電化學(xué)領(lǐng)域IPC分類修訂概況分析

眭樂萍 梁歡

摘 要：【目的】近年來，電化學(xué)領(lǐng)域發(fā)展較快，急需新的IPC分類號以匹配行業(yè)發(fā)展。【方法】對比該領(lǐng)域修訂前后的分類變化，明晰新增加的技術(shù)細(xì)節(jié)，對比相關(guān)案例分類?！窘Y(jié)果】修訂后的電化學(xué)領(lǐng)域，其IPC分類號能夠更加合理、準(zhǔn)確地對該領(lǐng)域的技術(shù)方案進(jìn)行分類?！窘Y(jié)論】厘清電化學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)分支，有助于專利行業(yè)的從業(yè)人員理解該領(lǐng)域的技術(shù)分支，進(jìn)而提高檢索效率。

關(guān)鍵詞：IPC；C25B；電解；電化學(xué)；分類號

中圖分類號：TM91；G255.53?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A??? 文章編號：1003-5168（2024）08-0131-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.08.026

General Analysis of IPC Classification Revision in Electrochemistry Field

SUI Leping LIANG Huan

（Patent Examination Cooperation Sichuan Center of the Patent Office， CNIPA， Chengdu 610213， China）

Abstract： [Purposes] In recent years， the field of electrochemistry has developed rapidly， and new IPC classification numbers are urgently needed to match the development of the industry. [Methods] This paper compares the classification changes in this field before and after the revision， clarifies the newly added technical details， and compares the classification of related case. [Findings] In the revised electrochemical field， its IPC classification number can more reasonably and accurately classify the technical schemes in this field. [Conclusions] This paper clarifies the technical branches in the field of electrochemistry， which is helpful for practitioners in the patent industry to understand the technical branches in this field and improve the retrieval efficiency.

Keywords： IPC; C25B; electrolysis; electrochemical; classification number

0 引言

國際專利分類體系（IPC）是各國知識產(chǎn)權(quán)局或其他用戶檢索專利文獻(xiàn)的有效工具。在技術(shù)演化過程中，當(dāng)技術(shù)發(fā)展到一定程度，原有的IPC分類體系無法切合地描述技術(shù)主題，或IPC分類表無法涵蓋新的技術(shù)主體時，就需要對IPC分類表進(jìn)行修訂，以適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展。

通常，IPC分類修訂的原因有以下幾個：①具有較大文獻(xiàn)量的專利分類；②具有大量專利申請的專利分類；③當(dāng)前IPC中未涵蓋的新興技術(shù)；④由于技術(shù)演化導(dǎo)致原分類結(jié)構(gòu)檢索效率較低，修訂后的分類能夠提高檢索效率［1］。

在 “雙碳”目標(biāo)的驅(qū)動下，國內(nèi)可再生能源發(fā)電成本大幅下降，電解水制氫（即綠氫）技術(shù)備受關(guān)注。近年來，與電解水制氫工藝、電極材料、制氫設(shè)備等相關(guān)的研究明顯增多，通過電解的方式生產(chǎn)“綠氨”“綠醇”及其他有機(jī)化合物的研究也非?；钴S，這些新興技術(shù)均歸屬于電化學(xué)領(lǐng)域中C25B電解領(lǐng)域的研究內(nèi)容。

C25B電解領(lǐng)域主要涉及無機(jī)化合物或非金屬的電解生產(chǎn)、有機(jī)化合物的電解生產(chǎn)、電解槽及其組合件、電極的結(jié)構(gòu)及組成、隔膜或間隔元件、電解槽的操作或維護(hù)6個部分。該領(lǐng)域的主要申請人是大型企業(yè)、高校和科研院所。

可見，無論是從政策角度還是市場角度來看，電解領(lǐng)域由于其綠色、低碳的特性，受到了各大申請主體的青睞，使得該領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量激增，技術(shù)演化較快，原始的IPC分類體系無法準(zhǔn)確描述其技術(shù)主題。因此，C25B電解領(lǐng)域的IPC修訂是大勢所趨。

1 C25B電解領(lǐng)域IPC分類修訂前后對比

2021年1月，新的IPC分類表［2］對C25B電解領(lǐng)域的分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，在原有分類的基礎(chǔ)上進(jìn)行了細(xì)分和重構(gòu)。修訂后的IPC分類表能夠更加清晰地展示電解領(lǐng)域的技術(shù)分支，更好地幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行分類和檢索。以下對電解領(lǐng)域的修訂內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分析。

對于C25B1 無機(jī)化合物或非金屬的電解生產(chǎn)和C25B3有機(jī)化合物的電解生產(chǎn)，在2006.01版的IPC分類表［3］中，并沒有以產(chǎn)物和工藝的形式進(jìn)行劃分，而是籠統(tǒng)地對部分主要產(chǎn)物或電解方法進(jìn)行了歸類；隨著電解法綠色、環(huán)保的優(yōu)勢不斷突出，電解產(chǎn)物種類不斷增多，在2021.01版的IPC分類中均以產(chǎn)物或工藝的方式對其進(jìn)行了重構(gòu)。

對于C25B1無機(jī)化合物或非金屬的電解生產(chǎn)：從產(chǎn)物來看，一點組的產(chǎn)物增加了電解產(chǎn)生碳、電解產(chǎn)生一氧化碳或合成氣、電解產(chǎn)生氟或其化合物、電解產(chǎn)生氨、電解產(chǎn)生硅。新增加的二點組、三點組、四點組中包括電解蒸氣制備氫或氧（C25B1/042）、電解產(chǎn)生混合的氫氣和氧氣（C25B1/044）、電解產(chǎn)生氟或其化合物（C25B1/245）。從電解生產(chǎn)工藝來看，在沒有新的IPC分類之前，若一件專利的改進(jìn)點在于無機(jī)化合物或非金屬的電解工藝，且沒有與之相對應(yīng)的產(chǎn)物，則只能將其分到C25B1/00大組中；而2021.01版IPC分類表新增加了對電解工藝改進(jìn)的技術(shù)分支C25B1/50，另外，如果是與光催化結(jié)合的電解工藝，則可繼續(xù)細(xì)分至C25B1/55光電解工藝中。

對于C25B3有機(jī)化合物的電解生產(chǎn)，從產(chǎn)物來看，2006.01版分類表僅有有機(jī)金屬化合物一種。在沒有新的IPC分類之前，如果需要進(jìn)一步對有機(jī)產(chǎn)物進(jìn)行劃分，通常需要進(jìn)一步給出C07C或C07D的副分類號。而在實際分類中，對于大多數(shù)電解法生產(chǎn)有機(jī)化合物的專利申請，分類員通常僅給出C25B3/00作為主分類號，而無其他副分類號，導(dǎo)致在審查過程中，僅通過分類號無法直接看出電解產(chǎn)物的種類。而有機(jī)化合物用關(guān)鍵詞檢索時，存在命名不統(tǒng)一、難以檢索全面的問題。而2021.01版新修訂的IPC分類表對有機(jī)化合物的種類做出了細(xì)分，進(jìn)一步增加了無環(huán)或碳環(huán)烴、雜環(huán)化合物、含氧化合物、含氮化合物、含鹵素的化合物。按照新增加的IPC分類號，在不給出C07C或C07D的副分類號的基礎(chǔ)上，不僅能看出產(chǎn)物的制備方法，還能進(jìn)一步了解產(chǎn)物的種類。另外，在電解工藝的改進(jìn)方面，新修訂的IPC分類表增加了光電解、二氧化碳還原與電解結(jié)合的復(fù)合電解工藝。

電解設(shè)備及其部件是實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型的重要載體。以電解水制氫為例，其電解槽形狀、結(jié)構(gòu)、零部件，電極，隔膜，電解液組成及控制系統(tǒng)等，均是降低設(shè)備成本、提高能源轉(zhuǎn)化效率的關(guān)鍵。而關(guān)于電解槽及其零部件等的改進(jìn)主要集中在C25B9、C25B11、C25B13、C25B15中。隨著電解設(shè)備改進(jìn)工藝的不斷細(xì)化，2006.01版本的分類表已無法覆蓋當(dāng)前專利文獻(xiàn)的技術(shù)領(lǐng)域，因此，2021.01版IPC分類表對上述分類號進(jìn)行了進(jìn)一步的技術(shù)細(xì)分。

對于C25B9電解槽及其構(gòu)件，2006.01版的IPC分類表并沒有對電解槽的形狀、使用環(huán)境、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。隨著電解槽應(yīng)用場景的增加、電解產(chǎn)物種類的增多，對于電解槽的改進(jìn)也覆蓋到了方方面面。因此，2021.01版的IPC分類表對于電解槽及其構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，在2006.01版的基礎(chǔ)上刪除了原有的2個一點組，增加了7個一點組、7個二點組、4個三點組技術(shù)分支。具體包括以形狀或類型為特征的電解槽、壓力電解槽、共用導(dǎo)管電解槽、熔浴電解槽、具有電解液循環(huán)的單個電解槽、電解槽的構(gòu)成部件等。

對于C25B11電極，在2006.01版的IPC分類表中，僅有2個一點組、6個二點組、2個三點組作為技術(shù)分支。隨著電解、電催化領(lǐng)域的不斷發(fā)展，析氫、析氧、全解水、CO2還原、合成氨等領(lǐng)域發(fā)展勢頭迅猛，而不同產(chǎn)物的生產(chǎn)對電極的需求各不相同，對于電極結(jié)構(gòu)的研究也不斷深入。在未進(jìn)行IPC分類號的修訂之前，大多數(shù)涉及電極結(jié)構(gòu)的專利申請僅能分到C25B11/02以形狀或類型為特征或C25B11/04以材料為特征的一點組中，無法對其進(jìn)行細(xì)分，不利于技術(shù)工藝的歸類及檢索。因此，2021.01版的IPC分類表在原有的2個一點組的基礎(chǔ)上，對電極的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)分，新修訂的電極IPC分類號包括7個二點組、10個三點組、11個四點組、13個五點組、2個六點組。可見，近年來電極的種類、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)技術(shù)演進(jìn)較快，也意味著電極性能對于電解效率的提高具有重要作用。

對于C25B13隔膜或間隔元件，隔膜是電解槽的關(guān)鍵部件之一，起到隔離陰陽極板防止短路、將產(chǎn)物氣體隔開、避免氣體混合的作用。以電解水制氫為例，隔膜的厚度、親水性、孔隙率、孔徑分布等對電解槽的電耗和所產(chǎn)氫氣的純度有較大影響［4］。因此，隨著電解領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對于隔膜的研究也不斷細(xì)化。2021.01版的IPC分類號在C25B13部分增加了1個二點組C25B13/05以無機(jī)材料為特征的隔膜元件、1個三點組C25B13/07以陶瓷為基料的隔膜元件。

對于C25B15電解槽的操作或維護(hù)，隨著各種傳感器的不斷應(yīng)用，將其用于控制電解過程中各參數(shù)的控制，是當(dāng)前電解槽操作和維護(hù)的主要手段。在2006.01版的IPC分類表中，一點組C25B15/02工藝控制或調(diào)節(jié)中并沒有下位的技術(shù)分支，而在2021.01版的IPC分類表中，在原有的基礎(chǔ)上，在C25B15/02工藝控制或調(diào)解中增加了2個二點組、1個三點組、3個四點組、1個五點組。具體設(shè)置了對電解槽的加熱或冷卻、電解生產(chǎn)過程中的測量或分析，包括電解質(zhì)參數(shù)、溫度、濃縮、pH、導(dǎo)電性的工藝控制。

2 案例分析

案例1：CN202110735339.6

發(fā)明名稱：一種石墨烯的制備方法及石墨烯

案情介紹：本申請以石墨為陰極和陽極，在恒定電壓下，將鹽溶液中的陰離子插入層狀的石墨中，使石墨層與石墨層之間膨脹，提高電壓，嵌入石墨烯層中的陰離子發(fā)生分解，產(chǎn)生氣體，促進(jìn)石墨層分裂，剝離得到石墨烯。

案例分析：該技術(shù)方案有兩個發(fā)明構(gòu)思：一是電解制備石墨烯；二是采用石墨作為電極。按照2006.01版的IPC分類表，由于該版分類號并沒有電解生產(chǎn)碳作為產(chǎn)物的分類號，因而僅能將其分入C25B1/00無機(jī)化合物或非金屬的電解生產(chǎn)，并根據(jù)電極材料分入C25B11/12以碳為基料的電極。

修訂后的2021.01版IPC分類表，對于電解產(chǎn)物和電極的種類均增加了細(xì)分領(lǐng)域，具體如下：

C25B1/00 無機(jī)化合物或非金屬的電解生產(chǎn)

C25B1/01· 產(chǎn)物

C25B1/135··碳

C25B11/00電極

C25B11/04·以材料為特征的

C25B11/042·· 由單一材料形成的電極

C25B11/043··· 碳，例如金剛石或石墨烯

根據(jù)新版的IPC分類表，主分類號可以選擇C25B1/135電解生產(chǎn)碳材料，并輔以C25B11/043單一碳作為電極的副分類號?？梢姡啾扔谠械姆诸愺w系，新修訂的分類表能夠更加直接地明確技術(shù)方案的電解產(chǎn)物及所采用的電極材料。

案例2：CN202011484914.1

發(fā)明名稱：緊湊型便攜式氫氧儀

案情簡介：本申請以水為原料，可直接電解生產(chǎn)常壓的氫/氧混合氣，并提供一種便攜式氫氧儀，包括在殼體內(nèi)依次設(shè)置用于供電的電池模塊，用于產(chǎn)生氫氣、氧氣的電解池模塊，用于過濾水分的水過濾池以及對氣體進(jìn)一步過濾的多級過濾擋板。充分利用殼體內(nèi)部空間，高效地制備出氫/氧混合氣，實現(xiàn)能耗低、成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、便攜安全、無噪音等設(shè)計目標(biāo)。

案例分析：該技術(shù)方案有3個發(fā)明構(gòu)思：一是通過電解水產(chǎn)生氫/氧混合氣體；二是采用圓柱形電解槽；三是通過監(jiān)測電解過程中的水位高度來進(jìn)行補(bǔ)液。按照2006.01版的IPC分類表，根據(jù)發(fā)明構(gòu)思僅能將其分入主分類號C25B1/04通過電解水法生產(chǎn)氫或氧，并增加副分類號C25B9/00電解槽或其組合件，以及C25B15/02電解槽工藝控制或調(diào)節(jié)。然而上述3個分類號均無法準(zhǔn)確反映本申請的發(fā)明構(gòu)思。

修訂后的2021.01版IPC分類，對于無機(jī)化合物的電解生產(chǎn)、電解槽及其組合件，以及電解槽的操作或維護(hù)均增加了細(xì)分領(lǐng)域，具體如下：

C25B1/00 無機(jī)化合物或非金屬的電解生產(chǎn)

C25B1/01· 產(chǎn)物

C25B1/02··氫或氧

C25B1/04··· 通過電解水

C25B1/044····產(chǎn)生混合的H2和O2

C25B9/00電解槽或其組合件

C25B9/01· 以形狀或類型為特征的電解槽

C25B9/015·· 圓柱形電解槽

C25B15/00電解槽的操作或維護(hù)

C25B15/02· 工藝控制或調(diào)節(jié)

C25B15/023·· 電解生產(chǎn)過程中的測量、分析或測試

C25B15/025··· 電解質(zhì)參數(shù)

根據(jù)新版的IPC分類表，可以選擇C25B1/04電解產(chǎn)生氫氣和氧氣的混合氣作為主分類號，并根據(jù)說明書附圖中電解池的圓柱形結(jié)構(gòu)和通過監(jiān)測電解過程中水位的高度進(jìn)行控制，依次增加C25B9/015和C25B15/025作為副分類號。可見，新版的分類方法相對于原分類方法能夠更好地體現(xiàn)申請文件的發(fā)明構(gòu)思。

3 C25B電解領(lǐng)域IPC修訂的原因分析

3.1 政策導(dǎo)向

2020年9月，我國首次提出碳排放力爭在2030年達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。在“雙碳”政策的引導(dǎo)下，各大企業(yè)均加快轉(zhuǎn)型步伐，推進(jìn)綠色低碳產(chǎn)業(yè)布局，促進(jìn)綠色低碳工藝技術(shù)革新。這些政策的落地，促使電解領(lǐng)域迎來了新一波的研究熱潮。

3.2 領(lǐng)域技術(shù)重疊

從電解槽設(shè)備來看，其控制系統(tǒng)與G01N密不可分，分離純化設(shè)備與B01D緊密結(jié)合，電解槽與風(fēng)電、光電系統(tǒng)耦合時，又涉及H02M、H02J等電學(xué)相關(guān)領(lǐng)域；隔膜的材料與高分子領(lǐng)域息息相關(guān)；用于電極的催化劑材料與B01J、C23C領(lǐng)域有技術(shù)交叉?？梢?，電解領(lǐng)域是一門多學(xué)科、多技術(shù)交叉的領(lǐng)域，涉及眾多前沿?zé)狳c，技術(shù)演變較快，高校、科研院所申請數(shù)量較多。

3.3 專利數(shù)量激增

對C25B領(lǐng)域近年來的專利申請情況進(jìn)行檢索。經(jīng)統(tǒng)計，全球涉及C25B的專利數(shù)量，從2014年的1 033件增長到了2022年的4 736件。九年來增長了四倍多，導(dǎo)致原始相關(guān)分類號下文獻(xiàn)數(shù)量太多，無法覆蓋全部的技術(shù)領(lǐng)域，也造成了不利于歸類檢索的問題。

4 結(jié)論

本文結(jié)合相關(guān)案例，對2021年1月新發(fā)布的IPC分類表中C25B電解領(lǐng)域修訂的分類號進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果表明，修訂后的電解領(lǐng)域IPC分類號能夠更加合理、準(zhǔn)確地對該領(lǐng)域技術(shù)方案進(jìn)行分類。同時，簡要分析了該領(lǐng)域修訂IPC分類號的原因，有助于明晰電解領(lǐng)域的技術(shù)分支，在檢索該領(lǐng)域相關(guān)案件時，提高檢索效率。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 許景龍.基于IPC分類修訂的技術(shù)演化研究［D］.北京：中國科學(xué)院大學(xué)（中國科學(xué)院文獻(xiàn)情報中心），2020.

［2］國際專利分類表（2021.01版）［EB/OL］.（2023-05-26）［2023-09-20］.https：//www.cnipa.gov.cn/art/2023/5/26/art_3161_185369.html.

［3］國際專利分類表（2006.01版）［EB/OL］.（2023-05-26）［2023-09-20］.https：//www.cnipa.gov.cn/art/2023/5/26/art_3161_185352.html.

［4］ 郭雅婷，鄧甜音，劉艷瑩，等.堿性電解水制氫隔膜和陽極材料性能研究［J］.綜合智慧能源，2022，44（5）：64-68.

（欄目編輯：劉靜雅）

收稿日期：2023-10-19

作者簡介：眭樂萍（1991—），女，碩士，知識產(chǎn)權(quán)師，研究方向：電化學(xué)領(lǐng)域?qū)＠麑彶?；梁歡（1991—），女，碩士，知識產(chǎn)權(quán)師，研究方向：生物領(lǐng)域?qū)＠麑彶椋ǖ韧诘谝蛔髡撸?/p>