碳纤维及其复合材料凭借轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳等优异特性，已成为航空航天、新能源汽车、风电装备等战略性新兴产业的核心材料，其技术创新水平直接关系到我国高端制造业的自主可控能力。

近来，我国碳纤维及其复合材料产业快速崛起，专利申请与授权量持续保持活跃态势，创新成果集中涌现，在预浸料、界面改性、成型工艺、回收再生、汽车轻量化等方面成绩显著。

专利布局紧密围绕“高性能化、低成本化、绿色化、场景化”四大核心需求，充分体现了我国碳纤维复合材料产业从“追赶到并跑”过程中的技术聚焦与战略布局。

Part 1

材料制备与预浸料：性能优化与成本控制双突破

碳纤维的制备涉及聚合、纺丝、预氧化、碳化等多个复杂工序，其中原丝的微观结构调控是决定最终产品性能的关键环节。在此背景下，威海拓展纤维有限公司在高性能碳纤维领域持续取得技术突破，其关于“一种高强中模碳纤维及其制备方法”（公开号CN120158845A）于2025年4月提交申请。该技术通过逐级升温的多段水洗和热水牵伸工艺，有效解决了原丝致密化不充分的行业难题，使原丝取向度达到91.5%以上，制备的碳纤维弹性模量可达320～340GPa，拉伸强度超过6000MPa。

而预浸料作为碳纤维复合材料生产的核心中间产品，其性能直接决定最终制品的质量。中复神鹰在2025年12月申请的“一种具有高抗压性能的碳纤维预浸料和复合材料”（公开号CN121537748A），成为该领域的代表性专利。该专利优化了预浸料的组分配比，其中碳纤维占比36.82%~72.13%，搭配基体树脂、可溶性热塑性增韧剂、硅烷偶联剂等组分，使预浸料具备较高的界面结合力和抗冲击性能，在承受压缩载荷时界面结构更稳定，不易发生脱粘或屈服破坏，可广泛应用于航空航天、风电装备、高压容器等高端领域。

在复合材料成型环节，中国石化获得的“制备碳纤维预浸料制件的装置”实用新型专利（授权日2026年1月9日），通过创新的真空袋设计——在纤维毡室内设置活性炭纤维毡组件，实现了对制件孔隙率的有效控制，从而提升了复合材料的弯曲强度和层剪强度。

Part 2

界面改性技术：强化结合性能，拓展应用边界

碳纤维与树脂基体的界面结合强度是影响复合材料综合性能的关键瓶颈，界面改性技术通过优化纤维表面状态、改善纤维与树脂的浸润性，有效提升复合材料的力学性能与使用寿命。

近期相关专利主要聚焦于上浆剂优化、表面改性工艺创新两大方向。中复神鹰也在该领域持续发力，其于2025年8月公布了一项名为“一种改性碳纤维及其制备方法和复合材料”的专利（公开号CN120465273A），该专利核心聚焦碳纤维表面修饰技术，通过在碳纤维基体上设置含酚羟基化合物的保护层，再在保护层上增设碳材料增强层，既能有效抑制增强层侵蚀对碳纤维本体力学性能造成的损失，又不影响增强层的形成，从而显著提升碳纤维复合材料的综合性能，适配航空航天、高端装备等对材料性能要求较高的领域。

Part 3

成型工艺技术：提升生产效率，适配规模化需求

成型工艺是碳纤维复合材料产业化的核心环节，相关专利主要聚焦于工艺优化、设备改进，旨在提升生产效率、降低生产成本，推动复合材料从“小众高端”向“规模化应用”转型。其中，汽车零部件、风电叶片等规模化应用场景的成型工艺专利最为集中。

东莞艾可迅复合材料有限公司在2025年8月授权的“一种碳纤维汽车引擎盖”专利（授权公告号CN223174192U），创新采用碳纤维底板与顶板胶合结构，使引擎盖整体质量较金属引擎盖减轻约50%，同时通过优化结构设计，在减小安装空间的同时增强了结构强度及与车身的连接稳定性，不易损坏，适配汽车轻量化规模化生产需求。该公司同期还获得“摩托艇上盖板真空成型模具”专利（授权公告号CN223173630U），通过预埋金属件、简化工序，有效提升了生产效率与产品结构强度。

江苏恒神股份有限公司在2025年12月公布的“一种纤维倒纱防纽结装置及其使用方法”专利（公开号CN121225392A），则针对碳纤维生产过程中的纤维缠结、扭结、张力波动等问题，设计了专用防纽结装置，可使纤维排列有序，减小张力波动，改善织物布面质量，为碳纤维织造、铺放等环节的效率提升提供了设备支撑。此外，恒神股份还布局了RTM预制体快速定型、碳纤维复合材料孔隙率检测试块制备等相关专利，形成了覆盖成型、检测的全流程工艺专利体系。

Part 4

回收再生技术：践行绿色理念，推动循环利用

随着碳纤维复合材料应用范围的扩大，废旧复合材料的回收再生成为行业可持续发展的重要课题。绿色回收相关专利增速显著，核心聚焦于高效、低成本、环保的回收工艺，其中热裂解回收技术成为创新热点，实现了回收效率与纤维性能保留率的双重提升。

镇江澳盛轻量化汽车科技有限公司在2025年12月申请的“基于氮气氛围的分步热裂解回收碳纤维复合材料的方法及系统”专利（公开号CN121555215A），是该领域的标志性成果。该专利采用氮气氛围替代传统高真空系统，大幅降低了设备投资与维护成本，同时通过正压保护有效防止空气回吸引发的爆炸风险，更适于工业化放大；通过“低温段取油、高温段除残”的两步法策略，不仅获得了品质更高、易于精炼的裂解油，还避免了碳纤维长时间高温暴露，使回收碳纤维的拉伸强度保留率达到90%以上，实现了废旧复合材料的高值化回收利用。

此类专利的布局，不仅解决了废旧碳纤维复合材料的环保处理难题，还降低了行业对原生碳纤维的依赖，推动碳纤维产业向“绿色循环、低碳高效”方向发展，契合我国“双碳”战略需求。

Part 5

轻量化技术：聚焦场景应用，助力产业转型

随着新能源汽车产业的快速发展、航空装备向轻量化、小型化升级，轻量化已成为两大领域提升核心性能的关键路径。碳纤维复合材料作为轻量化最优材料之一，近期在汽车、航空两大核心领域的应用均呈现稳步增长，核心聚焦于汽车车身结构件、零部件，以及航空装备关键部件的研发与量产技术，实现轻量化技术与两大产业需求的深度适配。

在汽车领域，国内多家企业与高校联合布局了汽车轻量化相关专利，涵盖电池壳体、车身覆盖件、传动轴等多个核心部件。

前文提到的东莞艾可迅复合材料有限公司在2025年累计获得6项碳纤维新专利，涵盖C形碳纤汽车后扰流翼、碳纤维雨刮杆、汽车引擎盖、摩托艇上盖板真空成型模具及相关检测装置。

此外，中简科技与比亚迪联合研发，并联合高校技术团队布局相关专利，聚焦汽车传动系统轻量化，其采用T800级碳纤维增强热塑性复合材料研发的汽车齿轮，已正式规模化量产并搭载于海豹、唐DM-i等主力车型减速器系统，该专利相关技术使齿轮密度仅2.1g/cm³（不足传统钢制齿轮1/3），抗拉强度超500MPa，100万次循环疲劳测试强度保留率仍达88%，既实现了显著轻量化，又大幅延长了使用寿命，完美兼顾性能与成本控制。

这些专利通过优化材料配方、创新成型工艺，在实现轻量化的同时，兼顾了成本控制与结构强度，推动碳纤维复合材料在新能源汽车领域的渗透率提升。据懂车帝发布的行业分析文章指出：“高端新能源汽车单车碳纤维用量已从50kg攀升至100-150kg，蔚来ET7、特斯拉 Model S Plaid等车型的应用比例达整车重量的10%-15%。相关专利的落地应用将为渗透率提升提供有力支撑。

在航空领域，中复神鹰2026年1月获得 “一种可折叠机翼及无人机”的专利授权。核心依托碳纤维复合材料的轻质高强特性，设计了包含固定段、折叠段及连接组件的可折叠机翼，连接组件由弹性件和活动件组成，可实现机翼收纳与展开的便捷切换，简化操作流程的同时，兼顾机翼结构强度与轻量化需求，适配无人机等航空装备应用，进一步拓展了碳纤维复合材料轻量化应用的场景边界，助力航空装备产业轻量化转型。

威海光威复合材料股份有限公司相关专利还探索了碳纤维增强热塑性复合材料在飞机蒙皮中的应用，通过优化连接界面层设计，采用碳纳米管与银纳米线混合体系，提升了蒙皮与加强筋板的连接强度，为碳纤维复合材料在交通领域的高端应用拓展了边界。

Part 6

协同创新模式：企业与高校联动，加速专利转化

龙头企业凭借产业化优势，聚焦市场需求明确的技术方向，开展专利布局与技术转化，同时开放工业化产线，为高校科研成果提供中试、量产平台。例如，长盛科技与深圳大学组建联合攻关团队，构建“实验室-生产线”双向迭代机制，高校团队攻克原丝孔洞缺陷难题，将孔洞率降低约60%，企业则通过三十余轮工艺调试，将实验室技术快速转化为工业化生产能力，其自主研发的ZA55GC高性能碳纤维成功斩获中国商飞最高级别认证，列入中国商飞工程鉴定合格产品目录，实现了国产高性能碳纤维在C919承力结构件的装机应用。

目前，我国已形成长三角、珠三角、环渤海三大产业集聚区，其中长三角地区拥有60%以上的研发资源和技术专利储备，为协同创新提供了良好的产业环境。

近期专利动态表明，中国碳纤维及其复合材料领域的创新活力持续释放，五大核心技术方向的专利布局不断完善，协同创新模式持续深化，推动行业逐步实现从“量的积累”向“质的飞跃”转型。随着专利技术的不断落地应用，我国碳纤维复合材料的国产化率将持续提升，在航空航天、新能源汽车、风电等领域的应用边界将进一步拓展，为高端制造业自主可控提供有力支撑。