专利组合的战略性提升

阅读:547 2019-06-06 11:06:11




石墨烯的专利组合策略

石墨烯是由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体,具有潜在的高导电性、高热稳定性、高机械强度和特殊的量子特性而备受瞩目,被认为是未来可能全面替代硅的新材料[1]。氧化还原法因操作简单,产量高,易于宏量制备等特点而被重点关注,其中的还原剂是研究的重点与关键。

目前已经报道的可用于石墨烯制备的还原剂得到的石墨烯的导电性较低,难以获得高品质的石墨烯。因此,仍然有必要发展新的还原体系,在保证能够快速制备石墨烯的同时,能够得到高品质的石墨烯材料。

某研究机构在经过研究以后,发现硫化氢气体可以作为新型的还原剂,将氧化石墨烯还原,制备石墨烯材料。

下面将对石墨烯专利组合的战略性提升步骤进行说明。


|法律结构的构建


原始创新点为:使用硫化氢气体作为氧化石墨烯的新型还原剂(A)。

在原始创新点的基础上,需要以原始创新点A为基础,进行技术方案整体的挖掘,得出多种手段,从而制备得出各种形态的石墨烯材料。

石墨烯的存在形式主要包括石墨烯粉体材料、薄膜材料和三维多孔宏观体材料等。因此,创新点全面扩展主要是如何将相应创新点用于制备石墨烯粉体材料和三维多孔宏观体材料。在此基础上,可以挖掘出三个技术方案,分别要求保护不同形式石墨烯的制备方法:

a) 利用硫化氢气体将分散液中的氧化石墨烯还原为石墨烯,并去除多余的硫及溶剂,得到石墨烯粉体材料;

b) 利用硫化氢气体将分散液中的氧化石墨烯还原为石墨烯,并去除多余的硫,过滤所得分散液得到一薄膜材料,并冷冻干燥,得到石墨烯薄膜材料;

c) 利用硫化氢气体将分散液中的氧化石墨烯还原为石墨烯,对石墨烯分散液进行溶剂热处理,获得石墨烯凝胶,并去除多余的硫及溶剂,得到三维多孔石墨烯宏观体材料。


石墨烯在使用时也经常会与其它材料复合,以复合材料的形式使用。我们使用硫化氢做还原剂制备石墨烯时,还原后硫会保留在石墨烯上,如果要制备石墨烯,需要将硫除去,得到石墨烯材料。

因此可以考虑不将硫除去,直接制备得到带硫的石墨烯复合材料。此时,不仅节省了制备步骤,还可以直接得到石墨烯复合材料。在此基础上,我们同样可以挖掘出三种不同形式石墨烯的制备方法。

d) 利用硫化氢气体将分散液中的氧化石墨烯还原为石墨烯,并干燥上述含有石墨烯和硫的分散液,得到石墨烯复合粉体材料;

e) 利用硫化氢气体将分散液中的氧化石墨烯还原为石墨烯,过滤上述分散液得到一薄膜材料,并冷冻干燥,得到石墨烯复合薄膜材料;

f) 利用硫化氢气体将分散液中的氧化石墨烯还原为石墨烯,对石墨烯分散液进行溶剂热处理,获得石墨烯凝胶,并干燥,得到三维多孔石墨烯复合宏观体材料。





|技术结构的构建


在原始创新点的基础上,已经挖掘得出了a)-f)六种不同的制备方法,在挖掘出多种石墨烯的制备方法之后,应该考虑保护相应方法得到的产品。

对于制备方法a)-c)而言,采用相应方法制得的石墨烯与常规石墨烯并无显著差异,因此,无需就其得到的产物进行扩展挖掘。

而对于制备方法d)-e)而言,由于采用相应的方法制得的是石墨烯与硫的复合材料,与常规石墨烯存在一定的差异,且所得石墨烯基复合材料具有良好的导电性和稳定性,完全可以作为一种新型石墨烯产物进行保护。因此,非常有必要对相应制备方法所得到的产物进行扩展挖掘,从而可得到以下几种石墨烯复合材料:

g) 石墨烯与硫的复合粉体材料,包括石墨烯粉体和多个负载在该石墨烯粉体上的单质硫。可采用方法d)制得。

h) 石墨烯与硫的复合薄膜材料,包括石墨烯薄膜和多个负载在该石墨烯薄膜上的单质硫。可采用方法e)制得。

i) 石墨烯与硫的复合三维多孔宏观体材料,包括三维多孔石墨烯宏观体和多个负载在该三维多孔石墨烯宏观体上的单质硫。可采用方法f)制得。

在已有原始创新点的基础上,需要对该创新点进行全面的扩展,同时考虑在整个产业链上中下游的延伸保护,才能够全面地进行该领域创新点的挖掘,挖掘出所有应该得到保护的创新点。



|商业结构的构建

综合前面已经挖掘得到的方案可以看出,已挖掘得到的方案在相应产业链的上游应该是石墨原料和还原剂硫化氢气体等。由于石墨原料并不是改进的重点,创新点的实施也不依赖于石墨原料的改进和选择,因此,无需针对石墨原料进行挖掘扩展。而另一种原料硫化氢气体,本身是大气的主要污染物之一,不仅会污染环境,还有剧毒,会严重危害人体健康,还可以严重腐蚀设备等,是一种常见的化工废料。因此,也无需专门进行扩展挖掘。相反,现有创新点和方案正是要解决现有技术中存在的大量硫化氢气体的脱除和有效利用的问题。

那么,我们再考虑一下修改产业链的下游,下游应该是所得到的石墨烯(复合材料)的应用。由于石墨烯本身的应用研究已经进行了很多,采用本方法制得的石墨烯与常规石墨烯并无明显差异,也不会在应用上具有更多可能的扩展,因此,无需就此开展下游应用的扩展挖掘。

但是,制得的石墨烯复合材料与常规的石墨烯并不相同,他们应该会具有一些特定的性能和用途,应该考虑据此进行进一步的挖掘。

本领域技术人员已知,锂硫电池[2]以硫作为正极反应物质,以锂作为负极,放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子,正极反应为硫与锂离子及电子反应生成硫化物,是近年来倍受关注的高能量二次绿色化学电源。但是,由于单质硫的离子导电性和电子导电性都很低,且在充放电过程中生成的硫化物易溶于电解液中,使得正极的活性物质逐渐减少等问题,严重制约了锂硫电池的商业化进程。

同时,石墨烯具有良好的导电性和稳定性,使得该复合材料非常适合用作锂硫电池中的正极材料。因此,我们可以在下游应用上挖掘出新的应用领域。

当然,还可以围绕该方法的设备,以及带硫石墨烯的用途方面多布局一些专利,以打造更为成熟和市场化的商业性专利组合策略。

组合示意图

石墨烯新制备方法的专利组合结构可见图1。



图1 石墨烯制备方法的专利组合结构示意图


结合上述案例,可以总结得到,专利组合的战略性提升有三个阶段:

第一阶段,法律结构构建;

法律结构专利组合构建的着眼点通常是一个技术点的专利布局,如将提升法律稳定性、增大保护范围、延长保护周期、提升不可规避性等技术纵向角度进行的专利组合。

第二阶段,技术结构构建;

技术结构专利组合构建的着眼点通常是一个技术系统,如从技术独立性、技术成熟度、技术应用广度、替代性技术等技术横向的角度构建的专利组合,也可能着眼点为一件产品,如从产品设计、构造、生产工艺、关键零部件等方面构建的专利组合。

第三阶段,商业结构的构建。

商业结构专利组合构建的着眼点通常是商业化推广和应用,如通过专利组合加入专利联盟、专利池、技术标准等,或者着眼于产业链的视角,如考虑上下游企业、产业竞争状况等方面构建的专利组合。


相关文章
{{ v.title }}
{{ v.description||(cleanHtml(v.content)).substr(0,100)+'···' }}
你可能感兴趣
推荐阅读 更多>
推荐商标

{{ v.name }}

{{ v.cls }}类

立即购买 联系客服