊀催化剂㊀质子交换膜㊀专利一 双极板双极板是将ＰＥＭＦＣ单电池串联起来组成电池堆的关键部件，主要起分隔氧化剂和还原剂以及收集电流的作用，具有阻气功能良好㊁导电导热性能好㊁耐腐蚀性强㊁质量轻㊁强度高㊁适于批量加工等特点㊂因此，双极板对电池的体积㊁重量㊁成本，以及对燃料电池的电性能都有很大的影响㊂有文献表明，双极板的质量占整个电堆质量的６０％ ７０％，其成本占总成本的４６％㊂图１是全球双极板专利申请量变化趋势，截至２０１５年９月３０日，全球双极板的专利申请总量为２０８６３件，专利申请总体呈现先快速增长后缓慢下降的趋势，２００５年以来进入缓慢下降期㊂图２是全球双极板专利申请情况，专利申请主要来自美国㊁世界知识产权组织（ＷＩＰＯ）㊁日本㊁欧洲专利局（ＥＰＯ）和中国，美国申请量最多，为４２９５件，占比２１％㊂图１㊀全球和在华双极板专利申请量变化趋势图２㊀全球双极板专利申请情况全球双极板专利申请量排前十名的申请人中，有日本４家㊁美国２家㊁德国２家㊁韩国１家㊁加拿大１家，说明日本㊁美国在燃料电池双极板方面具有相对优势，其中日本企业集体优势明显，丰田㊁本田分别以１０２３件㊁９５１件排名前两位，美国企业通用位居第三㊂图３㊀全球双极板专利主要申请人在中国双极板的专利申请中，本土申请为７９３件，占比３２％，来华申请为１６８１件，占比６８％㊂在来华申请中，申请人主要来自日本和美国㊂图４㊀中国双极板专利申请主要国别分布中国双极板专利申请量排前十名的申请人中，有国外企业７家㊁国内企业３家，通用专利申请量最多，其次为丰田㊁松下㊁三星，国内企业新源动力排第五，说明国内在燃料电池双极板研究方面，已形成了一定的知识成果㊂图５ 中国双极板专利主要申请人双极板的技术构成中，分为无孔结构材料㊁有孔结构材料㊁极板形状㊁流场结构㊁散热结构等五部分进行分析㊂如图６所示，专利申请主要集中在材料（无孔结构材料和有孔结构材料）㊁极板形状㊁流场结构领域，其中，材料占比最高，无孔结构材料和有孔结构材料共计占比达６２％㊂在有孔结构材料中，专利申请量最多的是复合材料，占３９％，其次是金属或合金，占２６％；无孔结构材料中，专利申请量最多的是复合材料㊁碳材料㊁金属或合金，占比分别为３１％㊁２８％㊁２２％㊂流场的基本功能是引导反应剂的流动方向，确保反应剂均匀分配到电极各处，并能及时排出电池运行过程中的生成物㊂双极板表面的流场形式决定了反应气与生成物在流场内的流动状况，由此可见，双极板表面流场形式对燃料电池的性能及运行效率有较大影响㊂通过对双极板的流场结构进行分析可知，在双极板的流场结构中，蛇形弯曲型专利申请量最多，占５０％，其次是沟槽型和可变截面型，两者专利申请量相当㊂图６ 全球双极板专利技术构成图７㊀双极板材料构成分布图８㊀双极板流场结构技术构成在极板形状构成中，波纹型专利申请量最多，占５７％，其次是管状型和通道型，占比分别为２１％和１８％㊂图９㊀极板形状技术构成技术功效矩阵图是一种对专利技术内容进行深层次分析的有效方法㊂通过技术功效矩阵分析，可以直观地掌握 专利雷区 和 专利空白区 分布情况，有效加强 专利部署 ，在把握技术现状㊁分析竞争对手㊁制定技术发展战略等方面具有重要的作用㊂本报告对无孔结构材料和有孔结构材料作进一步的功效矩阵分析，结果如下㊂图１０㊀无孔结构材料 流场结构矩阵图无孔结构材料中，蛇形弯曲型的专利申请主要集中在复合材料㊁金属或合金㊁聚合物；沟槽型的专利申请主要集中在复合材料㊁金属或合金；可变截面型的专利申请主要集中在复合材料㊁金属或合金㊂有孔结构材料中，蛇形弯曲型的专利申请主要集中在复合材料㊁碳材料；沟槽型的专利申请主要集中在复合材料㊁碳材料；可变截面型的专利申请主要集中在碳材料㊁复合材料㊂图１１ 有孔结构材料 流场结构矩阵图二 质子交换膜图１２是全球质子交换膜专利申请量变化趋势，截至２０１５年９月３０日，全球质子交换膜的专利申请总量为１２０１４件，专利申请总体呈现先快速增长后缓慢下降的趋势，２００６年以来进入缓慢下降期㊂在全球质子交换膜专利申请中，专利申请主要来自美国㊁世界知识产权组织（ＷＩＰＯ）㊁欧洲专利局（ＥＰＯ）㊁日本和中国，其中，美国和世界知识产权组织的专利申请量最多，占比分别为２１％和２０％，欧洲专利局和日本次之，占比分别为１４％和１３％㊂全球质子交换膜专利申请量排前十名的申请人中，有日本５家㊁美国２家㊁韩国１家㊁加拿大１家㊁德国１家，说明日本㊁美国在质子交换膜方面具有相对优势，其中日本企业集体优势明显，在排前六位的申请人中，有５图１２㊀全球和在华质子交换膜专利申请量变化趋势图１３㊀全球质子交换膜专利申请情况家为日本企业，丰田位居第一㊂在中国质子交换膜的专利申请中，本土申请为４９件，占比５％，来华申请为１０４７件，占比９５％㊂在来华申请中，申请人主要来自日本㊁美国㊁韩国㊁德国㊂图１４㊀全球质子交换膜专利主要申请人图１５㊀中国质子交换膜专利申请主要国别分布中国质子交换膜专利申请量排前十名的申请人中，全部为国外企业㊂其中，通用㊁丰田㊁三星的专利申请量最多㊂在质子交换膜的技术构成中，合成高分子化合物的专利申请约占７６％，异相膜的专利申请约占２４％㊂图１６㊀中国质子交换膜主要申请人图１７㊀膜电极技术构成通过对质子交换膜进行功效矩阵分析，可知，质子交换膜的专利申请均将安全稳定性放在重要位置㊂除此之外，ＭＥＡ组件的专利申请集中在提高交换效率上㊂图１８㊀质子交换膜功效矩阵图三 催化剂图１９是全球催化剂专利申请量变化趋势，截至２０１５年９月３０日，全球催化剂的专利申请总量为１２９５５件，专利申请趋势总体可分为三个时期：快速增长期（１９９４ ２００３年）㊁平稳发展期（２００４ ２０１１年）㊁缓慢下降期（２０１２ ２０１５年）㊂图１９㊀全球和在华催化剂专利申请量变化趋势在全球催化剂专利申请中，专利申请主要来自美国㊁世界知识产权组织（ＷＩＰＯ）㊁欧洲专利局（ＥＰＯ）㊁日本和中国㊂其中，来自美国和世界知识产权组织的专利申请量占比均超过２０％，欧洲专利局和日本的专利申请量占比在１２％ １４％㊂图２０ 全球催化剂专利申请情况全球催化剂专利申请量排前十名的申请人中，有日本５家㊁德国２家㊁韩国１家㊁美国１家㊁英国１家，说明日本㊁德国在燃料电池催化剂方面具有相对优势，其中日本企业集体优势明显，排前六位的企业中有５家为日本企业，且丰田位居第一㊂在中国催化剂的专利申请中，本土申请为７０件，占比６％，来华申请为１０１９件，占比９４％㊂在来华申请中，申请人主要来自日本㊁美国，其次是韩国㊁德国㊂中国催化剂专利申请量排前十名的申请人中，全部为国外企业㊂其中，丰田㊁三星的专利申请量最多，其次是通用和松下㊂在催化剂的技术构成中，分为铂族金属㊁催化剂载体㊁金属或合金㊁金属氧化物㊁有机或有机金属化合物五部分进行分析㊂如图２４所示，专利申请图２１㊀全球催化剂专利主要申请人图２２㊀中国催化剂专利申请主要国别分布量最多的是铂族金属，占比４９％；其次是金属氧化物，占比２２％；催化剂载体㊁金属或合金也占有一定的比例，在１１％ １３％㊂通过对铂族金属的技术构成进行分析，可以得出，铂族金属的专利申请主要集中为催化剂载体㊁合金或金属元素的混合物两大部分，占比分别为图２３㊀中国催化剂主要申请人图２４㊀催化剂技术构成５６％㊁３５％㊂通过对催化剂进行功效矩阵分析可知，催化剂的专利申请均将提高安全稳定性放在重要位置，其次是提高催化效率㊂图２５㊀铂族金属技术构成图２６㊀催化剂功效矩阵图四 小结（一）双极板全球范围内双极板专利申请主要来自日本㊁美国㊁中国㊁世界知识产权组织㊁欧洲专利局，美国专利申请量最多（占２１％）；中国双极板的专利中，本土申请占３２％，来华申请占６８％，国外申请人主要来自日本㊁美国㊂在全球排前十名的申请人中，有日本４家㊁美国２家㊁德国２家㊁韩国１家㊁加拿大１家，日本企业集体优势明显；在中国排前十名的申请人中，有国外企业７家㊁国内企业３家，前四位均为国外企业㊂在技术构成中，专利申请主要集中为材料㊁极板形状㊁流场结构，其中，材料占比最高，为６２％㊂在双极板材料中，有孔结构材料的专利申请量最多的是复合材料（３９％）和金属或合金（２６％）；无孔结构材料的专利申请量最多的是复合材料（３１％）㊁碳材料（２８％）㊁金属或合金（２２％）㊂（二）质子交换膜全球范围内质子交换膜专利申请主要来自日本㊁美国㊁中国㊁世界知识产权组织㊁欧洲专利局，美国和世界知识产权组织的专利申请量最多，占比分别为２１％和２０％；中国质子交换膜的专利申请中，本土申请仅占５％，来华申请占９５％，国外申请人主要来自日本㊁美国㊁韩国㊁德国㊂在全球排前十名的申请人中，有日本５家㊁美国２家㊁韩国１家㊁加拿大１家㊁德国１家，前６位申请人中有５家为日本企业，日本企业集体优势明显；在中国排前十名的申请人中，全部为国外企业㊂在技术构成中，专利申请主要集中在合成高分子化合物领域，占比７６％，其次是异相膜，约占２４％㊂（三）催化剂全球范围内催化剂专利申请主要来自美国㊁世界知识产权组织㊁欧洲专利局㊁日本和中国㊂其中，来自美国和世界知识产权组织的专利申请量占比均超过２０％；中国催化剂的专利申请中，本土申请仅占６％，来华申请占９４％，国外申请人主要来自日本㊁美国，其次是韩国㊁德国㊂在全球排前十名的申请人中，有日本５家㊁德国２家㊁韩国１家㊁美国１家㊁英国１家，日本企业集体优势明显；在中国排前十名的申请人中，全部为国外企业㊂在技术构成中，专利申请主要集中在铂族金属上，占比４９％；其次是金属氧化物，占比２２％㊂在三个重点技术中，双极板领域的专利申请量最多，其次是催化剂和质子交换膜㊂美国和世界知识产权组织在各技术分支中专利申请量最多，在中国区域专利申请中，双极板领域的本土申请占３２％，尚有一定的知识积累，但在质子交换膜和催化剂领域，本土申请占比很小，大部分被国外企业控制，我国在这两个技术领域基础十分薄弱㊂。
专利地图范例
由admin发表于周四6月21, 2007 5:27 pm
网路上找到的资料大致将专利地图区分为四种类型：
1.管理图
2.技术图
3.引证图
4.权力图前两种图，前两种图主要可以透过专利公报所提供的书目资料进行制作后两种图，就需要对个别专利资讯进行检视，才能制作出一份清楚明了的图表
最近新闻报导世界麻将大赛艺人余天的女儿获得第三名，加上前阵子伍丰因为博奕概念一度成为台湾的股王，与宏达电争锋，于是就突发奇想，来看看世界上跟麻将相关的专利有哪些?也顺便以此为题，看看麻将世界的专利地图，还蛮有趣的。
因为是应用范例的关系，所以我们只选用EPO的esp@cenet的全球资料库进行检索，检索策略自然就是"Mahjong"，检索到229篇专利(分别在台湾,大陆,日本以及南非)，图示如下:
麻将专利申请人(专利权人)排名
麻将专利主要的技术分类
A63F纸牌、棋盘或轮盘赌游戏；利用小型运动物体所做的室内游戏；其他类目不包含的游戏（以游戏特殊应用为特征之数据处理设备见G06F17/00，19/00）
A47B桌子；写字台；办公家具；柜橱；抽屉；家具之一般零件（家具之连接部件见F16B）。
用于便携式设备的燃料电池专利地图研究（三）—技
术重点热点
在了解了用于便携式设备燃料电池专利申请的宏观情况之后，本文拟对专利技术重点和热点的情况展开分析，从而揭示国际上在一个产业中，研发资金和力量主要投入哪些技术领域；近几年哪些技术领域的研发在持续升温，并成为主流、核心技术；产业技术热点的演变等。
1 主要技术领域专利分布
为便携式设备主要技术领域研究热点分布，由使用德温特手工代码合并排序而成，可以总览产业核心技术的分布情况。
从中可以看出，技术的热点主要集中在控制、质子交换膜燃料电池、燃料制备存储、电极技术上，且这几类技术专利总数量在600至1000之间，差距不大，国际上受到同等重视。
质子交换膜燃料电池技术（注：没有直接甲醇这个分类，包含在质子交换膜燃料电池分类中）是便携式设备应用中所采用的主要燃料电池技术。
2 主要技术领域年度专利分布
在主要技术领域专利分布图基础上，我们进一步对主要技术领域进行年度走势分析，可以发现燃料电池便携式设备各类关键技术近些年的发展速度略有不同（见图1）。
控制技术、质子交换膜、燃料制备与存储以及电极技术大致在2000年左右出现快速发展，至今发展势头不减，速度远远超过其他技术。
外壳、密封、双极板发展较为平缓。
图1 主要技术领域专利族年度分布
3 技术研发重点和热点分布
图2是采用智能数据挖掘技术绘制的燃料电池便携式设备相关的专利技术。
如何制如何制作专利地图对于国外许多大公司而言，其专利地图都是用专利地图分析软件制作而成，可节省大量的人力和物力。
在现阶段专门软件缺失的情况下，我国企业可利用微软的Excel来开展有关专利地图制作工作。
(一)制作步骤专利地图一般包括专利管理图和专利技术图，制作专利地图步骤：首先应明确制作专利地图目的，以及要解决的问题，它是正确选择专利文献的基石。
其次要确定专利检索的主题、地区及数据库，以便确定专利地图制作及分析所涉及的范围和对象。
第三是据检索主题和地区，进入专利数据库输入关键字和国际分类号等检索主题进行检索。
第四是筛选，剔除与制作专利地图需求无关的部分，得到与研究内容相关的专利文献，利用筛选后的专利文献进行专利管理图的制作。
(二)专利管理图的制作专利管理图通常包括历年专利动向图、技术生命周期图、各国专利占有比例图、公司专利平均年龄图、专利排行榜表、专利引用族谱表、IPC(国际专利分类)分析图等。
1、历年专利件数动向图常用折线图表示，横坐标表示申请年度(或授权年度)，纵坐标表示专利件数。
该图专利的统计可以包含所有国家，也可具体针对某一特定国家进行统计。
透过历年专利动向图能看出该技术领域内，历年专利申请、产出及发展情况，并由此可推测研发投入趋势和技术发展趋势。
2、技术生命周期图常用折线图表示，横轴表示专利件数/一段时间，纵轴表示专利权人数(或发明人数)/一段时间。
透过技术生命周期图可发现产业所处的技术生命周期状况，如技术萌芽期、发展期、成熟期、衰退期、再发展期。
该图可作为研发投入的重要参考，通常技术处于发展期公司可加大研发投入，处在衰退期则应减少研发投入。
3、各国专利占有比例图常用饼图表示，饼图中的每一个扇面代表一个国家，扇面积的大小则代表该国专利所占的份额。
由该图可轻易发现，哪些国家为该领域的主要竞争国，及该竞争国的实力如何。
4、竞争公司专利平均年龄图常用长条图表示，每一长条代表一个竞争公司，长条的高度代表平均专利年龄的大小。
