发明创造名称:用于锂离子二次电池的多层混杂型电池隔板及其制造方法
外观设计名称:
决定号:184014
决定日:2019-07-17
委内编号:1F267408
优先权日:2013-03-15
申请(专利)号:201480015019.1
申请日:2014-03-14
复审请求人:赛尔格有限责任公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:薛霏
合议组组长:王芳
参审员:高瑜
国际分类号:H01M2/14,H01M2/16,C08J5/18,C08L23/04
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求与作为最接近现有技术的一篇对比文件存在区别技术特征,其中部分区别技术特征被另外的对比文件公开,部分区别技术特征是公知常识,其他区别技术特征是在现有技术的基础上容易得到的,则该权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201480015019.1,名称为“用于锂离子二次电池的多层混杂型电池隔板及其制造方法”的PCT发明专利申请(下称本申请)。申请人为赛尔格有限责任公司。本申请的申请日为2014年03月14日,优先权日为2013年03月15日,公开日为2015年12月02日,进入中国国家阶段日为2015年09月14日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年09月12日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-17不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体理由如下:权利要求1请求保护一种用于锂二次电池的多层电池隔板,其与对比文件1(CN101469078A,公开日为2009年07月01日)的区别技术特征是:(1)干法制备的膜具有狭缝样的孔,湿法制备的膜带圆孔;(2)隔板具有1.5-3.0范围内的MD/TD拉伸强度之比;(3)隔板具有至少2000V的介电击穿电压。基于上述区别技术特征,本申请实际解决的技术问题是:提高隔板安全性。对于区别技术特征(1),干法制备的孔主要是由拉伸产生的,单向拉伸或双向拉伸时横向和纵向拉伸比不同,通常会形成狭缝样的孔;而湿法制备过程,主要由成型后除去的稀释剂产生孔,孔通常呈圆形。这些是本领域惯用的技术手段以及熟知的产品结构。对于区别技术特征(2),对比文件1公开的技术内容给出了平衡两个方向的拉伸比,平衡纵向和横向上的物理性质,增强穿刺强度的技术启示。本领域公知拉伸比与拉伸强度直接相关,因此基于对比文件1,本领域技术人员容易想到优化两个方向的拉伸比,权利要求所限定的MD/TD拉伸强度之比是通过常规、有限的试验容易得到的。另一方面,对比文件3(CN1286502A,公开日为2001年03月07日)、对比文件4(CN102209632A,公开日为2011年10月05日)已经公开了本申请拉伸强度之比的具体数值范围,对比文件5(CN102171855A,公开日为2011年08月31日)也给出了大范围,在该范围内优选得到小范围也是通过常规、有限的试验容易实现的。基于对比文件3-5的启示,将区别技术特征(2)应用于对比文件1对于本领域技术人员来说是显而易见的。对于区别技术特征(3),介电击穿电压是电池隔膜安全性通常会考虑的性能参数,中国国家标准GB/T 13542.2-2009(电气绝缘用薄膜-第2部分:试验方法)中包括用50点电极法测试击穿电压值的方法,可以证明提高介电击穿电压是本领域对于隔膜性能的普遍追求。另一方面,对比文件6(CN1883065A,公开日为2006年12月20日)公开了一种高放电容量锂电池,隔板强度的另一指标是它的介电击穿电压。优选平均介电击穿电压为至少2000伏,更优选至少2200伏,对于直径大于约0.45英寸的圆柱状电池,平均介电击穿电压最优选为至少2400伏;如果介电击穿电压太低,则在电池制造过程中难以通过电测试可靠地除去隔板有缺陷或损坏的电池;希望介电击穿尽可能地高,但同时仍实现其它所需的隔板性能。基于本领域的公知常识和惯用技术手段,或进一步结合对比文件6,将区别技术特征(3)应用于对比文件1对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此,在对比文件1的基础上结合对比文件3-5之一和对比文件6以及本领域的常用技术手段以得到权利要求1请求保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的,权利要求1不具备创造性。权利要求2-13的附加技术特征或被对比文件1公开,或是本领域的常规选择,或是在现有技术的基础上通过常规、有限的试验优化得到的,或现有技术给出了将附加技术特征限定的数值范围应用于最接近现有技术的技术启示,因而,权利要求2-13不具备创造性。权利要求14-17分别请求保护一种电池,对比文件1公开的多层膜用于电池的隔膜,因此当权利要求1、4、13或6的隔板不具备创造性时,权利要求14-17请求保护的电池也不具备创造性。驳回决定所依据的文本为申请日2015年09月14日提交的说明书第1-55段、说明书摘要、摘要附图、说明书附图图1-4;2017年12月19日提交的权利要求第1-17项。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种用于锂二次电池的多层电池隔板,包括:至少聚丙烯系树脂的第一层由干法制备的狭缝样孔的膜,其结合于聚乙烯系树脂的第二层湿法的带圆孔的膜,所述隔板具有1.5-3.0范围内的MD/TD拉伸强度之比、35.0微米或更小的厚度、大于等于630gf的刺穿强度和至少2000V的介电击穿电压。
2. 如权利要求1所述的隔板,其中,所述聚丙烯系树脂是聚丙烯或含有聚丙烯的共混物。
3. 如权利要求1所述的隔板,其中,所述聚乙烯系树脂是聚乙烯或含有聚乙烯的共混物。
4. 如权利要求1所述的隔板,具有至少三个层。
5. 如权利要求4所述的隔板,具有聚丙烯层/聚乙烯层/聚丙烯层的构造。
6. 如权利要求4所述的隔板,具有干法的层/湿法的层/干法的层的构造。
7. 如权利要求1所述的隔板,具有1.6-2.5范围内的MD/TD拉伸强度之比。
8. 如权利要求1所述的隔板,具有1.8-2.2范围内的MD/TD拉伸强度之比。
9. 如权利要求1所述的隔板,具有5.0-30.0微米范围内的厚度。
10. 如权利要求1所述的隔板,具有5.0-26.0微米范围内的厚度。
11. 如权利要求1所述的隔板,具有630-1500gf范围内的刺穿强度。
12. 如权利要求1所述的隔板,具有2000-5000V范围内的介电击穿电压。
13. 如权利要求1所述的隔板,仅仅具有两个层。
14. 一种电池,包括如权利要求1所述的隔板。
15. 一种电池,包括如权利要求4所述的隔板。
16. 一种电池,包括如权利要求13所述的隔板。
17. 一种电池,包括如权利要求6所述的隔板。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年11月30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,将权利要求1修改为“一种用于锂二次电池的多层电池隔板,包括至少第一聚丙烯系树脂层,其是由干法制备的带狭缝样孔的膜,第一聚丙烯系树脂层结合于第二聚乙烯系树脂层,其是由湿法制备的带圆孔的膜;所述隔板具有1.5-3.0范围内的MD/TD拉伸强度的比值、35.0微米或更小的厚度、大于等于630gf的刺穿强度和至少2000V的介电击穿电压。”;将权利要求7-8中的“拉伸强度之比”修改为“拉伸强度的比值”,增加独立权利要求18。复审请求人认为:(1)本申请权利要求1的“刺穿强度”限定为至少630gf,远大于对比文件1的刺穿强度14-47gf;(2)对比文件1至少没有公开“隔板具有35.0微米或更小的厚度”。对比文件1记载“当膜的厚度大于30?m时,隔板的渗透性变低,不适用于二次电池的隔板”,即对比文件1明确教导隔板的厚度不能大于30微米。相反,本申请的隔板厚度可达35.0微米,可以超出对比文件1教导的上限30?m。复审请求时新修改的权利要求书如下:
“1. 一种用于锂二次电池的多层电池隔板,包括至少第一聚丙烯系树脂层,其是由干法制备的带狭缝样孔的膜,第一聚丙烯系树脂层结合于第二聚乙烯系树脂层,其是由湿法制备的带圆孔的膜;所述隔板具有1.5-3.0范围内的MD/TD拉伸强度的比值、35.0微米或更小的厚度、大于等于630gf的刺穿强度和至少2000V的介电击穿电压。
2. 如权利要求1所述的隔板,其中,所述聚丙烯系树脂是聚丙烯或含有聚丙烯的共混物。
3. 如权利要求1所述的隔板,其中,所述聚乙烯系树脂是聚乙烯或含有聚乙烯的共混物。
4. 如权利要求1所述的隔板,具有至少三个层。
5. 如权利要求4所述的隔板,具有聚丙烯层/聚乙烯层/聚丙烯层的构造。
6. 如权利要求4所述的隔板,具有干法的层/湿法的层/干法的层的构造。
7. 如权利要求1所述的隔板,具有1.6-2.5范围内的MD/TD拉伸强度的比值。
8. 如权利要求1所述的隔板,具有1.8-2.2范围内的MD/TD拉伸强度的比值。
9. 如权利要求1所述的隔板,具有5.0-30.0微米范围内的厚度。
10. 如权利要求1所述的隔板,具有5.0-26.0微米范围内的厚度。
11. 如权利要求1所述的隔板,具有630-1500gf范围内的刺穿强度。
12. 如权利要求1所述的隔板,具有2000-5000V范围内的介电击穿电压。
13. 如权利要求1所述的隔板,仅仅具有两个层。
14. 一种电池,包括如权利要求1所述的隔板。
15. 一种电池,包括如权利要求4所述的隔板。
16. 一种电池,包括如权利要求13所述的隔板。
17. 一种电池,包括如权利要求6所述的隔板。
18. 一种用于锂二次电池的多层电池隔板,其特征在于,
至少第一聚丙烯系树脂层结合于第二聚乙烯系树脂层,
第一聚丙烯系树脂层是由干法制备的带狭缝样孔的膜,所述第一聚丙烯系树脂是聚丙烯或含有聚丙烯的共混物;
第二聚乙烯系树脂层是由湿法制备的带圆孔的膜,所述第二聚乙烯系树脂是聚乙烯或含有聚乙烯的共混物;
所述隔板的拉伸强度比值MD/TD为1.5-3.0、厚度为35.0微米或更小、刺穿强度大于等于630gf、介电击穿电压为至少2000V。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年12月12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)“gf”是力的单位,而“N/μm”是压强的单位,力和压强不能直接进行数值比对。本申请说明书记载了“基于方法ASTM D3763,使用Instron型号4442测量刺穿强度(定义为刺穿测试样品所需的力)”(参见本申请说明书第0049段),也证明了本申请的“大于630gf的刺穿强度”实际是一个力的数值范围,表示的是“刺穿力”。而对比文件1中公开的0.15-0.5 N/μm是刺穿强度,其等于穿刺力/厚度。因此对比文件1实施例5的刺穿强度经过换算得到穿刺力,已落入了本申请权利要求1限定的范围内。(2)权利要求1限定了“35.0微米或更小的厚度”,对比文件1的实施例5公开的30微米,或是对比文件1其他部分(说明书第5页倒数第3段、说明书第12页倒数第3段)公开的9-30微米,均已公开了权利要求1的该特征。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22 日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-18不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求1在对比文件1结合对比文件3-5之一、对比文件6以及本领域公知常识的基础上不具备创造性。权利要求2-13的附加技术特征或被对比文件1或对比文件4或对比文件6公开,或是本领域技术人员容易想到的,或是通过常规、有限的试验优化得到的,因而权利要求2-13不具备创造性。权利要求14-17分别保护一种电池,对比文件1公开的多层膜用于电池隔膜,因此当权利要求1、4、13或6不具备创造性时,权利要求14-17也不具备创造性。权利要求18在对比文件1结合对比文件3-5之一、对比文件6以及本领域公知常识的基础上不具备创造性。合议组认为:(1)对比文件1的公开的刺穿强度单位是 N/μm,其中N/μm 是常用的刺穿强度的单位,其中μm是待检测隔膜的厚度单位,应当应用统一单位的数值与本申请进行比较,对比文件1的实施例5公开了隔膜厚度为30μm,刺穿强度为0.21N/μm(参见说明书第19页表1),经过换算可知公开了刺穿强度为6.3N(642.6gf),即落入权利要求1限定的大于等于630gf的刺穿强度范围内,即权利要求1限定的刺穿强度被对比文件1公开了;(2)权利要求1限定了“35.0微米或更小的厚度”,对比文件1实施例5公开了厚度为30微米,对比文件1其他部分(参见说明书第5页第2段至第10页第3段)公开了厚度额外9-30微米,均已落入权利要求1限定的厚度的数值范围内,即权利要求1限定的厚度被对比文件1公开了。
复审请求人于2019 年05 月05 日提交了意见陈述书,并修改了权利要求书,删除了权利要求18的技术特征“所述第一聚丙烯系树脂是聚丙烯或含有聚丙烯的共混物”和“所述第二聚乙烯系树脂是聚乙烯或含有聚乙烯的共混物”,增加技术特征“所述隔板具有聚丙烯层/聚乙烯层/聚丙烯层的构造,或者所述隔板具有干法的层/湿法的层/干法的层的构造”。复审请求人认为:对比文件1没有公开聚丙烯层是由“干法”制备的膜,其包含填料、由“断裂”形成孔,是所谓的“颗粒拉伸法”,并不是本申请的“干法”,并且相关的Wiki词条和在先发表的论文给出的干法制备方法都没有提及包含“填料”。
修改后的权利要求18为:
“18. 一种用于锂二次电池的多层电池隔板,其特征在于,
所述隔板具有聚丙烯层/聚乙烯层/聚丙烯层的构造,或者
所述隔板具有干法的层/湿法的层/干法的层的构造;
至少第一聚丙烯系树脂层结合于第二聚乙烯系树脂层,
第一聚丙烯系树脂层是由干法制备的带狭缝样孔的膜;
第二聚乙烯系树脂层是由湿法制备的带圆孔的膜; 所述隔板的拉伸强度比值MD/TD为1.5-3.0、厚度为35.0微米或更小、刺穿强度大于等于630gf、介电击穿电压为至少2000V。”
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
(一)审查文本的认定
复审请求人在2019年05月05日答复复审通知书时,提交了修改后的权利要求第1-18项,经审查,上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定,因此本复审决定针对的文本为:2019年05月05日提交的权利要求第1-18项,申请日2015年09月14日提交的说明书第1-55段、说明书附图图1-4、说明书摘要和摘要附图。
具体审查意见
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。
如果一项权利要求与作为最接近现有技术的一篇对比文件存在区别技术特征,其中部分区别技术特征被另外的对比文件公开,部分区别技术特征是公知常识,其他区别技术特征是在现有技术的基础上容易得到的,则该权利要求不具备创造性。
在本复审请求审查决定书中引用原审查部门在驳回决定中所引用的对比文件1、3-6作为现有技术,即:
对比文件1:CN101469078A,公开日为2009年07月01日;
对比文件3:CN1286502A,公开日为2001年03月07日;
对比文件4:CN102209632A,公开日为2011年10月05日;
对比文件5:CN102171855A,公开日为2011年08月31日;
对比文件6:CN1883065A,公开日为2006年12月20日。
权利要求1-18不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种用于锂二次电池的多层电池隔板。对比文件1公开了一种微孔性聚烯烃多层膜(参见说明书第1页第2段、第2页第2段、第5页第2段至第10页第3段、第12页倒数第3段至第13页第4段、说明书第19页表1、实施例5):同时具有由聚乙烯所致的低切断温度和由聚丙烯和耐热性填料所致的高熔体破坏温度,以及同时具有由湿法制得的隔膜所特有的微孔均一性和高强度/稳定性和由干法制得的大孔隙所特有的高渗透性和高强度,该多层膜能够有效用于制造具有高容量和高功率的二次电池,聚乙烯层与聚丙烯或耐热性填料层分开制造,然后组合以形成多层隔膜,而不是将聚乙烯和聚丙烯或耐热性填料共混;将由聚乙烯和稀释剂的混合物制得(湿法)的片材和由聚丙烯和耐热性填料的混合物制得(干法)的片材组合以形成多层片材,拉伸以使聚丙烯和耐热性填料之间的界面在它们的混合层中裂开并形成孔隙,然后,通过提取工序提取出聚乙烯层的稀释剂。结果,制造出具有下述所有性质的多层微孔性聚烯烃膜:由湿法制得的聚乙烯隔膜(聚乙烯系树脂的第二层由湿法制备的膜)的稳定性以及聚丙烯和耐热性填料(聚丙烯系树脂的第一层由干法制备的膜)的热稳定性、电解浸透性、强度和渗透性。根据对比文件1公开的内容可以确定多层膜彼此之间结合在一起。实施例5隔膜总厚度为30μm,刺穿强度为0.21N/μm(参见说明书第19页表1),经过换算可知公开了刺穿强度为6.3N(642.6gf)。可以直接、毫无疑义的确定该隔板可以用于锂二次电池。
权利要求1与对比文件1的区别技术特征是:(1)干法制备的膜具有狭缝样的孔,湿法制备的膜带圆孔;(2)隔板具有1.5-3.0范围内的MD/TD拉伸强度之比;(3)隔板具有至少2000V的介电击穿电压。基于上述区别技术特征,权利要求1的技术方案实际解决的技术问题是提高多层电池隔板的机械性能和安全性能。
对于区别技术特征(1),干法制备的孔主要是由拉伸产生的,单向拉伸或双向拉伸时横向和纵向拉伸比不同,通常会形成狭缝样的孔;而湿法制备过程,主要由成型后除去的稀释剂产生孔,孔通常呈圆形。这些是本领域惯用的技术手段以及熟知的产品结构,属于公知常识。
对于区别技术特征(2),对比文件1公开了(参见说明书第10页第3段):在通过拉伸所述多层片材而形成膜的所述步骤(d)中,为了拉伸片材,可以采用任何类型的拉伸方法。例如,可以采用拉幅机型同步拉伸法,或者可以采用使用辊首先在纵向上拉伸然后使用拉幅机在横向上拉伸的分步拉伸法。拉伸比可以是在纵向上和横向上分别大于4倍,而总拉伸比可以为25至60倍。当一个方向上的拉伸比小于4倍时,由于在一个方向上拉伸不足,因此破坏了纵向和横向上的物理性质平衡,刺穿强度可能下降。当总拉伸比小于25倍时,拉伸可能不足。相反,当总拉伸比超过60倍时,膜可能在拉伸过程中破裂,膜的收缩率可能上升。可见,对比文件1给出了平衡两个方向的拉伸比,平衡纵向和横向上的物理性质,增强刺穿强度,提高机械强度的技术启示。本领域公知拉伸比与拉伸强度直接相关,因此基于对比文件1,本领域技术人员容易想到优化两个方向的拉伸比,进而通过有限的试验确定合适的MD/TD拉伸强度之比。另一方面,对比文件3公开了一种爆裂倾向降低的电池隔板,并公开了以下技术特征(参见说明书第2页第2-5段):微孔膜是由聚烯烃,优选聚乙烯、聚丙烯、或其共聚物、三元共聚物和衍生物制成的,微孔膜的TD拉伸强度与MD拉伸强度之比为优选0.5-1(即MD/TD拉伸强度之比为1-2)。对比文件4公开了一种叠层多孔膜作为锂离子电池用隔板,并公开了以下技术特征(参见说明书第0163-0182段):优选MD的拉伸强度(TMD)与TD的拉伸强度(TTD)之比(TMD / TTD)为0.5~10。通过使TMD / TTD为0.5以上,可以确保MD和TD的力学特性的平衡,不仅可各向同性地形成多孔结构,而且还可以得到充分的MD的拉伸弹性模量。更优选TMD / TTD为1.0以上、进一步优选为2.0以上。另一方面,通过使TMD / TTD为10以下,可充分地降低在MD产生裂纹的容易度。更优选TMD / TTD为4.5以下,进一步优选为3.0以下,即公开了TMD / TTD优选为2.0以上,3.0以下。对比文件5公开了一种隔板用叠层多孔膜,并公开了以下技术特征(参见说明书第0141-0164段):优选“MD拉伸强度/TD拉伸强度之比”为0.3以上、更优选为0.5以上、进一步优选为1.0以上。另一方面,“MD拉伸强度/TD拉伸强度之比”的上限值优选为15以下、更优选为10以下、进一步优选为8以下。通过使“MD拉伸强度/TD拉伸强度之比”的值在规定的范围内,可形成操作性、物性具有充分平衡,且多孔结构的各向异性也更小的膜。由此可见,对比文件3-5均给出了优化隔板“MD拉伸强度/TD拉伸强度之比”,以提高隔膜性能的启示,且对比文件3、4已经公开了本申请权利要求1限定的具体数值范围,对比文件5也给出了大的数值范围,在该范围内优选得到小范围也是通过常规、有限的试验容易实现的。基于对比文件3-5分别给出的技术启示,将MD/TD拉伸强度比值设定在1.5-3.0的范围内对于本领域技术人员来说是显而易见的。
对于区别技术特征(3),介电击穿电压是电池隔膜安全性通常会考虑的性能参数,中国国家标准GB/T 13542.2-2009(电气绝缘用薄膜-第2部分:试验方法)中包括用50点电极法测试击穿电压值的方法,可以证明提高介电击穿电压是本领域对于隔膜性能的普遍追求。另一方面,对比文件6公开了一种高放电容量锂电池,并公开了以下内容(参见说明书第11页第2段):隔板强度的另一指标是它的介电击穿电压。优选平均介电击穿电压为至少2000伏,更优选至少2200伏。对于直径大于约0.45英寸的圆柱状电池,平均介电击穿电压最优选为至少2400伏。如果介电击穿电压太低,则在电池制造过程中难以通过电测试可靠地除去隔板有缺陷或损坏的电池。希望介电击穿尽可能地高,但同时仍实现其它所需的隔板性能。基于本领域的公知常识并进一步结合对比文件6,将击穿电压设置为至少2000V对于本领域技术人员来说是显而易见的。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件3-5之一和对比文件6以及本领域的公知常识以得到权利要求1请求保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的,权利要求1的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
权利要求2从属于权利要求1,对比文件1(参见说明书第5页第2段至第10页第3段)公开了第一层膜为聚丙烯。基于对比文件1公开的聚烯烃树脂材料,本领域技术人员容易想到选用聚丙烯和其他聚烯烃树脂的共混物制备第一层膜。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备创造性。
权利要求3从属于权利要求1,对比文件1(参见说明书第5页第2段至第10页第3段)公开了第二层膜为聚乙烯。基于对比文件1公开的聚烯烃树脂材料,本领域技术人员容易想到选用聚乙烯和其他聚烯烃树脂的共混物制备第二层膜。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备创造性。
权利要求4从属于权利要求1,对比文件1(参见说明书第5页步骤c)公开了成型为由2层或3层构成的多层片材。由此可见,该权利要求的附加技术特征被对比文件1公开了,因此,当引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备创造性。
权利要求5、6分别从属于权利要求4,对比文件1(参见说明书第5页步骤c)已经公开了多层隔板中使用聚乙烯、聚丙烯材料,并且也公开了同时使用湿法制成的膜和干法制成的膜,还公开了成型为由2层或3层构成的多层片材,基于此,本领域技术人员容易想到将上述湿法制备的聚乙烯、干法制备的聚丙烯材料交替设置构成权利要求5和6的隔板。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备创造性。
权利要求7、8分别从属于权利要求1,参见针对权利要求1的审查意见,对比文件4(参见说明书第0163-0182段)已经公开了TMD / TTD优选为2.0以上,3.0以下,即上述权利要求的附加技术特征被对比文件4公开了。另外,在对比文件1的基础上,进一步结合对比文件3、5之一,本领域技术人员容易通过常规、有限的试验优化隔板,获得附加技术特征所限定的参数。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备创造性。
权利要求9、10分别从属于权利要求1,对比文件1(参见说明书第5页第2段至第10页第3段)公开了隔膜总厚度为30μm,其他部分还公开了(参见说明书第12页倒数第3段)微孔性多层膜的厚度为9μm至30μm,当膜的厚度小于9μm时,隔膜的总体强度变弱,使得其不适合用于二次电池的隔膜。当厚度大于30μm时,隔膜的渗透率变低,使得其不适合用于二次电池的隔膜。由此可见,权利要求9-10的附加技术特征被对比文件1公开了,当引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备创造性。
权利要求11、12分别从属于权利要求1,参见针对权利要求1的审查,对比文件1的实施例5已经公开了权利要求11附加技术特征所限定的刺穿强度,对比文件6已经给出了将权利要求12附加技术特征所限定的介电击穿电压应用于对比文件1的启示。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备创造性。
权利要求13从属于权利要求1,对比文件1(参见说明书第5页步骤c)公开了成型为由2层或3层构成的多层片材。由此可见,权利要求13的附加技术特征被对比文件1公开了,当引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备创造性。
权利要求14-17分别保护一种电池,对比文件1(参见说明书第4页第3段)公开的多层膜用于电池的隔膜,因此当权利要求1、4、6、13的隔板不具备创造性时,权利要求14-17请求保护的电池也不具备创造性。
权利要求18请求保护一种用于锂二次电池的多层电池隔板。对比文件1公开了一种微孔性聚烯烃多层膜(参见说明书第1页第2段、第2页第2段、第5页第2段至第10页第3段、第12页倒数第3段至第13页第4段、说明书第19页表1、实施例5):同时具有由聚乙烯所致的低切断温度和由聚丙烯和耐热性填料所致的高熔体破坏温度,以及同时具有由湿法制得的隔膜所特有的微孔均一性和高强度/稳定性和由干法制得的大孔隙所特有的高渗透性和高强度,该多层膜能够有效用于制造具有高容量和高功率的二次电池,聚乙烯层与聚丙烯或耐热性填料层分开制造,然后组合以形成多层隔膜,而不是将聚乙烯和聚丙烯或耐热性填料共混;将由聚乙烯和稀释剂的混合物制得(湿法)的片材和由聚丙烯和耐热性填料的混合物制得(干法)的片材组合以形成多层片材,拉伸以使聚丙烯和耐热性填料之间的界面在它们的混合层中裂开并形成孔隙,然后,通过提取工序提取出聚乙烯层的稀释剂。结果,制造出具有下述所有性质的多层微孔性聚烯烃膜:由湿法制得的聚乙烯隔膜(聚乙烯系树脂的第二层由湿法制备的膜)的稳定性以及聚丙烯和耐热性填料(聚丙烯系树脂的第一层由干法制备的膜)的热稳定性、电解浸透性、强度和渗透性。根据对比文件1公开的内容可以确定多层膜彼此之间结合在一起。实施例5隔膜总厚度为30μm,刺穿强度为0.21N/μm(参见说明书第19页表1),经过换算可知公开了刺穿强度为6.3N(642.6gf)。可以直接、毫无疑义的确定该隔板可以用于锂二次电池。
权利要求18与对比文件1的区别技术特征是:(1)干法制备的膜具有狭缝样的孔,湿法制备的膜带圆孔;(2)隔板具有1.5-3.0范围内的MD/TD拉伸强度之比;(3)隔板具有至少2000V的介电击穿电压;(4)所述隔板具有聚丙烯层/聚乙烯层/聚丙烯层的构造,或者所述隔板具有干法的层/湿法的层/干法的层的构造。基于上述区别技术特征,权利要求18的技术方案实际解决的技术问题是提高电池的多层隔板的机械性能和安全性能。
对于区别技术特征(1),干法制备的孔主要是由拉伸产生的,单向拉伸或双向拉伸时横向和纵向拉伸比不同,通常会形成狭缝样的孔;而湿法制备过程,主要由成型后除去的稀释剂产生孔,孔通常呈圆形。这些是本领域惯用的技术手段以及熟知的产品结构,属于公知常识。
对于区别技术特征(2),对比文件1公开了(参见说明书第10页第3段):在通过拉伸所述多层片材而形成膜的所述步骤(d)中,为了拉伸片材,可以采用任何类型的拉伸方法。例如,可以采用拉幅机型同步拉伸法,或者可以采用使用辊首先在纵向上拉伸然后使用拉幅机在横向上拉伸的分步拉伸法。拉伸比可以是在纵向上和横向上分别大于4倍,而总拉伸比可以为25至60倍。当一个方向上的拉伸比小于4倍时,由于在一个方向上拉伸不足,因此破坏了纵向和横向上的物理性质平衡,刺穿强度可能下降。当总拉伸比小于25倍时,拉伸可能不足。相反,当总拉伸比超过60倍时,膜可能在拉伸过程中破裂,膜的收缩率可能上升。可见,对比文件1给出了平衡两个方向的拉伸比,平衡纵向和横向上的物理性质,增强刺穿强度,提高机械强度的技术启示。本领域公知拉伸比与拉伸强度直接相关,因此基于对比文件1,本领域技术人员容易想到优化两个方向的拉伸比,进而通过有限的试验确定合适的MD/TD拉伸强度之比。另一方面,对比文件3公开了一种爆裂倾向降低的电池隔板,并公开了以下技术特征(参见说明书第2页第2-5段):微孔膜是由聚烯烃,优选聚乙烯、聚丙烯、或其共聚物、三元共聚物和衍生物制成的,微孔膜的TD拉伸强度与MD拉伸强度之比为优选0.5-1(即MD/TD拉伸强度之比为1-2)。对比文件4公开了一种叠层多孔膜作为锂离子电池用隔板,并公开了以下技术特征(参见说明书第0163-0182段):优选MD的拉伸强度(TMD)与TD的拉伸强度(TTD)之比(TMD / TTD)为0.5~10。通过使TMD / TTD为0.5以上,可以确保MD和TD的力学特性的平衡,不仅可各向同性地形成多孔结构,而且还可以得到充分的MD的拉伸弹性模量。更优选TMD / TTD为1.0以上、进一步优选为2.0以上。另一方面,通过使TMD / TTD为10以下,可充分地降低在MD产生裂纹的容易度。更优选TMD / TTD为4.5以下,进一步优选为3.0以下,即公开了TMD / TTD优选为2.0以上,3.0以下。对比文件5公开了一种隔板用叠层多孔膜,并公开了以下技术特征(参见说明书第0141-0164段):优选“MD拉伸强度/TD拉伸强度之比”为0.3以上、更优选为0.5以上、进一步优选为1.0以上。另一方面,“MD拉伸强度/TD拉伸强度之比”的上限值优选为15以下、更优选为10以下、进一步优选为8以下。通过使“MD拉伸强度/TD拉伸强度之比”的值在规定的范围内,可形成操作性、物性具有充分平衡,且多孔结构的各向异性也更小的膜。由此可见,对比文件3-5均给出了优化隔板“MD拉伸强度/TD拉伸强度之比”,以提高隔膜性能的启示,且对比文件3、4已经公开了本申请权利要求18限定的具体数值范围,对比文件5也给出了大的数值范围,在该范围内优选得到小范围也是通过常规、有限的试验容易实现的。基于对比文件3-5分别给出的技术启示,将MD/TD拉伸强度比值设定在1.5-3.0的范围内对于本领域技术人员来说是显而易见的。
对于区别技术特征(3),介电击穿电压是电池隔膜安全性通常会考虑的性能参数,中国国家标准GB/T 13542.2-2009(电气绝缘用薄膜-第2部分:试验方法)中包括用50点电极法测试击穿电压值的方法,可以证明提高介电击穿电压是本领域对于隔膜性能的普遍追求。另一方面,对比文件6公开了一种高放电容量锂电池,并公开了以下内容(参见说明书第11页第2段):隔板强度的另一指标是它的介电击穿电压。优选平均介电击穿电压为至少2000伏,更优选至少2200伏。对于直径大于约0.45英寸的圆柱状电池,平均介电击穿电压最优选为至少2400伏。如果介电击穿电压太低,则在电池制造过程中难以通过电测试可靠地除去隔板有缺陷或损坏的电池。希望介电击穿尽可能地高,但同时仍实现其它所需的隔板性能。基于本领域的公知常识并进一步结合对比文件6,将击穿电压设置为至少2000V对于本领域技术人员来说是显而易见的。
对于区别技术特征(4),对比文件1(说明书第5页步骤c)已经公开了多层隔板中使用聚乙烯、聚丙烯材料,并且也公开了同时使用湿法制成的膜和干法制成的膜,还公开了成型为由2层或3层构成的多层片材,基于此,本领域技术人员容易想到将上述湿法制备的聚乙烯、干法制备的聚丙烯材料交替设置得到具有聚丙烯层/聚乙烯层/聚丙烯层构造,或者具有干法的层/湿法的层/干法的层构造的隔板。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件3-5之一和对比文件6以及本领域的公知常识以得到权利要求18请求保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的,权利要求18的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
对复审请求人相关意见的评述
合议组认为:正如本申请说明书第5段记载的“这些专利公开了由一个或多个聚烯烃层组成的单层及多层膜,所述一个或多个聚烯烃层是采用通常被称为干法的无溶剂制造方法制成的”,干法指的是无溶剂的制备方法,其与是否加入填料无关,对比文件1(参见说明书第5页第2段至第10页第3段)公开的:聚丙烯和耐热性填料的混合物制得的片材组合以形成多层片材,拉伸以使聚丙烯和耐热性填料之间的界面在它们的混合层中裂开并形成孔隙。即对比文件1公开了干法制备聚丙烯膜,拉伸裂开通常会形成狭缝样的孔。
三、决定
维持国家知识产权局于2018 年09 月12 日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可自收到本复审决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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