发明创造名称：一种具有较高安全性锂离子电池及其制备方法
外观设计名称：
决定号：187147
决定日：2019-08-19
委内编号：1F249096
优先权日：
申请（专利）号：201410816290.7
申请日：2014-12-25
复审请求人：贵州梅岭电源有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：王维佳
合议组组长：张颖
参审员：尹朝丽
国际分类号：H01M10/0525,H01M2/16
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：最接近的现有技术中虽然没有直接给出明确教导，但出于解决本领域普遍存在的需求的目的，使得本领域技术人员有动机采用惯用手段对最接近的现有技术进行改进，从而显而易见地获得权利要求的技术方案，且该技术方案没有取得预料不到的技术效果，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201410816290.7，名称为“一种具有较高安全性锂离子电池及其制备方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为贵州梅岭电源有限公司。本申请的申请日为2014年12月25日，公开日为2015年04月22日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2017年12月06日发出驳回决定，以本申请权利要求1不符合专利法第22条第3款的规定为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为：申请日2014年12月25日提交的说明书摘要、说明书第1-25段、摘要附图、说明书附图、2017年10月26日提交的权利要求第1项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种具有较高安全性锂离子电池，其特征在于：正极浆料的重量百分比范围：正极材料：85%～95%，正极导电剂：5%～10%，正极粘结剂：3%～8%；负极浆料的重量百分比范围：负极材料：88%～95%，负极导电剂：6%～10%，负极粘结剂：4%～8%；隔膜为聚酰亚胺隔膜；其制备方法，正极材料、正极粘结剂与正极导电剂混合成料浆后，在金属集流体上采用双面涂覆工艺，涂布温度为90～145℃，涂布速度：1～3m/min，极片干燥后，经辊压后形成厚度为100～150μm的极片，压实密度3.0～3.8g/cm3，上述正极片与盖板接触；负极材料、负极粘结剂与负极导电剂混合成料浆后，在金属集流体上采用双面涂覆工艺，涂布温度为90～145℃，涂布速度：1～3m/min，极片干燥后，经辊压后形成厚度为90～130μm的极片，压实密度1.2～1.7g/cm3，上述负极片与壳体接触；电池负极、隔膜和正极进行卷绕，将卷绕成长方形的电池芯用绝缘的包覆膜包覆，插入电池壳体，正极铝极耳与电池铝盖板接触，负极镍极耳与电池壳体接触，向电池壳体内注入电解质溶液；所述的隔膜厚度为20～40 微米；正极材料为钴酸锂，正极导电剂为碳黑、石墨、碳纳米管、乙炔黑中的一种或几种，正极粘结剂为PVDF；负极材料为天然石墨、中间相炭微球、聚合物炭中的一种或几种混合物，负极导电剂为碳黑、石墨、碳纳米管、乙炔黑中的一种或几种混合物；负极粘结剂为羧甲基纤维素钠、SBR橡胶中的一种或几种混合物；所述电解液由电解质和溶剂组成，其中电解质为六氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、高氯酸锂中的一种或几种；溶剂是碳酸二甲脂、碳酸乙烯脂、碳酸丙烯脂中的一种或几种。”
驳回决定的具体理由是：权利要求1与对比文件1（CN101651233A，公开日为2010年02月17日）的区别在于：（1）正极导电剂含量5%-10%，正极粘接剂含量为3%-8%，正极粘结剂为PVDF，负极还包括6%-10%的导电剂，负极导电剂为碳黑、石墨、碳纳米管、乙炔黑中的一红或几种混合物，负极材料为天然石墨、中间相炭微球、聚合物炭中的一种或几种混合物，该区别特征涉及常规物质、常规技术手段，并且通过有限的试验可得含量范围；（2）涂布温度、速度及极片厚度、压实密度不同，将卷绕后的电芯用绝缘膜包覆，插入电池壳体，正极铝极耳与电池铝盖板接触，负极镍极耳与电池壳体接触，再向电池壳体内注入电解质溶液以形成锂离子电池，该区别特征属于常规技术手段。权利要求1相对于对比文件1和本领域的常规技术、有限的试验的结合不具有创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年03月08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。复审请求人对权利要求书的修改在原始申请文件基础上进行，主要涉及：权利要求1-4并入权利要求5，增加隔膜厚度特征。在复审请求书中，复审请求人认为：对比文件1使用的隔膜是聚酰亚胺多孔薄膜，其内部均匀分布着许多纳米孔，而本申请公开的技术方案中使用的隔膜是聚酰亚胺薄膜，其内部结构致密不存在纳米孔，但是仍然可以满足锂离子电池对于隔膜的使用需求，制备得到的锂离子电池具有优异的倍率性能、循环性能和安全性。复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种具有较高安全性锂离子电池的制备方法，其特征在于：正极材料、正极粘结剂与正极导电剂混合成料浆后，在金属集流体上采用双面涂覆工艺，涂布温度为90～145℃，涂布速度：1～3m/min，极片干燥后，经辊压后形成厚度为100～150μm的极片，压实密度3.0～3.8g/cm3，上述正极片与盖板接触；负极材料、负极粘结剂与负极导电剂混合成料浆后，在金属集流体上采用双面涂覆工艺，涂布温度为90～145℃，涂布速度：1～3m/min，极片干燥后，经辊压后形成厚度为90～130μm的极片，压实密度1.2～1.7g/cm3，上述负极片与壳体接触；电池负极、隔膜和正极进行卷绕，将卷绕成长方形的电池芯用绝缘的包覆膜包覆，插入电池壳体，正极铝极耳与电池铝盖板接触，负极镍极耳与电池壳体接触，向电池壳体内注入电解质溶液；
正极浆料的重量百分比范围：正极材料：85％～95％，正极导电剂：5％～10％，正极粘结剂：3％～8％；负极浆料的重量百分比范围：负极材料：88％～95％，负极导电剂：6％～10％，负极粘结剂：4％～8％；隔膜为聚酰亚胺隔膜；
所述的隔膜厚度为20～40μm；
所述正极材料为钴酸锂，正极导电剂为碳黑、石墨、碳纳米管、乙炔黑中的一种或几种，正极粘结剂为PVDF；
所述负极材料为天然石墨、中间相炭微球、聚合物炭中的一种或几种混合物，负极导电剂为碳黑、石墨、碳纳米管、乙炔黑中的一种或几种混合物；负极粘结剂为羧甲基纤维素钠、SBR橡胶中的一种或几种混合物。
2. 根据权利要求1所述的一种具有较高安全性锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述电解液由电解质和溶剂组成，其中电解质为六氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、高氯酸锂中的一种或几种；溶剂是碳酸二甲脂、碳酸乙烯脂、碳酸丙烯脂中的一种或几种。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年04月23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）本申请中正极导电剂、负极粘结剂的部分种类已经被对比文件1公开，而本申请中正极粘结剂、负极导电剂的含量都是本领域的常规用量，而且其含量的增加或减少对于电极的影响也是本领域公知的，是本领域技术人员根据需要可以调整的。而且本申请也并未记载上述含量能够带来预料不到的技术效果，可见其起到的作用就是常规粘结剂、导电剂的作用，确定其含量对本领域技术人员来说是显而易见的。此外，涂布温度、涂布速度、正/负极片厚度、压实密度都是本领域的常规步骤设置，而且本申请也并未记载上述参数设置及具体数值的选择能够带来预料不到的技术效果。（2）复审请求人在意见陈述中声称本申请公开的技术方案中使用的隔膜是聚酰亚胺薄膜，其内部结构致密不存在纳米孔，但是仍然可以满足锂离子电池对于隔膜的使用需求。首先，在本申请原始文件中从未记载隔膜为内部结构致密不存在纳米孔的聚酰亚胺薄膜；其次，众所周知，锂离子电池隔膜是将电池正、负极板分隔开来，防止两极接触造成短路，并且能使电解质中离子通过。假设如复审请求人所述本申请公开的技术方案中使用的隔膜是聚酰亚胺薄膜，其内部结构致密不存在纳米孔，则电解质中的离子将无法通过隔膜，无法实现隔膜的作用，也就无法满足锂离子电池对于隔膜的使用需求。同时，对比文件1已经公开了采用聚酰亚胺薄膜作为锂电池的隔膜，因而其同样在电池温度升高时不会发生隔膜的收缩损坏，从而可以提高锂离子电池的安全性，与电解液相容性较好，具有良好的循环适用性。此外，本申请说明书中只记载了一个实施例，并且在该实施例中出现了数值范围限定的参数（例如浆料粘度）等不规范的记载方式。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20 日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1与对比文件1的区别在于：（1）正极导电剂含量5%-10%，正极粘接剂含量为3%-8%，正极粘结剂为PVDF，负极还包括6%-10%的导电剂，负极导电剂为碳黑、石墨、碳纳米管、乙炔黑中的一红或几种混合物，负极材料为天然石墨、中间相炭微球、聚合物炭中的一种或几种混合物；其中涉及常用负极活性物质和负极粘结剂，含量特征则可通过合理分析和有限的试验确定。（2）涂布温度、速度及极片厚度、压实密度不同，将卷绕后的电芯用绝缘膜包覆，插入电池壳体，正极铝极耳与电池铝盖板接触，负极镍极耳与电池壳体接触，再向电池壳体内注入电解质溶液以形成锂离子电池，均为本领域常规技术，属于本领域公知常识。权利要求1相对于对比文件1和公知常识的结合不具备创造性。权利要求2部分并列方案特征被对比文件1公开，部分并列方案附加技术特征为公知常识，因此权利要求2也不具备创造性。
复审请求人于2019 年04 月28 日提交了意见陈述书，但仅有相关表格，无具体修改及意见陈述内容，经联系后，复审请求人于2019年06月04日再次提交意见陈述，未修改申请文件。复审请求人认为：（1）对比文件1中聚酰亚胺隔膜为多孔薄膜，内部均匀分布纳米孔，结构稳定性降低，本申请为聚酰亚胺薄膜，倍率性能、循环性能和安全性兼顾，二者结构不同，性能有别；（2）对比文件1中正负极浆料与本申请公开的配方不同，正负极浆料与隔膜材料和工艺互相影响和制约，现有技术并未公开上述因素之间的关系，本领域技术人员无法通过有限的试验得到整体技术方案；（3）涂布温度速度与浆料化学成分相适应，在现有技术没有给出成分相关启示的前提下，本领域技术人员也不会想到与之相关的涂布温度速度，且本申请的制备方法制备的电池性能优异。
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
复审请求人在答复复审通知书时未进行修改。因此，本复审请求审查决定依据的文本是：申请日2014年12月25日提交的说明书摘要、说明书第1-25段、说明书附图1-4；2018年03月08日提交复审请求时提交的权利要求第1-2项。
（二）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。
最接近的现有技术中虽然没有直接给出明确教导，但出于解决本领域普遍存在的需求的目的，使得本领域技术人员有动机采用惯用手段对最接近的现有技术进行改进，从而显而易见地获得权利要求的技术方案，且该技术方案没有取得预料不到的技术效果，则该权利要求不具备创造性。
本复审请求审查决定使用的对比文件与驳回决定中相同，即：
对比文件1：CN101651233A，公开日为2010年02月17日
权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种具有较高安全性的锂离子电池，对比文件1公开了一种锂离子二次电池，其中具体公开了如下技术内容（参见说明书第5-7页）：正极活性物质可采用可商购的所有正极活性物质，如LiFePO4，Li3V2(PO4)3， LiMn2O4，LiMnO2，LiNiO2，LiCoO2，LiVPO4F，LiFeO2，导电剂可以采用本领域所公知的任何导电剂，例如石墨、碳纤维、碳黑、金属粉末和纤维中的一种或几种；以正极活性物质、导电剂和粘结剂的总重量为基准，所述粘结剂的含量为0.5-10重量％，所述正极活性物质的含量为85-90重量％，所述导电剂的含量为0.5-5重量％。实施例1（参见说明书第10-11页）正极浆料包括重量比为100:5:2的正极活性物质LiCoO2，导电剂乙炔黑，作为粘接剂的导电性聚合物（计算可知，正极活性物质为93.46%，导电剂为4.67%，粘接剂为1.87%）；负极浆料包括重量比100:5:3的人造石墨、粘接剂SBR和CMC（计算可知，负极活性物质为92.59%，粘接剂为7.41%），隔膜为20微米厚的聚酰亚胺多孔薄膜。
对比文件1所述电池制备方法为：将正极活性物质LiCoO2，导电剂乙炔黑，作为粘接剂的导电性聚合物，按重量比100:5:2用溶剂NMP调匀（即混合成浆料）；在厚度为20微米的铝箔上双面敷料，涂抹（即涂覆）均匀；在100℃下烘干，碾压，滚切成正极片。将人造石墨、粘接剂SBR和CMC，按照重量比100:5:3在去离子水中均匀混合（即混合成浆料）；在厚度为12微米的铜箔上双面敷料，涂抹（即涂覆）均匀；在90℃下烘干，碾压，滚切成成负极片。隔膜采用20微米厚的聚酰亚胺多孔薄膜，将上述正、负极片与隔膜卷绕成一个方型的锂离子电芯并纳入方形电池外壳中，随后注入1摩尔/升LiPF6（即六氟磷酸锂）/(EC（即碳酸乙烯酯） DEC（即碳酸二乙酯） DMC（即碳酸二甲酯）)电解液，密封制成锂离子电池。
权利要求1与对比文件1的区别在于：（1）正极导电剂含量5%-10%，正极粘接剂含量为3%-8%，正极粘结剂为PVDF，负极还包括6%-10%的导电剂，负极导电剂为碳黑、石墨、碳纳米管、乙炔黑中的一红或几种混合物，负极材料为天然石墨、中间相炭微球、聚合物炭中的一种或几种混合物；（2）涂布温度、速度及极片厚度、压实密度不同，将卷绕后的电芯用绝缘膜包覆，插入电池壳体，正极铝极耳与电池铝盖板接触，负极镍极耳与电池壳体接触，再向电池壳体内注入电解质溶液以形成锂离子电池。基于上述区别技术特征，本申请实际解决的问题是：制备使用所述隔膜的锂离子电池。
基于区别技术特征（1）可得出基本锂离子电池两极成分组成，对比文件1正极导电剂的含量可以为0.5-5重量%，正极粘接剂含量可以为0.5-10重量%，在此基础上，本领域技术人员通过合理分析和有限的试验即可确定更具体的正极粘接剂含量；PVDF为本领域常用的正极粘接剂；碳黑、石墨、碳纳米管、乙炔黑为锂离子电池常用导电剂，且可用于正极和负极，本领域技术人员可通过合理分析和有限的试验确定其含量，天然石墨、中间相炭微球、聚合物炭中的一种或几种混合物亦为常用的负极活性物质；羧甲基纤维素钠、SBR橡胶则为常见负极粘结剂。
基于区别技术特征（2）解决锂离子电池的制作组装问题，限定的涂布温度、速度及极片厚度、压实密度都是本领域的常规技术，将卷绕后的电芯用绝缘膜包覆，插入电池壳体，正极铝极耳与电池铝盖板接触，负极镍极耳与电池壳体接触，再向电池壳体内注入电解质溶液以形成锂离子电池是制备锂离子电池常用的常规步骤设置。
由此可知，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识以获得权利要求1请求保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，权利要求1不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2引用权利要求1，进一步限定电解液成分，参见权利要求1评述，对比文件1公开了电解液包括电解质LiPF6（即六氟磷酸锂）和溶剂EC（即碳酸乙烯酯） DEC（即碳酸二乙酯） DMC（即碳酸二甲酯）；对比文件1（参见说明书第6页倒数第1段至第7页第1段）还公开了电解质锂盐高氯酸锂及溶剂碳酸丙烯酯。而三氟甲基磺酸锂也是本领域常用的电解质锂盐。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。
（三）对复审请求人相关意见的评述
对此，合议组认为：(1)锂离子电池隔膜作为离子迁移的通道，必然具有微孔结构，且为了保证低电阻和高离子通过率，还需要有一定的孔径和孔隙率，不论是强调多孔结构的对比文件1，还是未提及微孔结构的本申请，所涉及的隔膜都必然为多孔薄膜。隔膜性能本质的差异主要在于材料种类不同；（2）锂离子电池隔膜的作用是通过离子和电子并保持正负极物质的隔离，本身并不参与电化学反应，隔膜的性能取决于隔膜本身的特征，并非与特定正负极物质的配合，具体正负极浆料的略有区别（并非巨大差异，如电池类别完全不同）也只是为隔膜提供了不同的具体应用环境，隔膜在其制成的锂离子电池中发挥的作用是基本一致的；（3）浆料涂布速度和温度与浆料成分密切相关，在正负极片制备中，根据浆料成分调整相关的参数是最基本的技术手段，如权利要求1评述所述，本领域技术人员结合对比文件1和公知常识可得到正负极成分，在此基础上，根据由成分调参数的原则，经过合理试验即可得到相关的操作参数。
基于上述理由，合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2017 年12 月06 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，请求人可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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