上海科学技术情报研究所：2024年碳纤维专利态势报告（38页）.pdf

1、12024 年年第第24 期期2碳纤维专利态势碳纤维专利态势编者按编者按碳纤维是一种轻质高强材料，具有强度高、比重小、耐腐蚀、优异的电性能等多种特点，其生产过程虽然复杂，但相比传统金属材料，其生产能耗更低。碳纤维已广泛应用于航空航天、汽车制造、风能发电、体育器材等众多领域。本期内容聚焦碳纤维专利态势，首先通过全球碳纤维专利分析以及中国碳纤维专利分析，解析不同区域碳纤维的创新总体趋势与竞争格局。其次，通过对汽车领域、低空经济领域和载人深潜领域碳纤维专利分析，洞察其在不同行业应用中的技术突破与发展潜力。此外，还介绍了重点机构的碳纤维专利技术动态，如美国赫氏、日本东丽、日本帝人以及国内的沈阳航空航天

2、大学、上海石化等。这些成果不仅彰显了各主体在碳纤维研发上的实力，也预示着碳纤维3技术未来更多的可能性。希望本期内容能为读者带来有价值的参考与启示。4目 录目 录碳纤维专利总体趋势碳纤维专利总体趋势.4全球碳纤维专利分析.4中国碳纤维专利分析.10碳纤维重点应用领域专利趋势碳纤维重点应用领域专利趋势.14汽车领域碳纤维专利分析.14低空经济领域碳纤维专利分析.16载人深潜领域碳纤维专利分析.17重点机构碳纤维专利技术动态重点机构碳纤维专利技术动态.19美国赫氏：改进碳纤维强度和模量专利.19日本东丽：碳纤维束专利.20日本帝人：碳纤维束制造方法专利.21沈阳航空航天大学：碳纤维复合材料专利.22

3、上海石化：碳纤维制备专利.225碳纤维专利总体趋势碳纤维专利总体趋势全球碳纤维专利分析全球碳纤维专利分析碳纤维（Carbon Fiber，CF）是由聚丙烯腈或沥青、粘胶等有机母体纤维，在高温环境下裂解碳化形成碳主链结构，含碳量在90%以上的无机高分子纤维。碳纤维被称为“新材料之王”“黑色黄金”，其质量轻，韧性强，强度高，还具备耐高温，抗腐蚀等众多优点。碳纤维上游制备原料可以分为聚丙烯腈、黏胶和沥青，其中聚丙烯腈基碳纤维因生产工艺简单、原料来源丰富及优越的结构和功能特性迅速占据市场，目前市面上的碳纤维主要是聚丙烯腈基碳纤维。中游包括用上游原料如聚丙烯腈制备的原丝，原丝碳化后得到碳纤维；碳纤维经过

4、表面处理可制成碳纤维织物和碳纤维预浸料；碳纤维与树脂、陶瓷等材料结合，形成的碳纤维复合材料。碳纤维下游是最后由各种成型工艺得到应用需要的最终产品，可广泛应用在航空航天、体育用品、风力发电、压力容器和汽车制造等领域。此前，碳纤维长期被日美欧企业垄断，我国碳纤维产业经过80 年的发展，6取得长足进步，下面将从专利角度解析全球碳纤维专利竞争格局。（一）碳纤维产业整体专利分析（一）碳纤维产业整体专利分析本文检索工具为壹专利，检索截止日期为2024 年01月24 日，主要分析发明专利申请情况。从表1 可以看出，从申请量上看，中国和日本的专利申请量领先；从授权率上看，美国、法国和日本的授权率极高。我国、广

5、东和深圳的授权率相对低，一方面，我国存在一些低质量申请，另一方面，我国存在较多在审专利，很多专利申请尚未审结。深圳市的授权率和在审率高于中国和广东省水平，体现了深圳市在碳纤维领域创新质量相对高，且创新活跃度高。表1 全球专利申请及授权情况地区地区发明申请量发明申请量发明授权量发明授权量授权率授权率审中率审中率全球全球1087956646661.09%13.55%中国中国387511319334.05%20.28%日本日本290592148873.95%10.97%美国美国10328798177.28%9.96%德国德国6058369560.99%9.16%韩国韩国5329367368.92%8

6、.93%法国法国2637201676.45%5.38%广东广东3172107333.83%23.93%7深圳深圳85831736.95%31.00%从全球范围看，近二十年碳纤维的专利申请数量持续增长，目前处于技术发展期。我国和全球碳纤维增长态势相似，但起步期稍有延后。从中国范围看，我国碳纤维产业在2011 年之前的增长较为缓慢，2012年后进入快速增长期。广东省和深圳市从2014 年开始进入快速发展阶段，相比于广东，深圳市无明显的停滞期。近五年，全球专利申请量的平均增长率为9.4%，中国为15.8%，广东为 15.3%，深圳为19.4%，整体来看，碳纤维处于技术发展期，近年来中国的技术发展速度