发明创造名称：负极活性材料及其制备方法和应用
外观设计名称：
决定号：181228
决定日：2019-06-14
委内编号：1F256846
优先权日：
申请（专利）号：201510399074.1
申请日：2015-07-08
复审请求人：清华大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：刘子晓
合议组组长：徐国祥
参审员：周文娟
国际分类号：H01M4/36,H01M4/139,H01M10/058
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：权利要求请求保护的技术方案相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征，如果部分区别技术特征是本领域技术人员基于该作为最接近现有技术的对比文件容易得到的，其余部分区别技术特征是本领域技术人员基于其他对比文件容易得到的，则该权利要求请求保护的技术方案对于本领域技术人员而言是显而易见的，不具有突出的实质性特点，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510399074.1，名称为“负极活性材料及其制备方法和应用”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为清华大学，申请日为2015年07月08日，公开日为2015年11月11日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2018年04月18日发出驳回决定，以权利要求1-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为：2017年12月11日提交的权利要求第1-10项，申请日2015年07月08日提交的说明书第1-7页、说明书附图第1-3页、摘要附图以及说明书摘要。
驳回决定所针对的权利要求书内容如下：
“1. 一种负极活性材料，其特征在于，包括：
硅纳米颗粒，所述硅纳米颗粒的粒径为30-50nm；以及
碳基材料层，所述碳基材料层形成在所述硅纳米颗粒的至少部分外表面上，
其中，
所述碳基材料层的至少一部分与所述硅纳米颗粒的外表面之间存在空隙，所述空隙为10-15nm，
所述碳基材料层是通过将SU-8光刻胶进行碳化得到的，
所述硅纳米颗粒与所述SU-8光刻胶的质量比为1：(2-9)，
所述硅纳米颗粒的含量为60重量％。
2. 根据权利要求1所述的负极活性材料，其特征在于，所述碳化是在温度为850-950℃，惰性气氛的条件下进行的。
3. 一种制备负极活性材料的方法，其特征在于，包括：
将硅纳米颗粒进行水解氧化处理，以便得到具有二氧化硅表层的复合硅颗粒；
将所述复合硅颗粒与碳源进行混合，以便得到第一混合物；
将所述第一混合物进行碳化，以便得到表层为碳且内部包覆有所述复合硅颗粒的中间体；以及
将中间体进行刻蚀处理，去除所述中间体中复合硅颗粒的所述二氧化硅表层，以便得到所述负极活性材料，
其中，
所述硅纳米颗粒的粒径为30-50nm，
所述负极活性材料表层的碳的至少一部分与所述硅纳米颗粒的外表面之间存在空隙，所述空隙为10-15nm，
所述碳源为SU-8光刻胶，
所述硅纳米颗粒与所述碳源的质量比为1：(2-9)，
所述硅纳米颗粒的含量为60重量％。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述碳化是在温度为850-950℃，惰性气氛的条件下进行的。
5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述碳化是通过将所述第一混合物涂覆于硅片表面进行的。
6. 一种负极，其特征在于，包括：权利要求1-2任一项所述负极活性材料。
7. 一种电池，其特征在于，包括：
权利要求6所述的负极；
正极；以及
电解液。
8. 根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述正极为锂圆片。
9. 根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述电池为纽扣式电池。
10. 根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述电池为半电池。”
驳回决定中引用了如下对比文件：
对比文件1：“Silicon@carbon hollow core–shell heterostructures novel anode materials for lithium ion batteries”，Xiang-yang Zhou等，Electrochimica Acta，第87卷，第663～668页，公开日为2012年10月13日；
对比文件2：CN1702887A，公开日为2005年11月30日。
驳回决定的具体理由是：
权利要求1、3所要求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，其区别技术特征均为：（1）硅纳米颗粒的粒径为30-50nm；（2）空隙为10-15nm；（3）碳基材料层是通过将SU-8光刻胶进行碳化得到的；（4）硅纳米颗粒与所述SU-8光刻胶的质量比为1：(2-9) ；（5）硅纳米颗粒的含量为60重量％。而上述区别技术特征（1）、（2）、（5）是在对比文件1公开内容的基础上容易想到的。区别技术特征（3）、（4）是在对比文件2公开内容的基础上容易想到的。在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的公知常识得到权利要求1、3要求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、3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2、4的附加技术特征被对比文件2公开且作用相同，从属权利要求5的附加技术特征是在对比文件2公开内容的基础上容易想到的，因此，权利要求2、4-5不具备创造性。权利要求6请求保护一种负极，包括：权利要求1-2任一项所述负极活性材料。基于权利要求1-2的评述可知，该权利要求也不具备创造性。权利要求7请求保护一种电池，包括：权利要求6所述的负极；正极；以及电解液。而电池包括负极、正极和电解液属于公知常识，基于权利要求6的评述可知，该权利要求也不具备创造性。权利要求8的附加技术特征属于本领域的公知常识，权利要求9-10的附加技术特征被对比文件1公开，权利要求8-10也不具备创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年07月24日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。复审请求人意见陈述中认为：权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1、2相比，至少具有以下区别技术特征在于：（1）硅纳米颗粒的含量为60重量％；（2）碳基材料层是通过将SU-8光刻胶进行碳化得到的；（3）硅纳米颗粒与碳源的质量比为1：(2-9)；（4）硅纳米颗粒的粒径为30-50nm；碳基材料层的至少一部分与硅纳米颗粒的外表面之间存在的空隙为10-15nm。
1）对于区别技术特征（1），对比文件1没有公开负极材料中硅纳米颗粒的含量：硅纳米颗粒的含量为60重量％，基于对比文件1，本领域技术人员只能在28.54wt%附近优化，不会大于39.42wt%的方向上优化，对比文件1的教导与本申请背离。
2）对比文件1、2没有公开本申请的碳源, 对比文件2中光刻胶形成的碳电极阵列中，碳柱不仅要作为正极，还要作为负极，对比文件1只能做负极使用，两者不能结合；本申请选择光刻胶作为碳源不是简单替换的，对比文件2中碳源作用与本申请作用不同。本申请基于SU-8光刻胶作为碳源形成负极活性材料，通过对比文件1、2，本领域技术人员没有理由选择将碳源由蔗糖转换成SU-8光刻胶，本申请制备出的电池取得了预料不到的技术效果。
3）对比文件1、2没有公开和教导：硅纳米颗粒与所述SU-8光刻胶的质量比为1：(2-9)，当原料中硅纳米颗粒与碳源的质量比为1：（2-9）时，所得到的负极活性材料中硅纳米颗粒的含量适当，进而，电池的初始比容高，循环性好。对比文件1、2并未意识到该技术问题，本领域技术人员在阅读对比文件1、2后，没有动机针对该技术问题将对比文件1、2公开的技术方案进行改进。
4）本申请限定了：“硅纳米颗粒的粒径为30-50nm，且碳基材料层的至少一部分与所述硅纳米颗粒的外表面之间存在空隙为10-15nm”。硅纳米颗粒的粒径与空隙尺寸之间相互配合才能达到效果。对比文件1没有教导或者暗示。本申请取得预料不到的技术效果：电池的初始容量随着硅含量增加而提升，但多次循环后，60wt%硅含量的样品具有更好的循环性能，80次循环后电池容量高。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年08月17日依法受理了该复审请求，并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中认为：对比文件2与本申请都是对光刻胶进行碳化形成碳基材料层。在对比文件1公开了本申请发明技术构思的基础上，本领域技术人员在面对碳基材料层碳源的选择方式的技术问题时，有动机选择对比文件2中光刻胶。SU-8光刻胶是本领域常用的光刻胶，属于本领域的公知常识。硅纳米颗粒与SU-8光刻胶的质量比，是本领域技术人员能根据复合材料的电化学性能并通过常规试验手段来调整的，无需付出创造性的劳动。对于区别技术特征“硅纳米颗粒的粒径为30-50nm”和“空隙为10-15nm，” ,Si@SiO2核壳复合物具有纳米硅球的原始形貌，和具有相对较大的直径变化，在70nm-200nm之间变动。可以推断出Si单体纳米颗粒被厚度约20nm的SiO2保形涂层环绕。虽然对于Si@SiO2核壳复合物其直径和涂层厚度不均匀，但是当Si@SiO2核壳复合物直径为70nm时，经计算可知，硅纳米颗粒的粒径约为30nm，硅纳米颗粒的粒径是本领域技术人员可以在上述约30nm的附近进行选择的，无需付出创造性的劳动。空隙尺寸也与SiO2保形涂层的厚度相接近。因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年01月18日向复审请求人发出复审通知书。该复审通知书中指出：权利要求1-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。对于复审请求人的意见陈述，合议组认为：
（1）对比文件1已经公开了本申请的发明构思，即公开了具有足够的缓冲空隙允许Si进行自由膨胀并且不会对碳壳进行机械破坏。从对比文件1公开的内容可得出Si@C复合材料的循环性能主要取决于缓冲空隙/Si的体积比率，不仅仅取决于Si@C复合材料中Si的含量，是一个硅核尺寸、空隙体积等综合性能的体现，如果想要获得大的容量，本领域技术人员通常可以通过选择负极活性材料中硅纳米颗粒的含量升高。循环性需求其实不光是Si含量的影响，还包括了其他参数的影响，基于容量与循环性需求，本领域技术人员会去选择更高Si含量与其他参数配合来实现，本领域技术人员可以根据复合材料的电化学循环性能，容易想到获得既能有足够大的缓冲空隙满足硅自由膨胀，又能保证Si和碳之间具有充足的导电接触，将硅纳米颗粒的含量调整至优化的数值。
（2）针对区别技术特征2），对比文件2实施例中公开了SU-8光刻胶。可见该区别技术特征已经被对比文件2公开，且也是碳基材料层是通过将光刻胶进行碳化得到的，本领域技术人员容易想到选择SU-8光刻胶替换对比文件1的碳源进行碳化形成碳基材料层。
（3）对比文件1中已经考虑含量将复合硅颗粒与碳源进行混合，以便得到第一混合物。对于碳源SU-8光刻胶，对比文件2已经给出了启示，硅纳米颗粒与SU-8光刻胶的质量比过小，不利于初始比容量的提升，硅纳米颗粒与SU-8光刻胶的质量比过大，不利于循环性能的提升，相应的根据需要调整硅纳米颗粒与SU-8光刻胶的质量比，是本领域技术人员根据复合材料的电化学性能并通过常规试验手段容易得到参数。
（4）根据对比文件1公开的内容，本领域技术人员容易想到在～20nm附近通过控制实验条件（包覆时间和TEOS浓度）改变SiO2壳厚度将其刻蚀进而调整Si核和C壳之间的间隙至优化的范围，空隙尺寸也是与SiO2保形涂层的厚度相接近的尺寸，例如10-15nm。对比文件1中已经给出了选择硅纳米颗粒的粒径和碳基材料层的至少一部分与硅纳米颗粒的外表面之间存在的空隙的启示，而且范围非常接近，本领域技术人员通过常规试验手段容易得到相应参数。
复审请求人于2019年02月27日提交了意见陈述书，没有修改申请文件。复审请求人认为：本申请与对比文件1存在以下区别：权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1、2相比，至少具有以下区别技术特征在于：（1）硅纳米颗粒的含量为60重量％；（2）碳基材料层是通过将SU-8光刻胶进行碳化得到的；（3）硅纳米颗粒与碳源的质量比为1：(2-9)；（4）硅纳米颗粒的粒径为30-50nm；碳基材料层的至少一部分与硅纳米颗粒的外表面之间存在的空隙为10-15nm。 1）其中对于上述区别技术特征（1），基于对比文件1的内容，本领域技术人员只能在28.54wt%附近优化，不会想到选择硅有更高的含量在60％，对比文件1的教导与本申请背离。虽然对比文件1记载了硅壳和硅颗粒之间形成间隙和三个具体的硅含量数值，但是无法获得怎样调整各参数，如硅含量。
2）对于上述区别技术特征（4），硅纳米颗粒的粒径与空隙的选择是根据两者之间的配合、协同作用来选择的，才能达到效果。对比文件1没有教导或者暗示。本申请取得预料不到的技术效果：本申请电池的比容量和循环性能远高于对比文件1。
在上述程序的基础上，本案合议组认为事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人在复审阶段未对申请文件修改。本复审请求审查决定所依据的审查文本为：复审请求人于2017年12月11日提交的权利要求第1-10项，2015年07月08日提交的说明书第1-7页、说明书附图第1-3页、摘要附图以及说明书摘要。
2、关于专利法第22条第3款
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。
权利要求请求保护的技术方案相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征，如果部分区别技术特征是本领域技术人员基于该作为最接近现有技术的对比文件容易得到的，其余部分区别技术特征是本领域技术人员基于其他对比文件容易得到的，则该权利要求请求保护的技术方案对于本领域技术人员而言是显而易见的，不具有突出的实质性特点，不具备创造性。
本复审请求审查决定在评价创造性时所引用的对比文件与驳回决定和复审通知书中引用的对比文件相同，即：
对比文件1：“Silicon@carbon hollow core–shell heterostructures novel anode materials for lithium ion batteries”，Xiang-yang Zhou等，Electrochimica Acta，第87卷，第663～668页，公开日为2012年10月13日；
对比文件2：CN1702887A，公开日为2005年11月30日。
2.1、权利要求1请求保护一种负极活性材料。对比文件1公开了一种锂离子电池新型负极材料Si@C中空核壳异质结构（参见第663页右栏第3段-第667页右栏第3段以及图解1、附图2b），并具体公开了以下内容：一种新型Si@C负极材料（相当于一种负极活性材料），将硅纳米颗粒进行水解处理，得到具有二氧化硅表层的复合硅颗粒。向复合硅颗粒中加入碳源，进行混合，经碳化处理，形成自Si@SiO2/C复合硅颗粒，在后续的处理中，通过稀HF酸刻蚀处理掉该二氧化硅牺牲层，从而形成包含预成型的间隙的Si@C复合颗粒（图解1），预成型的间隙的Si@C复合颗粒包括为硅纳米颗粒的Si核和C壳（相当于碳基材料层，碳基材料层形成在硅纳米颗粒的至少部分外表面上）。图解1中公开了碳基材料层的至少一部分与硅纳米颗粒的外表面之间存在空隙。根据附图2b的TEM图，带有半径为～20nm的三维环形的空隙在每个Si核和其C壳之间，其留出间隙用于Si的体积变化，同时抑制碳壳破裂成碎片。通过控制实验条件，例如包覆时间和TEOS浓度，能够使得SiO2壳厚度发生变化，因此可以改变预成型的空隙的尺寸。Si@C核壳结构的形成过程，碳包覆层的碳化和稀HF酸的刻蚀过程，所有过程是可调的和可变通的。该结构允许Si纳米颗粒的自由膨胀和收缩，不受碳壳任何机械应力的限制。
权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1相比，其区别技术特征在于：（1）硅纳米颗粒的粒径为30-50nm；（2）碳基材料层的至少一部分与硅纳米颗粒的外表面之间存在的空隙为10-15nm；（3）碳基材料层是通过将SU-8光刻胶进行碳化得到的；（4）硅纳米颗粒与所述SU-8光刻胶的质量比为1：(2-9) ；（5）硅纳米颗粒的含量为60重量％。
基于上述区别技术特征，本申请实际要解决的技术问题是：提供一种硅负极活性材料的其他替代方案。
对于区别技术特征（1），对比文件1进一步公开了（参见第664页右栏第2段-第4段，附图1-2）以下特征： Si@SiO2核壳复合物具有纳米硅球的原始形貌，和具有相对较大的直径变化，在70nm-200nm之间变动（参见第664页右栏第2段）。可以推断出几乎每个Si单体纳米颗粒被厚度～20nm的SiO2涂层环绕。虽然对于Si@ SiO2核壳复合物的直径和涂层厚度不均匀，但是当Si@ SiO2核壳复合物直径为70nm时，SiO2涂层厚度～20nm，经计算可知，硅纳米颗粒的粒径约为30nm，因此本领域技术人员可以在约30nm的附近,例如30-50nm范围选择合适的硅纳米颗粒的粒径。
对于区别技术特征（2），对比文件1进一步公开了：根据附图2b的TEM图，在每个Si核和其C壳之间带有半径为～20nm的三维环形的空隙（参见第664页右栏第2段），其留出间隙用于Si的体积变化，同时抑制碳壳破裂成碎片。通过控制实验条件，例如包覆时间和TEOS浓度，能够使得SiO2壳厚度发生变化，因此可以改变预成型的空隙的尺寸（参见第664页右栏第4段-第665页左栏第1段）。在此基础上，本领域技术人员容易想到在～20nm附近通过控制实验条件（包覆时间和TEOS浓度）改变SiO2壳厚度将其刻蚀进而调整Si核和C壳之间的间隙至优化的范围，空隙尺寸也是与SiO2环形涂层的厚度相接近的尺寸，例如10-15nm。
对于区别技术特征（3）-（4），对比文件2公开了一种具有高表面积和高填隙容积的碳电极阵列的制备方法，并具体公开了（说明书第2页第22行-第3页第14行，实施例）以下内容：在光刻胶中加入一定体积百分比的高聚物可膨胀微球并均匀混合，然后将其均匀涂覆在硅片、氮化硅、二氧化硅、石英玻璃或金属等衬底表面，经过前烘、曝光、显影等光刻工艺后，形成具有一定深宽比的图形化的厚膜光刻胶层，再进行光刻胶的热解碳化处理，在碳电极阵列中形成空洞，从而进一步增大了碳电极阵列的表面积和电解质容积，最后形成具有高表面积和高填隙容积的碳电极阵列结构；其中实施例中公开了SU-8光刻胶；热解碳化将加热膨化后的材料置于850～1150℃温度和在真空中或非氧化性气体气氛下进行光刻胶的热解碳化处理。可见区别技术特征（3）已经被对比文件2公开且作用相同，都是以SU-8光刻胶作为碳源进行碳化制备碳基材料层，因而本领域技术人员有动机选择SU-8光刻胶替换对比文件1的碳源进行碳化形成碳基材料层。而根据需要调整硅纳米颗粒与SU-8光刻胶的质量比，是本领域技术人员根据复合材料的电化学性能并通过常规试验手段容易得到参数。
对于区别技术特征（5），对比文件1进一步公开了(参见第667页左栏第2段，附图4)：带有不同Si含量的中空Si@C复合物的循环特性，中空Si@C复合物分别包含12.85wt%, 28.54wt%、和39.42wt%的Si含量。对比文件1中还公开了具有足够的缓冲空隙允许Si进行自由膨胀并且不会碳壳进行机械破坏。而本领域技术人员均知晓，Si在循环过程中的体积变化是300-400%，而空隙/Si的体积比率会对复合结构的整体结构产生较大的影响。如果复合结构中未给Si核提供充足的缓冲空隙，碳壳在循环过程中随着Si纳米颗粒的体积膨胀遭到破坏，Si和碳的导电接触的结构遭到破坏。对比文件1中已经注意了该问题，并且通过调整牺牲层SiO2壳厚度发生变化，可以改变预成型的空隙的尺寸（参见第664页右栏第4段-第665页左栏第1段）。Si@C复合材料的循环性能主要取决于缓冲空隙/Si的体积比率，不仅仅取决于Si@C复合材料中Si的含量，是一个硅核尺寸、空隙体积、碳层厚度等综合性能的体现，且本领域技术人员知晓，可以通过选择负极活性材料中硅纳米颗粒的含量升高来实现获得大的容量，因而本领域技术人员可以根据复合材料所需的电化学循环性能，容易获得既能有足够大的缓冲空隙满足硅自由膨胀，又能保证Si和碳之间具有充足的导电接触，将硅纳米颗粒的含量调整至优化的数值。
因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识得到权利要求1所要求保护的技术方案是显而易见的，权利要求1不具备突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.2、权利要求2是权利要求1的从属权利要求，对比文件2公开了热解碳化将结构置于850～1150℃温度（有共同端点850℃，相当于公开了碳化是在温度为850-950℃的条件下进行的）和在真空中或非氧化性气体气氛下进行光刻胶的热解碳化处理。所述非氧化性气体为氮气、氩气等（说明书第4页第12-17行）。因此，当其引用的权利要求1不具备创造性时，权利要求2也不具备创造性。
2.3、权利要求3要求保护一种制备负极活性材料的方法，对比文件1进一步公开了（参见第664页第1段）以下特征：2.1.样品制备:在磁力搅拌的条件下，1g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）溶解在200ml无水乙醇中形成均一的溶液。0.1g纳米Si粉末分散在上述溶液中超声0.5h，然后24ml氢氧化铵注入其中。随后0.5ml正硅酸乙酯（TEOS）于24.5ml无水乙醇中形成的均一溶液在40℃剧烈搅拌的条件下逐滴加入，时间间隔2h。在40℃搅拌的条件下反应进一步持续6h，生成的Si@SiO2产品离心提纯，采用无水乙醇和去离子水重复清洗至中性，80℃烘干一整夜（相当于将硅纳米颗粒进行水解氧化处理，以便得到具有二氧化硅表层的复合硅颗粒）。SiO2实心球，用作生成碳空心球的模板，通过在纳米Si存在的条件下采用同样的处理过程合成。1g制备好的Si@SiO2产品，3g蔗糖（相当于碳源），3ml浓盐酸，30ml去离子水和40ml无水乙醇在搅拌的条件下溶解，然后超声30min。生成的溶液在60℃搅拌3h，然后在120℃干燥（相当于将复合硅颗粒与碳源进行混合，以便得到第一混合物）。制备好的Si@SiO2-蔗糖粉末在手动研磨后装载至氧化铝坩埚，并安装在加热炉的中部区域。加热炉通入纯氩气，然后加热至800℃。持续2h然后冷却至室温（相当于将第一混合物进行碳化，以便得到表层为碳且内部包覆有复合硅颗粒的中间体）。SiO2/C复合物在同样的条件下合成。获得的Si@SiO2/C粉末浸渍在20%HF酸3h去除SiO2壳（相当于将中间体进行刻蚀处理，去除中间体中复合硅颗粒的二氧化硅表层）。最后获得的Si@C粉末在真空烘箱中80℃下干燥。碳中空球通过采用模板协调刻蚀制备好的SiO2球模板在同样的碳化条件下获得。图解1中公开了 “负极活性材料表层的碳的至少一部分与硅纳米颗粒的外表面之间存在空隙”。
权利要求3所要求保护的技术方案与对比文件1相比，其区别技术特征在于：（1）硅纳米颗粒的粒径为30-50nm；（2）碳基材料层的至少一部分与硅纳米颗粒的外表面之间存在的空隙为10-15nm；（3）碳源为SU-8光刻胶；（4）硅纳米颗粒与碳源的质量比为1：(2-9)；（5）硅纳米颗粒的含量为60重量％。
基于上述区别技术特征，本申请实际要解决的技术问题是：提供一种硅负极活性材料的其他替代方案。
参见权利要求1的评述，基于相同的理由，在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识得到权利要求3的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的，因此，权利要求3不具有突出的实质性特点，不符合专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4、权利要求4是权利要求3的从属权利要求，对比文件2公开了热解碳化将结构置于850～1150℃温度（有共同端点850℃，相当于公开了碳化是在温度为850-950℃的条件下进行的）和在真空中或非氧化性气体气氛下进行光刻胶的热解碳化处理。所述非氧化性气体为氮气、氩气等（说明书第4页第12-17行）。因此，当其引用的权利要求3不具备创造性时，权利要求4也不具备创造性。
2.5、权利要求5是权利要求3的从属权利要求，对比文件2公开了实现方案包括三个步骤：1)将高聚物可膨胀微球加入到光刻胶中进行厚胶光刻 先在光刻胶中加入体积百分比为0.1～30％的高聚物可膨胀微球并均匀混合，然后将其均匀凃覆在硅片等衬底表面， 膜厚约几十～几百微米，经过前烘、曝光、显影等光刻工艺后，形成具有一定深宽比的图形化的光刻胶结构；2)加热膨胀；3)热解碳化，将上述结构置于850～1150℃温度和在真空中或非氧化性气体气氛下进行光刻胶的热解碳化处理，由于高聚物可膨胀微球的中空结构遭到破坏，将会在形成的碳电极阵列中形成空洞，从而进一步增大了碳电极阵列的表面积和电解质容积，最后形成具有高表面积和高填隙容积的炭电极阵列结构。在对比文件1公开的“将第一混合物进行碳化”和对比文件2公开的“将光刻胶和高聚物可膨胀微球形成的混合物涂覆于硅片表面碳化”的基础上，本领域技术人员容易联想到“碳化是通过将第一混合物涂覆于硅片表面进行的”。因此，当其引用的权利要求3不具备创造性时，权利要求5也不具备创造性。
2.6、权利要求6要求保护一种负极，对比文件1公开了锂离子电池新型负极材料Si@C中空核壳异质结构（相当于负极活性材料）。而负极包括负极活性材料，属于本领域的公知常识。因此，当权利要求1-2任一项所述负极活性材料不具备创造性时，权利要求6要求保护的负极也不具备创造性。
2.7、权利要求7要求保护一种电池，电池通常包括负极、正极以及电解液，属于本领域的公知常识。因此，当权利要求6所述的负极不具备创造性时，权利要求7要求保护的电池也不具备创造性。
2.8、权利要求8-10是权利要求7的从属权利要求，对比文件1公开了（参见第664页右栏第1段）：为了制备工作电极，Si@C复合粉末，乙炔炭黑和聚偏二氟乙烯粘结剂的混合物以80:10:10的重量比率溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮中制得的浆料涂覆在铜箔上，120℃于真空烘箱中整夜干燥，组装成专用测试电池（相当于公开了电池为半电池）。锂箔用作对电极，1M LiPF6的EC/DMC(1:1)用作电解质，组装成标准2025纽扣式电池用于电化学性能测试（相当于公开了电池为纽扣式电池），可见权利要求9-10的附加技术特征已经被对比文件1公开。而对测试电池进行电化学测试时，正极为锂圆片属于本领域的惯用技术手段。因此，当权利要求7不具备创造性时，权利要求8-10也不具备创造性。
3、对复审请求人相关意见的答复
对于复审请求人在意见陈述书中陈述的理由，合议组认为：
1）对比文件1已经公开了本申请的发明构思，即将硅纳米颗粒进行水解氧化处理，得到具有二氧化硅表层的复合硅颗粒，将所述复合硅颗粒与碳源进行混合，碳化后的碳源在硅纳米颗粒表面形成中空的表层，表层和硅纳米颗粒间存在空隙，该空隙为电池充、放电过程中，硅体积膨胀提供了预留空间，有利于保持负极活性材料的结构完整。如前所述，对比文件1中公开了具有足够的缓冲空隙允许Si进行自由膨胀并且不会对碳壳进行机械破坏。对比文件1通过调整牺牲层SiO2壳厚度发生变化，可以改变预成型的空隙的尺寸（参见第664页右栏第4段-第665页左栏第1段）。Si在循环过程中的体积变化是300-400%，如果硅复合材料表现出更高的容量但是容量衰减很快，这是由于复合结构中未给Si核提供充足的缓冲空隙，碳壳在循环过程中随着Si纳米颗粒的体积膨胀遭到破坏，Si和碳的导电接触的结构遭到破坏。硅复合材料的循环稳定性差归因于缓冲空隙太大，从而Si核和中空碳壳导电接触的面积太小。Si@C复合材料的循环性能主要取决于缓冲空隙/Si的体积比率，不仅仅取决于Si@C复合材料中Si的含量，是一个硅核尺寸、空隙体积等综合性能的体现，如果想要获得大的容量，本领域技术人员通常可以通过选择负极活性材料中硅纳米颗粒的含量升高。循环性需求其实不光是Si含量的影响，还包括了其他参数的影响，基于容量与循环性需求，本领域技术人员还是会去选择更高Si含量与其他参数配合来实现，本领域技术人员可以根据复合材料的电化学循环性能，容易想到获得既能有足够大的缓冲空隙满足硅自由膨胀，又能保证Si和碳之间具有充足的导电接触，将硅纳米颗粒的含量调整至优化的数值，基于容量与循环性需求，本领域容易想到通过选择不同的硅含量，例如去选择更高Si含量与其他参数配合来实现更好的容量和循环性。
2）对比文件1公开了（参见第664页右栏第2段-第4段，附图1-2）： Si@SiO2核壳复合物具有纳米硅球的原始形貌，和具有相对较大的直径变化，在70nm-200nm之间变动（参见第664页右栏第2段）。可以推断出几乎每个Si单体纳米颗粒被厚度～20nm的SiO2涂层环绕。虽然对于Si@ SiO2核壳复合物的直径和涂层厚度不均匀，但是当Si@ SiO2核壳复合物直径为70nm时，SiO2涂层厚度～20nm，经计算可知，硅纳米颗粒的粒径约为30nm，因此本领域技术人员可以在约30nm的附近,例如30-50nm范围选择合适的硅纳米颗粒的粒径。对比文件1进一步公开了：根据附图2b的TEM图，在每个Si核和其C壳之间带有半径为～20nm的三维环形的空隙（参见第664页右栏第2段），其留出间隙用于Si的体积变化，同时抑制碳壳破裂成碎片。通过控制实验条件，例如包覆时间和TEOS浓度，能够使得SiO2壳厚度发生变化，因此可以改变预成型的空隙的尺寸（参见第664页右栏第4段-第665页左栏第1段）。在此基础上，本领域技术人员容易想到在～20nm附近通过控制实验条件（包覆时间和TEOS浓度）改变SiO2壳厚度将其刻蚀进而调整Si核和C壳之间的间隙至优化的范围，空隙尺寸也是与SiO2保形涂层的厚度相接近的尺寸，例如10-15nm。对比文件1中已经给出了选择硅纳米颗粒的粒径和碳基材料层的至少一部分与硅纳米颗粒的外表面之间存在的空隙的启示，而且范围非常接近，本领域技术人员通过常规试验手段容易得到相应参数。对比文件1中也提供了硅纳米颗粒粒径和碳基材料层的至少一部分与硅纳米颗粒的外表面之间存在的空隙的范围的选择，本领域技术人员根据对比文件1的内容通过常规试验手段容易选择得到相应的参数。对比文件1同样通过表层和硅纳米颗粒间的空隙，为电池充、放电过程中，硅体积膨胀提供了预留空间，通过有限次的试验得到相应的比容量和循环性对本领域技术人员而言是容易的，其技术效果也是可以预期的。
综上所述，复审请求人的意见陈述不具有说服力，合议组不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年04月18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。
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