发明创造名称：一种三步法制备石墨烯掺杂/碳包覆钛酸锂复合负极材料的方法
外观设计名称：
决定号：190025
决定日：2019-09-18
委内编号：1F272038
优先权日：
申请（专利）号：201610319118.X
申请日：2016-05-15
复审请求人：河北工业大学
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：武绪丽
参审员：罗文辉
国际分类号：H01M4/485,H01M4/587,H01M4/62,H01M10/0525
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其他对比文件公开，其余区别技术特征或是本领域的公知常识，或是本领域技术人员容易想到的，或是本领域技术人员可以经过有限的试验确定的，并且现有技术给出了将上述区别技术特征应用到该作为最接近现有技术的对比文件中以解决相关技术问题的启示，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201610319118.X，名称为“一种三步法制备石墨烯掺杂/碳包覆钛酸锂复合负极材料的方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为河北工业大学。本申请的申请日为2016年05月15日，公开日为2016年08月03日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年10月11日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：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与作为最接近现有技术的对比文件1（CN103560227A，公开日为2014年02月05日）的区别技术特征在于：负极材料中还掺杂石墨烯，即在配置浆料时加入石墨烯，石墨烯与锂源的质量比为1:0.1-0.3；乙醇为无水乙醇，先配成浆料再放入球磨罐，干燥时间为12-30h，烧结场所为管式炉，最后直接在惰性气氛下冷却至室温。基于上述区别技术特征，本申请实际要解决的技术问题是：提高锂离子电池电化学性能和倍率性能。对比文件2（CN103022460A，公开日为2013年04月03日）公开了一种石墨烯掺杂钛酸锂复合负极材料的制备方法：将石墨烯分散于水中配成溶液，混合锂源和二氧化钛得到浆料，在将上述浆料与石墨烯溶液混合，干燥，干燥时间为12-15小时（与12-30h数值范围端点值重合），之后烧结得到掺杂石墨烯的钛酸锂复合材料。且上述技术特征在对比文件2中所起的作用与其在本申请中所起作用相同，都是为了提高锂离子电池电化学性能和倍率性能。也就是说，对比文件2给出了上述技术特征应用于对比文件1以提高锂离子电池电化学性能和倍率性能的启示。至于石墨烯在配制成浆料时即加入，这是本领域常规技术手段，而石墨烯的量，本领域技术人员也可以通过有限的试验进行优化而无需付出创造性劳动；在所属技术领域，乙醇选择无水乙醇、烧结场所选择管式炉均是本领域的常规选择，配成浆料后再转入球磨罐或直接在球磨罐中配成浆料，这都是本领域的惯用技术手段；最终产品直接在惰性气氛下冷却至室温在本领域也很常见，以上均属于本领域的公知常识。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出权利要求1的技术方案对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。驳回决定所依据的文本为申请日2016年05月15日提交的说明书摘要、说明书第1-42段、摘要附图、说明书附图图1-3；2018年02月05日提交的权利要求第1项。驳回决定所针对的权利要求如下：
“1. 一种三步法制备石墨烯掺杂/碳包覆钛酸锂复合负极材料的方法，其特征为包括以下步骤：
(1)将乳酸锂、二氧化钛和石墨烯浸没于无水乙醇中配制成浆料，放于球磨罐中球磨6-8h，得到浆体；质量比为乳酸锂：二氧化钛：石墨烯＝1：1-2：0.1-0.3；
(2)将上步得到的浆体在60-90℃下干燥12-30h，得到干燥的混合物；
(3)将干燥后的混合物于管式炉中惰性气氛下分段恒温固相烧结：首先在250-350℃下保温1-2h,然后在500-700℃下保温1-5h，最后在800-900℃下保温6-20h，完成烧结后在惰性气氛下冷却至室温取出，得到石墨烯掺杂/碳包覆钛酸锂复合负极材料；
所述的惰性气氛为氩气或氮气。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年01月24日向国家知识产权局提出了复审请求，但未修改申请文件。复审请求人认为：（1）本申请采用的为二维片层状石墨烯，碳包覆碳酸锂散布在石墨烯层表面，利用石墨烯产生的吸附作用阻止碳包覆钛酸锂在后续充放电过程中发生二次团聚；对比文件2采用的为三维多孔石墨烯，三维空间中多为孔洞，在生成碳包覆钛酸锂-石墨烯复合结构时，碳包覆钛酸锂会明显趋向于在孔洞之间发生团聚，无法形成本申请得到的碳包覆钛酸锂球散布在石墨烯片层表面效果；（2）本申请中石墨烯的含量具有明显的进步和创新性，其具体限定是经过反复试验得到的最优效果，并不是简单的添加。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年02月01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）在所属技术领域，调整掺杂物质的含量以优化技术效果是本领域的惯用手段，属于本领域的公知常识，本领域技术人员有理由调整石墨烯的含量以优化负极材料的性能，这无需付出创造性劳动；（2）首先，权利要求1并未体现石墨烯为三维多孔石墨烯还是二维片层状石墨烯，其仅体现“石墨烯”，因此本领域技术人员有理由将对比文件2中的石墨烯材料应用于对比文件1；其次，对比文件2中也未指出其制备的石墨烯材料为三维石墨烯，在本领域，石墨烯常见的制备方法为化学法（即水合肼法）、高温热还原法、低温热还原法、液相微波法、固相微波法、电化学法、水热法（即对比文件2中采用的方法）、碱法；因此对比文件2中的石墨烯制备方法也是本领域常见的石墨烯制备方法。综上，复审请求人的意见陈述并不具备说服力，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06 月14 日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：（1）首先，权利要求1并未限定石墨烯为二维片层状石墨烯，说明书中发明内容和具体实施方式部分也未对石墨烯进行具体限定，仅体现“石墨烯”；其次，本申请记载了：利用石墨烯电导率高的优点，引入石墨烯掺杂对钛酸锂进行改性。对比文件2记载了：钛酸锂电导率低，从而导致在锂电中的应用存在倍率性能较差的问题，通过与三维多孔石墨烯的复合提高锂电池倍率性能和循环稳定性。其正是利用的石墨烯的高导电率，即对比文件2给出了将钛酸锂掺杂三维多孔石墨烯以提高锂电池倍率性能和循环稳定性的技术启示，而多孔石墨烯与二维片层状石墨烯都属于石墨烯，具有相同的电化学性能，都具有高电导率，在此基础上，即使选择二维片层状石墨烯也是本领域技术人员容易想到的，无需付出创造性劳动，且效果可以预期；再次，对于利用二维片层状石墨烯产生的吸附作用阻止碳包覆钛酸锂发生二次团聚的技术效果在本申请中并未记载，复审请求人所认为的碳包覆钛酸锂会明显趋向于在三维多孔石墨烯的孔洞之间发生团聚，这在本申请和对比文件2中都没有记载，仅仅是复审请求人的推测，并无证据；（2）在所属技术领域，调整掺杂物质的含量以优化技术效果是本领域的常规技术手段，本领域技术人员能够想到调整石墨烯的含量以优化负极材料的性能，这无需付出创造性劳动，且效果可以预期。
复审请求人于2019 年07 月23 日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：（1）对比文件2中直接将三维多孔石墨烯、碳酸锂/醋酸锂混合物和二氧化钛直接配成溶液，将其简单的替换到对比文件1中，会破坏三维石墨烯三维结构，导致石墨烯颗粒团聚，造成活性物质之间的连通性降低；（2）本申请采用无水乙醇作为溶剂，而对比文件1的溶剂是水，对于钛酸锂溶解性差；（3）本申请的石墨烯引入是结合在碳包覆钛酸锂的基础上，而对比文件1中钛酸锂碳复合材料，不具备本申请的碳包覆结构，简单引入石墨烯难以达到本申请的技术效果；（4）本申请中加入石墨烯能够增加导电性和改性整体材料，而对比文件2公开的石墨烯掺杂仅起到提高导电性的作用，对比文件1和2均未提高改性问题；（5）对比文件1中引入石墨烯会导致钛酸锂的相应减少，进而降低活性物质的能量密度，会阻碍充放电过程中电解液的扩散。
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。
决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在复审阶段没有提交任何修改文本，本次复审审查决定通知书所针对的审查文本与驳回决定所针对的审查文本相同，是：申请日2016年05月15日提交的说明书摘要、说明书第1-42段、摘要附图、说明书附图图1-3；2018年02月05日提交的权利要求第1项。
（二）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其他对比文件公开，其余区别技术特征或是本领域的公知常识，或是本领域技术人员容易想到的，或是本领域技术人员可以经过有限的试验确定的，并且现有技术给出了将上述区别技术特征应用到该作为最接近现有技术的对比文件中以解决相关技术问题的启示，则该权利要求不具备创造性。
在本复审审查决定通知书中引用驳回决定和复审通知书中所引用的对比文件1和2作为现有技术，即：
对比文件1：CN103560227A，公开日为2014年02月05日；
对比文件2：CN103022460A，公开日为2013年04月03日。
1.权利要求1不具备专利法第二十二条第三款规定的创造性。
权利要求1要求保护一种三步法制备石墨烯掺杂/碳包覆钛酸锂复合负极材料的方法。对比文件1公开了一种三步法制备碳包覆钛酸锂复合负极材料的方法，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第6-36段）：在球磨罐中加入二氧化钛2.131g作为钛源，乳酸锂2.050g作为锂源和碳源（即质量比乳酸锂：二氧化钛=1：1.04，落入数值范围1：1-2之间），加入分散剂，分散剂可为乙醇，其加入的量为能够淹没粉末状物料为准，这样分散剂能够与粉状物料形成粘稠的浆体，使物料混合均匀（即公开了将乳酸锂、二氧化钛浸没于乙醇中配制成浆料），球磨6h（与数值范围6-8h端点值重合）后，将得到的混合物放入烘箱中在60℃（与数值范围60-90℃端点值重合）下保温3h（即干燥），即得Li4Ti5O12/C复合材料前驱体，在氩气气氛下，将上述复合材料前驱体置于马弗炉中进行分段恒温固相烧结，首先在300℃（落在数值范围250-350℃内）下保温2h（与1-2h数值范围端点值重合），然后在500℃（与500-700℃数值范围端点值重合）下保温2h（落在数值范围1-5h内），最后在800℃（与数值范围800-900℃端点值重合）保温10h（落在数值范围6-20h内），完成烧结后先在惰性气氛下冷却至200℃以下，再在空气中自然冷却至室温取出，即得Li4Ti5O12/C复合材料（即得到碳包覆钛酸锂复合负极材料）；惰性气体可以为氩气或氮气。
该权利要求所要保护的技术方案与对比文件1公开的技术内容相比，区别技术特征在于：（1）负极材料中掺杂石墨烯，即在配置浆料时加入石墨烯，石墨烯与锂源的质量比为1:0.1-0.3；（2）物料配成浆料再放入球磨罐，干燥时间为12-30h，烧结场所为管式炉，最后直接在惰性气氛下冷却至室温。基于上述区别技术特征，本申请实际要解决的技术问题是：提高锂离子电池电化学性能和倍率性能。
对于区别技术特征（1），对比文件2公开了一种石墨烯掺杂钛酸锂复合负极材料的制备方法，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第6-11段）：配置多孔石墨烯溶液，混合锂源和二氧化钛得到浆料，在将上述浆料与多孔石墨烯溶液混合，干燥，干燥时间为12-15小时（与12-30h数值范围端点值重合），之后烧结得到钛酸锂和多孔石墨烯的复合材料，具有高的倍率性能和稳定的循环性能。本领域技术人员能够从对比文件2中得到启示将对比文件1的钛酸锂掺杂石墨烯以提高锂离子电池电化学性能和倍率性能；而多孔石墨烯与二维片层状石墨烯都属于石墨烯，具有相同的电化学性能，在此基础上，选择二维片层状石墨烯代替对比文件2的三维多孔石墨烯也是本领域技术人员容易想到的，无需付出创造性劳动，且效果可以预期。至于石墨烯在配制成浆料时即加入，这是本领域常规技术手段，而石墨烯的量，也是本领域技术人员可以经过有限的试验进行优化而确定的；
对于区别技术特征（2），在所属技术领域，烧结场所选择管式炉是本领域的常规选择，配成浆料后再转入球磨罐或直接在球磨罐中配成浆料，这都是本领域的惯用技术手段；最终产品直接在惰性气氛下冷却至室温在本领域也很常见，以上均属于本领域的公知常识。
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并经过有限的试验得出权利要求1保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不符合专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）对复审请求人相关意见的评述
合议组认为：（1）复审请求人指出的将对比文件2公开的石墨烯应用于对比文件1时石墨烯三维结构被破坏，在本申请和对比文件中均无记载，仅仅是复审请求人的推测，并无证据；（2）对比文件1公开的分散剂是乙醇；（3）本领域技术人员从对比文件2中得到启示在对比文件1的原料中加入石墨烯，加入分散剂配制成浆料，经过混匀、球磨、保温、烧结、冷却等程序，与本申请的原料和制备步骤均类似，理应得到与本申请类似的碳包覆钛酸锂结构的复合材料；（4）在对比文件1中应用加入石墨烯在增加导电性的同时客观上和本申请一样能够改性整体材料；（5）由于石墨烯的添加而降低钛酸锂的量，在本申请和对比文件2中都是存在的，也是本领域技术人员可以预期的。因此，对复审请求人的相关意见陈述不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018 年10 月11 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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