发明创造名称：一种柔性全固态超级电容器的制作方法
外观设计名称：
决定号：180079
决定日：2019-05-29
委内编号：1F265526
优先权日：
申请（专利）号：201611178817.3
申请日：2016-12-19
复审请求人：北京印刷学院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：黄丹萍
合议组组长：王南野
参审员：郑伟伟
国际分类号：H01G11/38，H01G11/84，C09D11/52，C09D11/106，C09D11/03
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求所要求保护的技术方案相对于作为最接近的现有技术的对比文件存在区别技术特征，但是该区别技术特征的一部分是本领域公知常识，该区别技术特征的另一部分是本领域技术人员通过有限的试验容易得到的，则该权利要求相对于该对比文件以及公知常识的结合不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201611178817.3，名称为“一种柔性全固态超级电容器的制作方法”的发明专利申请（下称“本申请”）。申请人为北京印刷学院。本申请的申请日为2016年12月19日，公开日为2017年05月31日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年08月24日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求1与对比文件1（CN101162650A，公开日为2008年04月16日）的区别技术特征为：（1）导电剂为乙炔黑，活性材料、乙炔黑、聚偏二氟乙稀的质量比为活性材料：乙炔黑：聚偏二氟乙稀PVDF＝8：1：1；（2）正极活性物质选择为活性炭、石墨烯和按质量比为石墨烯：活性炭＝0.5:1～2:1的混合材料；（3）油墨用球磨机研磨，制备粘度和细度符合相应印刷方式要求的油墨；印油墨的粘度为269Pa?s～541Pa?s；凹印油墨的粘度为25Pa?s；凹胶印的粘度为76.9Pa?s。对于区别技术特征（1），对本领域技术人员而言，采用炭黑、乙炔黑作为电极材料导电剂是本领域技术人员的常规选择，采用乙炔黑替代炭黑作为电容器电极材料导电剂对本领域技术人员而言是容易想到的，无需创造性的劳动。对比文件1公开了极活性物质、粘结剂、导电剂的重量份比为70～ 95∶0～20∶0～10，活性物质、粘结剂、导电剂的重量份的最佳数值范围，对本领域技术人员而言，可通过有限的试验进一步确定，而无需创造性的劳动。对于区别技术特征(2)，对本领域技术人员而言，选择活性炭和石墨烯两种活性物质替代单一的活性炭作为电容器活性材料是本领域技术人员的常规选择，活性炭和石墨烯比例的最佳数值范围可通过有限的试验进一步确定，而无需创造性的劳动。对于区别技术特征（3），对比文件1公开了采用印刷的方法将电极的印刷浆料印刷到衬底上（即印刷油墨）。对本领域技术人员而言，用球磨机研磨，制备粘度和细度符合相应印刷方式要求的油墨是本领域技术人员的常规技术手段。对比文件1已经公开了采用印刷的方法将电极浆料印刷到有机基膜。对本领域技术人员而言，采用丝印、凹板印刷、凹胶印刷是印刷的常规技术手段，本领域均知粘度对印刷质量有重要的影响，丝印油墨、凹印油墨、凹胶印的粘度的最佳数值范围可通过本领域有限的试验得到，而无需创造性的劳动。因此权利要求1不具备创造性。权利要求2与对比文件1的区别技术特征在于：（1）导电剂为乙炔黑，活性材料、乙炔黑、聚偏二氟乙稀的质量比为活性材料：乙炔黑：聚偏二氟乙稀PVDF＝8：1：1；（2）正极活性物质选择为活性炭、石墨烯，以及石墨烯、活性炭质量比的具体范围；固态电解质为PVA-H2SO4电解质；（3）对导电银浆进行干燥、烧结；（4）将涂有凝胶的两片电极和隔膜组装成三明治结构，通过压片机压制组装成柔性全固态超级电容器。对于区别技术特征（1），对本领域技术人员而言，采用炭黑、乙炔黑作为电极材料导电剂是本领域技术人员的常规选择，采用乙炔黑替代炭黑作为电容器电极材料导电剂对本领域技术人员而言是容易想到的，无需创造性的劳动。对比文件1公开了极活性物质、粘结剂、导电剂的重量份比为70～ 95∶0～20∶0～10，活性物质、粘结剂PVDF、导电剂的重量份的最佳数值范围，对本领域技术人员而言，可通过有限的试验进一步确定，而无需创造性的劳动；对于区别技术特征(2)，对本领域技术人员而言，选择活性炭和石墨烯两种活性物质替代单一的活性炭作为电容器活性材料是本领域技术人员的常规技术选择，活性炭和石墨烯比例的最佳数值范围可通过有限的试验进一步确定，而无需创造性的劳动。对比文件1公开了为了解决超级电容器的封装问题，采用凝胶或固态电解质的技术方案， PVA-H2SO4电解质作为固态电容器凝胶电解质是本领域技术人员的常规选择，且没有预料不到的技术效果；对于区别技术特征（3），对比文件1已经公开了导电银胶在60-120摄氏度中干燥30分钟。对本领技术人员而言，导电银浆进行干燥、烧结是本领域技术人员的常规技术手段。对于区别技术特征（4），对本领域技术人员而言，采用压片机压制的方法将两电极片和隔膜组装成电容器是本领域技术人员的常规技术手段，且没有预料不到的技术效果。因此权利要求2不具备创造性。权利要求3的附加技术特征是公知常识，因此权利要求3不具备创造性。权利要求4请求保护一种如权利要求2制作的柔性全固态超级电容器，参见权利要求2的评述，权利要求2制作的柔性全固态超级电容器的方法相对对比文件1不具创造性，且对本领域技术人员而言，单个器件工作电压为0.8V是本领域的常规数值范围，通过串联提高工作电压是本领域的常规技术手段。因此权利要求4不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为2018年07月26日提交的权利要求第1-4项，申请日2016年12月19日提交的说明书摘要、说明书第1-62段、说明书附图图1-2、摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种用于制备柔性全固态超级电容器的油墨，其特征在于，所述油墨组分比为：活性材料：乙炔黑：聚偏二氟乙稀PVDF＝8：1：1以及一定质量的氮甲基吡咯烷酮NMP作为溶剂；
所述活性材料包括活性炭、石墨烯和按质量比为石墨烯：活性炭＝0.5:1～2:1的混合材料；
所述制备方法包括：
以活性材料和乙炔黑和聚偏二氟乙稀PVDF为原料，按质量比以活性材料：乙炔黑：聚偏二氟乙稀PVDF＝8：1：1的比例混合，再加入一定质量的氮甲基吡咯烷酮NMP作为溶剂；
用球磨机研磨，制备粘度和细度符合相应印刷方式要求的油墨；
石墨烯和/或活性炭丝印油墨的粘度为269Pa?s～541Pa?s；凹印油墨的粘度为25Pa?s；凹胶印的粘度为76.9Pa?s。
2. 一种利用权利要求1所述油墨制作柔性全固态超级电容器的方法，其特征在于，所述柔性全固态超级电容器的制作方法包括：
在柔性基材上印刷导电银浆并进行干燥、烧结；
用印刷的方式将上述活性材料配制的活性材料油墨印在银层基底上，干燥后作为活性电极；
将PVA-H2SO4电解质均匀涂布在活性电极上，室温放置过夜；
将涂有凝胶的两片电极和隔膜组装成三明治结构，通过压片机压制组装成柔性全固态超级电容器。
3. 如权利要求2所述的柔性全固态超级电容器的制作方法，其特征在于，所述印刷方式采用凹胶印、丝印方式。
4. 一种如权利要求2制作的柔性全固态超级电容器，单个器件工作电压为0.8V，通过串联提高工作电压。”
申请人（下称“复审请求人”）对上述驳回决定不服，于2018年11月04日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，在权利要求1中增加技术特征“所述用于制备柔性全固态超级电容器的油墨粘度根据印刷方式的需求，通过改变氮甲基吡咯烷酮NMP的用量来调节；丝印油墨细度小于15μm，凹印油墨和凹胶印油墨细度小于等于5μm”，并将原权利要求3的附加技术特征加入到原权利要求2中。复审请求人认为：1）对比文件1公开的是一种超级电容器的印刷浆料，不能等同于权利要求1的油墨，本申请的油墨是可用于一种新型印刷技术凹胶印的油墨，且采用研磨混合。本申请权利要求1中增加的技术特征“所述用于制备柔性全固态超级电容器的油墨粘度根据印刷方式的需求，通过改变氮甲基吡咯烷酮NMP的用量来调节；丝印油墨细度小于15μm，凹印油墨和凹胶印油墨细度小于等于5μm”没有被对比文件1公开。2）本申请所要解决的技术问题是解决了柔性超级电容器电极制作工艺复杂、成本高的技术问题。对比文件1解决的是改善活性炭颗粒之间的空隙而储存电解液离子的问题。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年12月05日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，（1）对比文件1已经公开采用印刷的方式印刷电极浆料，丝印、凹印、凹胶印是本领域的可选的印刷方式，为了适应不同的印刷方式制备粘度细度符合相应印刷方式的油墨是本领域技术人员的常规技术手段。对于具体的印刷油墨印的粘度和粒径的数值可通过有限的试验确定。乙炔黑作为电容器电极导电剂是本领域的常规选择。（2）对本领域技术人员而言，搅拌混合、为使浆料获得所需的细度而进行研磨是本领域的常规技术手段。（3）复审请求人认为对比文件1中的电池是在干燥后的固态电解质上印刷另一电极，而本申请分别在两电极片涂覆电解质后将涂有凝胶的两片电极和隔膜组装成三明治结构，通过压片机压制组装成柔性全固态超级电容器。原审查部门认为该技术特征是本领域的常规技术手段，因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年03月26日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性，并认为：1）首先，本申请记载了“所述油墨组分比为：活性材料：乙炔黑：聚偏二氟乙稀PVDF＝8：1：1以及一定质量的氮甲基吡咯烷酮NMP作为溶剂”，对比文件1公开的是“电极浆料配制：将80g活性炭、10g炭黑、10g聚偏氟乙烯(PVDF) 与500gN甲基吡咯烷酮搅拌混和3小时”，可见对比文件1的电极浆料和本申请的油墨都是由活性材料、导电剂、粘结剂与溶剂NMP混合而成，显然实质上同属于油墨；其次丝网印刷、凹版印刷、凹胶印刷是本领域常见的印刷方式，根据所选印刷方式以及实际需要印刷效果的不同，所需油墨的粘度和细度也必然不同，球磨机研磨是本领域通过控制球磨条件改变油墨细度和分散度进而改变了油墨粘度的常用技术手段；溶剂NMP的用量的调节也是本领域调节油墨粘度的常用技术手段。2）本申请的发明构思是“通过印刷方式直接在柔性基材上印制集电极和活性电极，印刷方式制作电极有利于大规模生产、工艺简单，成本低”。而对比文件1公开了在硅橡胶基膜上依次印刷外正极电极膜、正电极浆料、电解质膜、负极浆料、负极外电极膜，可见对比文件1公开了本申请的发明构思。
复审请求人于2019年04月28日提交了意见陈述书，同时修改了权利要求书，将原权利要求2的内容增加到原权利要求1中。复审请求人认为：基于本申请与对比文件1的区别技术特征，本申请石墨烯与活性炭按比例混合得到的活性物质的电化学性能优良，使用乙炔黑进行电极浆料配制能够强化电极的导电性能，活性材料：乙炔黑：聚偏二氯乙烯PVDF=8:1:1能增强电极的导电性，油墨的质量更高，对油墨调节的可操作性更强，PVA-H2SO4电解质的应用使得电极利用率高，放电效果好，电极 隔膜 电极的结构能够达到最佳放电效果的结构，丝印不受承印物大小和形状的限制，凹胶印能弥补承印物表面的不平整。本申请能够解决目前柔性超级电容器电极制作工艺复杂、成本高的问题，促进柔性电子器件、可穿戴电子器件的发展。
修改后的权利要求书如下：
“1. 一种用于制备柔性全固态超级电容器的油墨，其特征在于，所述油墨组分比为：活性材料∶乙炔黑∶聚偏二氯乙稀PVDF＝8∶1∶1以及一定质量的氮甲基吡咯烷酮NMP作为溶剂；
所述活性材料包括活性炭、石墨烯和按质量比为石墨烯∶活性炭＝0.5∶1～2∶1的混合材料；
所述制备方法包括：
以活性材料和乙炔黑和聚偏二氯乙稀PVDF为原料，按质量比以活性材料：乙炔黑∶聚偏二氯乙稀PVDF＝8∶1∶1的比例混合，再加入一定质量的氮甲基吡咯烷酮NMP作为溶剂；
用球磨机研磨，制备粘度和细度符合相应印刷方式要求的油墨；
石墨烯和/或活性炭丝印油墨的粘度为269Pa?s～541Pa?s；凹印油墨的粘度为25Pa?s；凹胶印的粘度为76.9Pa?s；
所述用于制备柔性全固态超级电容器的油墨粘度根据印刷方式的需求，通过改变氮甲基吡咯烷酮NMP的用量来调节；丝印油墨细度小于15μm，凹印油墨和凹胶印油墨细度小于等于5μm；
所述柔性全固态超级电容器的制作方法包括：
在柔性基材上印刷导电银浆并进行干燥、烧结；
用印刷的方式将上述活性材料配制的活性材料油墨印在银层基底上，干燥后作为活性电极；
将PVA-H2SO4电解质均匀涂布在活性电极上，室温放置过夜；
将涂有凝胶的两片电极和隔膜组装成三明治结构，通过压片机压制组装成柔性全固态超级电容器；
所述印刷方式采用凹胶印、丝印方式；
2. 一种如权利要求1制作的柔性全固态超级电容器，单个器件工作电压为0.8V，通过串联提高工作电压。”。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在提交答复复审通知书的意见陈述书时提交了修改的权利要求书，上述修改符合专利法实施细则第61条第1款以及专利法第33条的规定。因此本复审决定针对的文本为2019年04月28日提交的权利要求第1-2项，申请日2016年12月19日提交的说明书摘要、说明书第1-62段、说明书附图图1-2、摘要附图。
具体理由的阐述
专利法第22条第3款规定，创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求所要求保护的技术方案相对于作为最接近的现有技术的对比文件存在区别技术特征，但是该区别技术特征的一部分是本领域公知常识，该区别技术特征的另一部分是本领域技术人员通过有限的试验容易得到的，则该权利要求相对于该对比文件以及公知常识的结合不具备创造性。
2.1权利要求1不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求1要求保护一种制备柔性全固态超级电容器的油墨，对比文件1公开了一种柔性薄膜型固态超级电容器及其制造方法，并具体公开了（参见说明书第3页第12段-第5页第4段）：(1)电极浆料（相当于本申请的油墨）配制：将80g活性炭、10g炭黑、10g聚偏氟乙烯(PVDF) 与500g与N甲基吡咯烷酮搅拌混和3小时。制造方法包括：(1)电极浆料（相当于本申请的油墨）配制：将80g活性炭、10g炭黑、10g聚偏氟乙烯(PVDF) 与500g与N甲基吡咯烷酮搅拌混和3小时；(2)电解质浆料配制：将100g聚乙烯醇粉末(PVA)与去离子水混合，加热搅拌，再SiO2微粉、四氟硼酸四乙基铵搅拌混合均匀；(3)外电极浆料配制（相当于本申请的导电银浆）：将聚乙烯醇粉末(PVA)与去离子水混合，加热搅拌，再加入将20g镍粉与10g银粉，搅拌2小时；(6)印刷正极外电极膜：将外电极浆料印刷于硅橡胶基膜（相当于柔性基材）上，将印刷膜在60℃～120℃的烘箱中干燥30分钟得到正极外电极膜；(7)印刷正极膜：将电极浆料印刷于已烘干的外电极膜上；(8)印刷固态电解质膜：将电解质浆料印刷于已烘干的正极膜上，将印刷膜60℃～ 120℃的烘箱中干燥30分钟得到固态电解质膜；(9)印刷负极膜：将电极浆料印刷于已烘干的固态电解质膜上，再干燥；(10)印刷负极外电极膜：将外电极浆料印刷于已烘干的负极膜上，再干燥；配合相应的压制、烘干、裁剪、包装工艺，最终形成电极-隔膜-电极结构的柔性薄膜型固态超级电容器。
权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1相比区别技术特征在于：（1）油墨组分的导电助剂选用乙炔黑，活性材料：乙炔黑：聚偏二氟乙稀PVDF的质量比＝8：1：1；（2）活性材料还包括石墨烯，且按质量比石墨烯：活性炭=0.5:1～2:1；（3）用球磨机研磨，制备粘度和细度符合相应印刷方式要求的油墨；石墨烯和/或活性炭丝印油墨的粘度为269Pa?s～541Pa?s；凹印油墨的粘度为25Pa?s；凹胶印的粘度为76.9Pa?s；所述用于制备柔性全固态超级电容器的油墨粘度根据印刷方式的需求，通过改变氮甲基吡咯烷酮NMP的用量来调节；丝印油墨细度小于15μm，凹印油墨和凹胶印油墨细度小于等于5μm；（4）银浆印刷干燥后还包括烧结步骤；电解质是PVA-H2SO4电解质，涂布后室温放置过夜；（5）将涂有凝胶的两片电极和隔膜组装成三明治结构，通过压片机压制组装成柔性全固态超级电容器；（6）所述印刷方式采用凹胶印、丝印方式。
对于区别技术特征（1），对比文件1公开了80g活性炭、10g炭黑、10g聚偏氟乙烯(PVDF)（即活性材料：炭黑：PVDF=8:1:1），炭黑和乙炔黑都是本领域常用的导电助剂，本领域技术人员用乙炔黑代替炭黑并使得活性材料：乙炔黑：聚偏二氟乙稀PVDF＝8：1：1不需要付出创造性的劳动。
对于区别技术特征（2），石墨烯是本领域常见的活性材料，本领域技术人员能够容易根据需要通过有限的试验将石墨烯与活性炭的质量比调整为0.5:1～2:1，其所获得的技术效果也是预料得到的。
对于区别技术特征（3），本申请实际要解决的技术问题是根据所选印刷方式不同调整油墨的粘度和细度。丝网印刷、凹版印刷、凹胶印刷是本领域常见的印刷方式。球磨机研磨是本领域通过控制球磨条件改变油墨细度和分散度进而改变了油墨粘度的常用技术手段，溶剂NMP的用量的调节也是本领域调节油墨粘度的常用技术手段。根据所选印刷方式以及实际需要印刷效果的不同，所需油墨的粘度和细度也必然不同，本领域技术人员根据需要通过球磨和溶剂用量的调节而使得丝印油墨的粘度为269Pa?s～541Pa?s；凹印油墨的粘度为25Pa?s；凹胶印的粘度为76.9Pa?s，丝印油墨细度小于15μm，凹印油墨和凹胶印油墨细度小于等于5μm不需要付出创造性的劳动。
对于区别技术特征（4），银浆烧结是本领域制备银电极的常用技术手段，PVA-H2SO4电解质是本领域常见的凝胶电解质，涂布后室温放置过夜是本领域干燥的常用技术手段，属于本领域公知常识。
对于区别技术特征（5），对比文件1公开了配合相应的压制、烘干、裁剪、包装工艺，最终形成柔性薄膜型固态超级电容器，而通过压片机压制是本领域常见的压制手段，属于公知常识。将涂有凝胶的两片电极和隔膜组装成三明治结构也是本领域常用的组装电容器的手段，属于公知常识。
对于区别技术特征（6），丝网印刷、凹胶印刷是本领域常见的印刷方式。
在对比文件1的基础上结合公知常识并经过有限的试验得到权利要求1所要保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，因此权利要求1不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。
2.2、权利要求2不符合专利法第22条第3款的规定。
单个器件工作电压为0.8V是本领域超级电容器工作电压的常规数值范围，而通过串联提高工作电压是本领域常用技术手手段，属于公知常识。因此权利要求2不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。
对复审请求人相关意见的评述
合议组认为：对于权利要求1与对比文件1的区别技术特征，对比文件1公开了活性材料：炭黑：PVDF=8:1:1，炭黑和乙炔黑都是本领域常用的导电助剂，本领域技术人员用乙炔黑代替炭黑并使得活性材料：乙炔黑：聚偏二氟乙稀PVDF＝8：1：1不需要付出创造性的劳动；石墨烯是本领域常见的活性材料，本领域技术人员能够容易根据需要通过有限的试验将石墨烯与活性炭的质量比调整为0.5:1～2:1，其所获得的技术效果也是预料得到的；球磨机研磨是本领域通过控制球磨条件改变油墨细度和分散度进而改变了油墨粘度的常用技术手段，溶剂NMP的用量的调节也是本领域调节油墨粘度的常用技术手段。根据所选印刷方式以及实际需要印刷效果的不同，所需油墨的粘度和细度也必然不同，本领域技术人员根据需要通过球磨和溶剂用量的调节控制油墨的粘度和细度不需要付出创造性的劳动；银浆烧结是本领域制备银电极的常用技术手段，PVA-H2SO4电解质是本领域常见的凝胶电解质，丝网印刷、凹胶印刷是本领域常见的印刷方式。在对比文件1的基础上结合公知常识并经过有限的试验得到权利要求1所要保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的。本申请的发明构思是“通过印刷方式直接在柔性基材上印制集电极和活性电极，印刷方式制作电极有利于大规模生产、工艺简单，成本低”。而对比文件1公开了在硅橡胶基膜上依次印刷外正极电极膜、正电极浆料、电解质膜、负极浆料、负极外电极膜，可见对比文件1公开了本申请的发明构思。
因此，复审请求人的意见陈述不具有说服力。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年08月24 日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
