发明创造名称：一种超级电容器电极用活性炭及其制备方法
外观设计名称：
决定号：192895
决定日：2019-09-27
委内编号：1F251578
优先权日：
申请（专利）号：201710266047.6
申请日：2017-04-21
复审请求人：广东韩研活性炭制造有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：陈春晖
合议组组长：董刚
参审员：郭彦华
国际分类号：C01B32/324;C01B32/342;C01B32/348;H01G11/24;H01G11/32;H01G11/44
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果发明相对于最接近的现有技术的区别技术特征是所属技术领域的技术人员为解决其技术问题而经常采用的技术手段，并且其效果也是可以预期的，则该发明是显而易见的，不具有突出的实质性特点。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201710266047.6、发明名称为“一种超级电容器电极用活性炭及其制备方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为广东韩研活性炭制造有限公司，申请日为2017年4月21日，公开日为2017年8月11日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门（下称原审查部门）于2018年2月11日发出驳回决定驳回了本申请，其理由是：权利要求1请求保护一种超级电容器电极用活性炭的制备方法，与对比文件1（CN1919730A，公开日为2007年2月28日）相比，区别在于本申请在磷酸浸泡后还有过滤步骤、并限定了具体的加热装置、高温活化处理后的水洗步骤、椰壳与氢氧化钾混匀、加热、研磨的步骤以及反应的具体参数，而上述区别均是本领域的常规选择或常规技术手段，因此，权利要求1不具备创造性，权利要求2-3的附加技术特征也属于本领域的常规选择，因此权利要求2-3也不具备创造性。驳回决定所依据的文本为：2017年12月15日提交的权利要求第1-3项，申请日2017年4月21日提交的说明书第1-70段、说明书附图图1、说明书摘要和摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种超级电容器电极用活性炭的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将椰子壳破碎，加入磷酸溶液，充分浸泡，过滤，得到磷酸预处理的椰子壳；
2)将磷酸预处理的椰子壳加入电转炉，450～550℃活化处理1～2小时，再水洗物料至水洗液的pH值为6～7，得到活化处理的椰子壳；
3)将活化处理的椰子壳和氢氧化钾混拌均匀，加入电转炉，充惰性气体，700～860℃活化处理1～3小时，再水洗物料至水洗液的pH值为6～7，干燥，研磨，得到超级电容器电极用活性炭；
步骤1)所述的椰子壳、磷酸的质量比为1:0.1～0.2；步骤1)所述的磷酸溶液为质量分数10％～20％的磷酸水溶液；步骤3)所述的活化处理的椰子壳、氢氧化钾的质量比为1:1.1～2.0。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中椰子壳经破碎后粒径为0.18mm～4.75mm。
3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的浸泡的时间为1～3小时。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年5月11日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。复审请求人认为：本申请与对比文件1在磷酸用量、KOH的用量、磷酸处理后未进行干燥处理、活性炭的孔结构和比容量上均存在不同，因此本申请具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年5月25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：磷酸的浓度和用量属于本领域的常规选择，本申请的比电容也落入常规的范围内，因而坚持驳回决定。
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6月11日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-3相对于对比文件1和本领域常规技术手段的结合不具备创造性。
复审请求人于2019年7月10日提交了意见陈述书陈述了本申请具备创造性的理由，同时提交了权利要求书的修改替换页，以本申请与对比文件1在磷酸的浓度、活化温度以及椰壳与氢氧化钾的质量比上存在区别为由，认为本申请具备创造性。新提交的权利要求书为：
“1. 一种超级电容器电极用活性炭的制备方法，其特征在于：步骤如下：
1)将椰子壳破碎，按照椰子壳、磷酸的质量比1:0.2将椰子壳加入到质量分数为19％的磷酸水溶液中，浸泡1小时，过滤，得到磷酸预处理的椰子壳；
2)将磷酸预处理的椰子壳加入电转炉，460℃活化处理2小时，再水洗物料至水洗液的pH值为6～7，得到活化处理的椰子壳；
3)将活化处理的椰子壳和氢氧化钾按质量比1:1.9混拌均匀，加入电转炉，充氮气，860℃活化处理1小时，再水洗物料至水洗液的pH值为6～7，干燥，研磨，得到超级电容器电极用活性炭。”
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
决定的理由
（一）关于审查文本
复审请求人于2019年7月10日针对复审通知书提交意见陈述书的同时，提交了权利要求书的修改替换页，经审查，上述修改符合专利法第33条以及专利法实施细则第61条第1款的规定，因此，本复审请求审查决定针对的文本是：2019年7月10日提交的权利要求第1项，申请日2017年4月21日提交的说明书第1-70段、说明书附图图1、说明书摘要和摘要附图。
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。
如果发明相对于最接近的现有技术的区别技术特征是所属技术领域的技术人员为解决其技术问题而经常采用的技术手段，并且其效果也是可以预期的，则该发明是显而易见的，不具有突出的实质性特点。
1.权利要求1不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求1请求保护一种超级电容器电极用活性炭的制备方法，对比文件1公开了一种用椰壳渣制备低灰高比面积活性炭的方法，并具体公开了如下技术方案：1.椰壳渣脱灰过程：椰壳渣(椰壳粉碎至100-200目即0.075mm-0.15mm，经酸水解，离心分离混合糖液后得到的固体残渣即为椰壳渣)经热水洗涤后使其灰份脱至为1.5-2.0％；然后于常温下酸处理1-4小时，使椰壳渣灰分脱至为0.35-0.8%得到脱灰椰壳渣，所述常温酸处理是指用H3PO4溶液常温下浸泡椰壳渣；2.炭化与活化过程：将得到的脱灰椰壳渣经炭化、活化后得到活性炭。所述炭化和活化过程是采用化学活化制备法，即：将脱灰椰壳渣在550-650℃下炭化1-2小时得炭化料；以KOH为活化剂，碱炭质量比为1∶1至5∶1，于 800-900℃下对炭化料活化1-3小时；3.后处理过程：将制备得到的活性炭洗涤至中性、烘干后得到粉末状成品（参见对比文件1的具体实施方式部分）。此外，对比文件1还公开了高比表面积活性炭HSAAC也是制备超级电容器的电极材料(参见对比文件1说明书第2段)。由此可见，对比文件1也公开了一种以椰子壳为原料、使用磷酸浸泡作为预处理、然后依次通过高温加热、氢氧化钾的高温活化工序来制备可作为超级电容器电极用活性炭的方法，这就公开了与本申请相同的核心发明构思。
权利要求1与对比文件1相比，区别在于：(1)磷酸预处理的对象和磷酸溶液存在区别：权利要求1使用磷酸浸泡的是破碎后的椰壳，而对比文件1处理的是破碎后的椰壳经酸水解、糖化后得到的椰壳渣，权利要求1还限定了椰壳与磷酸的质量比1: 0.2，磷酸溶液为质量分数19%的磷酸水溶液；(2)加热活化处理的工序略有不同：限定了加热的装置为电转炉，活化温度为460℃，活化处理后将物料水洗至pH值为6-7；(3)KOH活化处理的工序略有不同：限定了使用KOH活化时充入惰性气体，椰子壳与KOH的质量比为1：1.9，活化温度为860℃。基于上述区别，权利要求1相对于对比文件1，实际解决的技术问题是确定反应具体的工艺条件。
对于区别(1)，首先，通过磷酸溶液处理椰壳、随后通过炭化和KOH的活化工序来制备活性炭已经被对比文件1公开，并且在所属技术领域，利用磷酸的侵蚀和溶胀作用对椰壳进行扩孔已经是常规的技术手段，对于在磷酸浸泡步骤中，是否需要先将椰壳酸水解、糖化后得到椰壳渣之后再使用磷酸预处理还是直接用磷酸对椰壳进行预处理，这是本领域技术人员根据对椰壳利用率的需求并综合考虑生产的成本所能进行的常规选择；至于所用磷酸的浓度以及椰壳与磷酸的质量比，这是本领域技术人员基于所用椰壳的具体种类和用量，综合考虑磷酸的加入量与磷酸的浓度这两种因素对溶胀效果、产率以及具体的生产成本的影响之后，在本领域常用的磷酸溶液的范围内通过有限的试验可以选择和确定的，并且从本申请记载的所得活性炭的比表面积以及比容量等性质来看，这种选择也并未带来意料不到的技术效果；
对于区别(2)，首先，在本领域，使用电转炉对物料进行加热是常规的选择，对比文件1还公开了将脱灰椰壳渣在550-650℃下炭化1-2小时得炭化料，在此基础上，本领域技术人员通过有限的试验确定与所用椰壳相对应的合适的炭化温度是常规技术手段；并且由于后续工序是KOH的活化步骤，为了减少加热活化工序残存的磷酸等物质对后续KOH的影响，避免KOH的浪费，以及尽量减少活性炭结构中的灰分，在使用KOH活化之前，先将物料水洗至pH中性属于本领域的常规技术手段；
对于区别(3)，KOH的活化过程在800℃左右时，金属钾的蒸汽进入碳原子的层与层之间进行活化，在此过程中通入惰性气体对金属钾进行保护是本领域的常规技术手段，至于椰壳与KOH的质量比和活化的温度，对比文件1已经公开了椰壳与KOH的质量比为1:（1-5）以及活化温度为800-900℃，在此基础上本领域技术人员根据产品的活化程度，对KOH的用量以及具体的活化温度进行优化也是本领域的常规技术手段，并且本申请的具体选择也未取得意料不到的技术效果；
因此，在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段以得到权利要求1的技术方案是显而易见的，因此，权利要求1不具有突出的实质性特点，不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
（三）关于复审请求人的意见陈述
复审请求人在意见陈述中认为本申请具备创造性的理由是：
（1）本申请权利要求1中的磷酸浓度远低于对比文件1中的硫酸浓度，磷酸用量远小于对比文件1，且权利要求1使用磷酸对椰壳进行了一次处理，而对比文件1的方案1为2次。
（2）权利要求1的活化温度为460℃活化处理2小时，而对比文件1为550-650℃炭化1-2小时，本申请的活化温度低于对比文件1。
（3）本申请实施例5中椰壳与氢氧化钾的质量比1:1.9,制备的活性炭的比表面积为1810m2/g，比容量为34F/g，而对比文件1的实施例1的椰壳与氢氧化钾的质量比为1:3，比表面积为2180 m2/g，本申请在大幅降低生产成本和简化工艺流程的情况下，比表面积相当，制备的活性炭的性能没有明显下降，取得意料不到的技术效果。
合议组在认真考虑了上述意见之后认为：
（1）关于磷酸的浓度、用量和处理次数：如前所述，在所属技术领域，在活性炭制备过程中，利用磷酸的侵蚀和溶胀作用进行扩孔活化、同时也降低随后的炭化温度已经是本领域的公知常识，尽管本申请所用磷酸的浓度比对比文件1实施例中具体选用的磷酸浓度要低，但是在制备活性炭的过程中，使用10-55%的磷酸溶液对生物质原料进行处理是本领域的常规技术手段，并且磷酸浓度较高时可以增加活性炭的吸附值，但是其产率却随着磷酸浓度的升高而降低，这属于本领域的公知常识，本领域技术人员在使用磷酸对椰壳进行处理时，综合考虑对制备的活性炭的吸附性能以及产率的具体需求，在常规的磷酸浓度范围内进行试验以确定合适的磷酸浓度、以及具体的椰壳与磷酸的质量比，均是本领域的常规技术手段，从本申请记载的所得活性炭的比表面积以及比容量来看，这种选择也并未带来意料不到的技术效果；此外，合议组在复审通知书及本复审请求审查决定中所引用的对比文件1公开的技术方案中也仅使用磷酸对椰壳进行了一次处理。
（2）关于活化温度：对比文件1公开了将脱灰椰壳渣在550-650℃下炭化1-2小时得炭化料，在此基础上，根据所用椰壳的种类以及前期磷酸预处理的情况，通过有限的试验确定与所用椰壳相对应的合适的炭化温度是本领域的常规技术手段；这种温度的调整并未超出本领域的常规试验范围，其效果也可以预期。
（3）关于椰壳与氢氧化钾的质量比，对比文件1已经公开了椰壳与KOH的质量比为1:（1-5），本领域技术人员根据所用椰壳的性质以及前期炭化的程度，在对比文件1公开的质量比的基础上，通过有限的试验确定出合适的椰壳与氢氧化钾的质量比，这是本领域的常规技术手段，这种试验既没有超出常规的试验范围，也并未带来意料不到的技术效果。
综上，复审请求人提出的本申请具备创造性的理由不能成立。
基于以上事实和理由，合议组依法作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年2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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