柔性超级电容器及柔性超级电容器的制备方法-复审决定


发明创造名称:柔性超级电容器及柔性超级电容器的制备方法
外观设计名称:
决定号:199394
决定日:2019-10-18
委内编号:1F286173
优先权日:
申请(专利)号:201610808782.0
申请日:2016-09-05
复审请求人:南方科技大学
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:王志宇
合议组组长:张颖
参审员:马冬娜
国际分类号:H01G11/56;H01G11/84
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对比文件相比存在区别技术特征,但上述区别技术特征是本领域的公知常识,本领域技术人员在上述对比文件的基础上结合上述公知常识能够显而易见地得到该权利要求所要求保护的技术方案,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201610808782.0,名称为“柔性超级电容器及柔性超级电容器的制备方法”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为南方科技大学。本申请的申请日为2016年09月05日,公开日为2016年12月14日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2019年02月11日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-18不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体理由为:对比文件1(“3-V Solid-State Flexible Supercapacitors with Ionic-Liquid-Based Polymer Gel Electrolyte for AC Line Filtering”,Yu Jin Kang等,Applied Materials & Interfaces,第8卷,第13909-13917页,公开日为2016年05月11日)作为最接近的现有技术,公开了一种柔性超级电容器。权利要求1请求保护的技术方案和对比文件1公开的技术内容相比,区别在于:1)该超级电容器还有封装薄膜,第一极片包括相对于封装薄膜凸出的第一极耳,第二极片包括相对于封装薄膜凸出的第二极耳。2)电解质薄膜由隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质制备而成或由所述离子液体的凝胶电解质涂布于所述隔膜制备而成。3)电解质薄膜的外轮廓覆盖并超出第一活性层及所述第二活性层。4)第一活性层间断地涂布在第一极片的与第二极片相对的表面,第二活性层间断地涂布在第二极片的与第一极片相对的表面。基于上述区别特征可知本申请实际所要解决的问题是:优化柔性超级电容器制备方法。上述区别技术特征是本领域技术人员在对比文件1公开内容基础上并结合公知常识而容易得到的,因而,在对比文件1和公知常识结合的基础上,权利要求1不具备创造性。从属权利要求2-7的附加技术特征或被对比文件1公开,或是本领域的公知常识,因此,权利要求2-7不具备创造性。独立权利要求8请求保护的技术方案和对比文件1公开的技术内容相比,区别在于:1)该超级电容器还有封装薄膜,采用封装薄膜对带有第一电极及第二电极的所述电解质薄膜进行封装,封装第一极片的部分区域以使封装后的第一极片形成有相对于封装薄膜凸出的第一极耳;及封装第二极片的部分区域以使封装后的第二极片形成有相对于封装薄膜凸出的第二极耳。2)电解质薄膜由隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质制备而成或由所述离子液体的凝胶电解质涂布于所述隔膜制备而成。3)电解质薄膜的外轮廓覆盖并超出第一活性层及所述第二活性层。4)第一活性层间断地涂布在第一极片的与第二极片相对的表面,第二活性层间断地涂布在第二极片的与第一极片相对的表面。基于上述区别特征可知本申请实际所要解决的问题是:优化柔性超级电容器制备方法。上述区别技术特征是本领域技术人员在对比文件1公开内容基础上并结合公知常识而容易得到的,因而,在对比文件1和公知常识结合的基础上,权利要求8不具备创造性。从属权利要求9-18的附加技术特征或被对比文件1公开,或是本领域的公知常识,因此,权利要求9-18不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为: 申请日2016年09月05日提交的说明书第1-162段、说明书附图图1-图7、说明书摘要、摘要附图;2018年10月23日提交的权利要求第1-18项。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种柔性超级电容器,其特征在于,所述柔性超级电容器包括封装薄膜、第一电极、第二电极及在所述第一电极及所述第二电极之间的电解质薄膜;
所述第一电极包括第一极片,所述第二电极包括第二极片,所述第一极片与所述第二极片采用相同的材料制成;
所述电解质薄膜由隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质制备而成或由所述离子液体的凝胶电解质涂布于所述隔膜制备而成;
所述第一电极包括第一活性层,所述第二电极包括第二活性层,所述第一活性层及所述第二活性层设置在所述电解质薄膜的相背两侧,所述第一活性层间断地涂布在所述第一极片的与所述第二极片相对的表面,所述第二活性层间断地涂布在所述第二极片的与所述第一极片相对的表面;
所述电解质薄膜的外轮廓覆盖并超出所述第一活性层及所述第二活性层;
所述第一极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第一极耳,所述第二极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第二极耳。
2. 如权利要求1所述的柔性超级电容器,其特征在于,所述第一极片与所述第二极片采用铝箔材料制成。
3. 如权利要求1所述的柔性超级电容器,其特征在于,所述第一极片设置在所述封装薄膜与所述第一活性层间,所述第二极片设置在所述封装薄膜与所述第二活性层间。
4. 如权利要求1所述的柔性超级电容器,其特征在于,所述第一活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98:30~1:20~2构成;
所述第二活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98:30~1:20~2构成。
5. 如权利要求4所述的柔性超级电容器,其特征在于,所述活性物质包括活性碳、石墨烯及碳纳米管中的任意一种或多种。
6. 如权利要求1所述的柔性超级电容器,其特征在于,所述第一极片包括与所述第一极耳连接的第一封装区域,所述第二极片包括与所述第二极耳连接的第二封装区域;
所述封装薄膜包覆所述第一封装区域的外层表面及侧边表面及所述第二封装区域的外层表面及侧边表面。
7. 如权利要求1所述的柔性超级电容器,其特征在于,所述离子液体包括咪唑类离子液体、吡咯类离子液体、吡啶类离子液体及哌啶类离子液体中的任意一种或多种。
8. 一种柔性超级电容器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供封装薄膜、第一电极及第二电极,所述第一电极包括第一极片,所述第二电极包括第二极片,所述第一极片与所述第二极片采用相同的材料制成;
将隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质以制备电解质薄膜或将所述离子液体的凝胶电解质涂布于所述隔膜以制备所述电解质薄膜;及
将所述第一电极及所述第二电极设置在所述电解质薄膜的相背两侧并压紧;
采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装;
所述第一电极包括第一活性层,所述第二电极包括第二活性层,所述第一活性层及所述第二活性层设置在所述电解质薄膜的相背两侧,所述第一活性层间断地涂布在所述第一极片的与所述第二极片相对的表面,所述第二活性层间断地涂布在所述第二极片的与所述第一极片相对的表面;
所述电解质薄膜的外轮廓覆盖并超出所述第一活性层及所述第二活性层;
所述采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装的步骤,包括步骤:
封装所述第一极片的部分区域以使封装后的所述第一极片形成有相对于所述封装薄膜凸出的第一极耳;及
封装所述第二极片的部分区域以使封装后的所述第二极片形成有相对于所述封装薄膜凸出的第二极耳。
9. 如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述第一极片与所述第二极片采用铝箔材料制成。
10. 如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述第一极片设置在所述封装薄膜与所述第一活性层间,所述第二极片设置在所述封装薄膜与所述第二活性层间。
11. 如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述第一活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98:30~1:20~2构成;
所述第二活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98:30~1:20~2构成。
12. 如权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述活性物质包括活性碳、石墨烯及碳纳米管中的任意一种或多种。
13. 如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述第一极片的部分区域形成第一封装区域,所述第二极片的部分区域形成第二封装区域;
封装所述第一极片的部分区域的步骤,包括:
采用所述封装薄膜包覆所述第一封装区域的外层表面及侧边表面;
封装所述第二极片的部分区域的步骤,包括:
采用所述封装薄膜包覆所述第二封装区域的外层表面及侧边表面。
14. 如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述离子液体包括咪唑类离子液体、吡咯类离子液体、吡啶类离子液体及哌啶类离子液体中的任意一种或多种。
15. 如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,还包括步骤:
将所述离子液体、聚氧化乙烯及二苯甲酮均匀混合得到混合物,其中,所述离子液体与所述聚氧化乙烯的质量比为2:1~15:1,所述聚氧化乙烯与所述二苯甲酮的质量比为20:1;
将所述混合物恒温加热1-24小时,加热温度为87-150℃;
采用紫外线照射所述混合物以充分聚合并得到所述凝胶电解质。
16. 如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述封装薄膜包括聚二甲基硅氧烷薄膜,所述采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装的步骤,包括步骤:
采用经过氧等离子体清洗后的所述聚二甲基硅氧烷薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装。
17. 如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述封装薄膜包括柔性薄膜,所 述柔性薄膜的耐温大于100℃,所述采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装的步骤,包括步骤:
在所述柔性薄膜的表面涂覆一层封装粘结剂;
采用带有所述封装粘结剂的所述柔性薄膜在100℃-120℃、0.1MPa-1MPa的热压下对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装。
18. 如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,在所述采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装的步骤后,还包括步骤:
在所述封装薄膜的外层表面粘覆封装胶;
利用所述封装胶将外包装胶纸贴覆于所述封装薄膜的外层表面。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年05月23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,将原从属权利要求4和5的附加技术特征并入权利要求1,将原从属权利要求11和12的附加技术特征并入原独立权利要求8中,删除了原权利要求10的部分特征,同时调整了权利要求序号。复审请求人认为:1)对比文件1是先制备碳纳米管膜,再将碳纳米管膜转移到极片上,这是一种常规工艺,能够得到稳定性好的超级电容器,本领域技术人员在此基础上并不容易想到本申请那样直接将活性层涂布于极片表面的工艺;2)对比文件1是将电解质溶液滴在电极上以形成凝胶电解质,而采用离子液体与PVDF-HFP凝胶化得到的凝胶电解质薄膜韧性差、易断裂,因此,本领域技术人员并不容易想到如本申请这样将隔膜浸泡于离子液体或将离子液体涂布于隔膜之上。
复审请求时新修改的独立权利要求1和6如下:
“1. 一种柔性超级电容器,其特征在于,所述柔性超级电容器包括封装薄膜、第一电极、第二电极及在所述第一电极及所述第二电极之间的电解质薄膜;
所述第一电极包括第一极片,所述第二电极包括第二极片,所述第一极片与所述第二极片采用相同的材料制成;
所述电解质薄膜由隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质制备而成或由所述离子液体的凝胶电解质涂布于所述隔膜制备而成;
所述第一电极包括第一活性层,所述第二电极包括第二活性层,所述第一活性层及所述第二活性层设置在所述电解质薄膜的相背两侧,所述第一活性层间接地涂布在所述第一极片的与所述第二极片相对的表面,所述第二活性层间接地涂布在所述第二极片的与所述第一极片相对的表面;
所述电解质薄膜的外轮廓覆盖并超出所述第一活性层及所述第二活性层;
所述第一极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第一极耳,所述第二极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第二极耳;
所述第一活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98∶30~1∶20~2构成;
所述第二活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98∶30~1∶20~2构成;
所述活性物质包括活性碳、石墨烯及碳纳米管中的任意一种或多种。”
“6. 一种柔性超级电容器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供封装薄膜、第一电极及第二电极,所述第一电极包括第一极片,所述第二电极包括第二极片,所述第一极片与所述第二极片采用相同的材料制成;
将隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质以制备电解质薄膜或将所述离子液体的凝胶电解质涂布于所述隔膜以制备所述电解质薄膜;及
将所述第一电极及所述第二电极设置在所述电解质薄膜的相背两侧并压紧;
采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装;
所述第一电极包括第一活性层,所述第二电极包括第二活性层,所述第一活性层及所述第二活性层设置在所述电解质薄膜的相背两侧,所述第一活性层间接地涂布在所述第一极片的与所述第二极片相对的表面,所述第二活性层间接地涂布在所述第二极片的与所述第一极片相对的表面;
所述电解质薄膜的外轮廓覆盖并超出所述第一活性层及所述第二活性层;
所述第一极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第一极耳,所述第二极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第二极耳;
所述第一活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98∶30~1∶20~2构成;
所述第二活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98∶30~1∶20~2构成;
所述活性物质包括活性碳、石墨烯及碳纳米管中的任意一种或多种。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年06月20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)对本领域技术人员来说,制作成电极/电解质/隔膜/电解质/电极的柔性超级电容器,可以采用①对比文件1的方法,电解质分别涂覆在两个电极上,再与隔膜压制到一起;②将电极、电解质、隔膜、电解质、电极分别制作,再层叠压制;③将电解质涂覆在隔膜上,再在其上放电极。选择③代替①这对本领域技术人员来说无需付出创造性劳动,且可以预期该方法得到的电解质与隔膜接触更好,分布更均匀;2)在电极上涂覆CNT作为活性物质,这在所属技术领域是常用的方法。对于其加入的附加技术特征对活性材料、导电剂和粘结剂质量比进行限定,这在所属技术领域是常规比例,且通过有限的试验可以得到合适配比,无需付出创造性劳动;3)对比文件1公开的柔性超级电容器其也无需传统的注液工艺,器件结构与本申请一样,且其为3V的超级电容器,能实现本申请的技术效果。4)对于柔性超级电容器的封装,这在所属技术领域也是常用的方法,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08月29日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-14不具备专利法第22条第3款规定的创造性。合议组认为:1)本领域技术人员会根据活性层材料的性质来选择施加工艺,对比文件1中的碳纳米管膜,以及本申请中的活性物质(可以为碳纳米管)、导电剂炭黑和粘结剂混合而成的活性材料均是本领域中常用的活性层构成材料,具有各自的性能特点,本领域技术人员能够根据需要选择使用,则选择后者作为活性层材料也是无需付出创造性劳动的,且效果可以预期,而对于后者来说,由于其通常为浆料形式,一般都是采用涂覆方式施加到极片上;2)对比文件1虽然最初是将电解质溶液滴在电极上形成凝胶电解质,但是其之后需要将电极与隔膜叠加、加压,以使凝胶电解质进入隔膜中,因此,对比文件1的最终目的与本申请一致,均是使凝胶电解质与隔膜充分接触从而进入隔膜中,而且不论是对比文件1所采取的方式还是本申请所采取的方式均是本领域中常用的浸渍方式,至于复审请求人所列举现有技术中采用离子液体与PVDF-HFP凝胶化得到的凝胶电解质薄膜韧性差、易断裂,该凝胶电解质薄膜并没有载体,与对比文件1和本申请中将凝胶电解质负载在隔膜中是不同的,而且上述现有技术中的凝胶电解质为GO掺杂,与对比文件1和本申请的构成也不同。
复审请求人于2019年09月25日提交了意见陈述书,将独立权利要求1和6中的“所述活性物质包括活性碳、石墨烯及碳纳米管中的任意一种或多种”修改为“所述活性物质为活性碳”。复审请求人认为:根据对比文件1的记载,本领域技术人员显而易见的知道活性碳作为电极材料,因为狭窄和曲折的孔隙结构,限制了响应速度,因此,会去选择石墨烯、碳纳米管等孔结构相对简单和开放的材料,而不会去选择活性碳;而本申请采用活性碳的超级电容器具有能量密度高、循环寿命长等优点,取得了预料不到的技术效果。
复审请求人新修改的权利要求书如下:
“1. 一种柔性超级电容器,其特征在于,所述柔性超级电容器包括封装薄膜、第一电极、第二电极及在所述第一电极及所述第二电极之间的电解质薄膜;
所述第一电极包括第一极片,所述第二电极包括第二极片,所述第一极片与所述第二极片采用相同的材料制成;
所述电解质薄膜由隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质制备而成或由所述离子液体的凝胶电解质涂布于所述隔膜制备而成;
所述第一电极包括第一活性层,所述第二电极包括第二活性层,所述第一活性层及所述第二活性层设置在所述电解质薄膜的相背两侧,所述第一活性层间接地涂布在所述第一极片的与所述第二极片相对的表面,所述第二活性层间接地涂布在所述第二极片的与所述第一极片相对的表面;
所述电解质薄膜的外轮廓覆盖并超出所述第一活性层及所述第二活性层;
所述第一极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第一极耳,所述第二极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第二极耳;
所述第一活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98∶30~1∶20~2构成;
所述第二活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98∶30~1∶20~2构成;
所述活性物质为活性碳。
2. 如权利要求1所述的柔性超级电容器,其特征在于,所述第一极片与所述第二极片采用铝箔材料制成。
3. 如权利要求1所述的柔性超级电容器,其特征在于,所述第一极片设置在所述封装薄膜与所述第一活性层间,所述第二极片设置在所述封装薄膜与所述第二活性层间。
4. 如权利要求1所述的柔性超级电容器,其特征在于,所述第一极片包括与所述第一极耳连接的第一封装区域,所述第二极片包括与所述第二极耳连接的第二封装区域;
所述封装薄膜包覆所述第一封装区域的外层表面及侧边表面及所述第二封装区域的外层表面及侧边表面。
5. 如权利要求1所述的柔性超级电容器,其特征在于,所述离子液体包括咪唑类离子液体、吡咯类离子液体、吡啶类离子液体及哌啶类离子液体中的任意一种或多种。
6. 一种柔性超级电容器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供封装薄膜、第一电极及第二电极,所述第一电极包括第一极片,所述第二电极包括第二极片,所述第一极片与所述第二极片采用相同的材料制成;
将隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质以制备电解质薄膜或将所述离子液体的凝胶电解质涂布于所述隔膜以制备所述电解质薄膜;及
将所述第一电极及所述第二电极设置在所述电解质薄膜的相背两侧并压紧;
采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装;
所述第一电极包括第一活性层,所述第二电极包括第二活性层,所述第一活性层及所述第二活性层设置在所述电解质薄膜的相背两侧,所述第一活性层间接地涂布在所述第一极片的与所述第二极片相对的表面,所述第二活性层间接地涂布在所述第二极片的与所述第一极片相对的表面;
所述电解质薄膜的外轮廓覆盖并超出所述第一活性层及所述第二活性层;
所述第一极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第一极耳,所述第二极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第二极耳;
所述第一活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98∶30~1∶20~2构成;
所述第二活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98∶30~1∶20~2构成;
所述活性物质为活性碳。
7. 如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述第一极片与所述第二极片采用铝箔材料制成。
8. 如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述第一极片设置在所述封装薄膜与所述第一活性层间,所述第二极片设置在所述封装薄膜与所述第二活性层间。
9. 如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述第一极片的部分区域形成第一封装区域,所述第二极片的部分区域形成第二封装区域;
封装所述第一极片的部分区域的步骤,包括:
采用所述封装薄膜包覆所述第一封装区域的外层表面及侧边表面;
封装所述第二极片的部分区域的步骤,包括:
采用所述封装薄膜包覆所述第二封装区域的外层表面及侧边表面。
10. 如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述离子液体包括咪唑类离子液体、吡咯类离子液体、吡啶类离子液体及哌啶类离子液体中的任意一种或多种。
11. 如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,还包括步骤:
将所述离子液体、聚氧化乙烯及二苯甲酮均匀混合得到混合物,其中,所述离子液体与所述聚氧化乙烯的质量比为2∶1~15∶1,所述聚氧化乙烯与所述二苯甲酮的质量比为20∶1;
将所述混合物恒温加热1-24小时,加热温度为87-150℃;
采用紫外线照射所述混合物以充分聚合并得到所述凝胶电解质。
12. 如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述封装薄膜包括聚二甲基硅氧烷薄膜,所述采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装的步骤,包括步骤:
采用经过氧等离子体清洗后的所述聚二甲基硅氧烷薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装。
13. 如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述封装薄膜包括柔性薄膜,所述柔性薄膜的耐温大于100℃,所述采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装的步骤,包括步骤:
在所述柔性薄膜的表面涂覆一层封装粘结剂;
采用带有所述封装粘结剂的所述柔性薄膜在100℃-120℃、0.1MPa-1MPa的热压下对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装。
14. 如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,在所述采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装的步骤后,还包括步骤:
在所述封装薄膜的外层表面粘覆封装胶;
利用所述封装胶将外包装胶纸贴覆于所述封装薄膜的外层表面。”
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
复审请求人答复复审通知书时,修改了权利要求书,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所依据的文本为:申请日2016年09月05日提交的说明书第1-162段、说明书附图图1-图7、说明书摘要、摘要附图;2019年09月25日提交的权利要求第1-14项。
具体理由的阐述
专利法第22条第3款的规定: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对比文件相比存在区别技术特征,但上述区别技术特征是本领域的公知常识,本领域技术人员在上述对比文件的基础上结合上述公知常识能够显而易见地得到该权利要求所要求保护的技术方案,则该权利要求不具备创造性。
本复审请求审查决定引用驳回决定和复审通知书中的对比文件1作为现有技术:
对比文件1:“3-V Solid-State Flexible Supercapacitors with Ionic-Liquid-Based Polymer Gel Electrolyte for AC Line Filtering”,Yu Jin Kang等,Applied Materials & Interfaces,第8卷,第13909-13917页,公开日为2016年05月11日。
2.1 权利要求1不具备专利法第22条第3款的规定。
权利要求1请求保护一种柔性超级电容器,对比文件1(参见:第13911页左栏第3-4段,图1)公开了一种柔性超级电容器,将制备好的CNT膜转移到集流体(Al箔)上,以形成CNT/Al箔电极,将CNT/Al箔电极上滴加聚合物/离子液体/乙腈溶液,真空干燥去除乙腈溶剂,从而在CNT/Al电极上形成凝胶(即离子液体凝胶电解质)。将两个上述电极(即相应于权利要求中的第一电极和第二电极,Al箔即相应于权利要求中的第一和第二极片,CNT膜即活性层)中插入PTFE隔膜(CNT膜与PTFE隔膜相邻),压紧,使得上述凝胶浸入隔膜的孔中,从而制备成柔性超级电容器。
权利要求1请求保护的技术方案和对比文件1公开的技术内容相比,区别在于:1)电解质薄膜由隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质制备而成或由所述离子液体的凝胶电解质涂布于所述隔膜制备而成;2)该超级电容器还有封装薄膜,第一极片包括相对于封装薄膜凸出的第一极耳,第二极片包括相对于封装薄膜凸出的第二极耳,电解质薄膜的外轮廓覆盖并超出第一活性层及所述第二活性层;3)活性层是涂布在极片表面,且所述第一活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98∶30~1∶20~2构成,所述第二活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98∶30~1∶20~2构成,活性物质为活性碳。基于上述区别技术特征可知本申请实际所要解决的问题是:1)如何使离子液体凝胶电解质进入隔膜中;2)如何选择电容器的封装结构;3)如何制备合适的活性材料层。
对于区别技术特征1),权利要求1中通过浸泡或涂布方式使离子液体凝胶电解质进入隔膜,对比文件1中通过将离子液体凝胶电解质涂布于电极并与隔膜接触、加压以使其进入隔膜,二者的目的一致,均是使离子液体凝胶电解质浸渍于隔膜中,最终所形成的基本结构也基本一致,而对于具体浸渍方式的选择,是本领域技术人员可以根据需要选择使用的,其效果可以预期,无需付出创造性劳动。
对于区别技术特征2),对于柔性超级电容器,通常都要采用封装薄膜进行封装,同时在极片上设置凸出于封装隔膜的极耳以用于与外电路形成电连接,而电解质薄膜的外轮廓通常都要覆盖并超出第一活性层和第二活性层以避免短路,因此,该区别技术特征属于本领域的公知常识。
对于区别技术特征3),活性碳与碳纳米管、石墨烯均是超级电容器中常用的活性物质,采用活性碳作为对比文件1中的活性物质也是本领域技术人员根据需要可以选择使用的,无需付出创造性劳动;活性层的设置方式是本领域技术人员根据活性层材料以及工艺需求可以选择的,通常以浆料形成的活性材料常采用涂布方式,而以活性材料、导电剂炭黑、粘合剂混合形成活性材料浆料是本领域中非常常用的活性材料形成方式,原料的配比也是本领域技术人员通过有限的试验就能确定的,两电极采用相同的活性材料也属于本领域的公知常识,因此,本领域技术人员将上述常用的活性材料浆料作用对比文件1的活性层也是很容易想到的,这时自然会想到采用涂布方式将活性层涂布在第一和第二极片表面。
因此,在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识以得到权利要求1所要求保护的技术方案对于本领域技术人员是显而易见的,从而,该权利要求1不具备突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
2.2 权利要求2不具备专利法第22条第3款的规定。
对比文件1(参见:第13911页左栏第3-4段,图1)公开了其集流体(即极片)采用铝箔。由此可见,该权利要求的附加技术特征已被对比文件1公开了,当其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求2也不具备创造性。
2.3权利要求3不具备专利法第22条第3款的规定。
对比文件1(参见:第13911页左栏第3-4段,图1)中采用Al箔/CNT层/PTFE隔膜/CNT层/Al箔的结构,则当设置封装薄膜时,Al箔自然位于CNT层和封装薄膜之间。因此,该权利要求3也不具备创造性。
2.4权利要求4不具备专利法第22条第3款的规定。
当在极片上设置极耳时,通常都要形成二者进行连接的封装区域,而相应的使封装薄膜包覆封装区域的外层表面和侧边表面以实现密封,对于本领域技术人员是容易想到的。因此,权利要求4不具备创造性。
2.5权利要求5不具备专利法第22条第3款的规定。
对比文件1(参见:第13911页左栏第3-4段,图1)公开了离子液体为咪唑类离子液体。另外,在本领域中,吡咯类离子液体、吡啶类离子液体和哌啶类离子液体都是常用的离子液体,选择其一或组合是本领域技术人员的常规选择,属于本领域的公知常识。因此,权利要求5也不具有创造性。
2.6权利要求6不具备专利法第22条第3款的规定。
权利要求6请求保护一种柔性超级电容器的制备方法,对比文件1(参见:第13911页左栏第3-4段,图1)公开了一种柔性超级电容器的制备方法,提供Al箔作为集流体(相应于权利要求中的极片),将制备好的CNT膜(即活性层)转移到集流体(Al箔)上,以形成CNT/Al箔电极,将CNT/Al箔电极上滴加聚合物/离子液体/乙腈溶液,真空干燥去除乙腈溶剂,从而在CNT/Al电极上形成凝胶(即离子液体凝胶电解质)。将两个上述电极(即相应于权利要求中的第一电极和第二电极,Al箔即相应于权利要求中的第一和第二极片,CNT膜即活性层)中插入PTFE隔膜(CNT膜与PTFE隔膜相邻),压紧,使得上述凝胶浸入隔膜的孔中,从而制备成柔性超级电容器。
权利要求6与对比文件1的区别技术特征为:1)将隔膜浸泡于离子液体的凝胶电解质后吸附凝胶电解质以制备电解质薄膜或将所述离子液体的凝胶电解质涂布于所述隔膜以制备所述电解质薄膜;2)提供封装薄膜,采用所述封装薄膜对带有所述第一电极及所述第二电极的所述电解质薄膜进行封装,所述电解质薄膜的外轮廓覆盖并超出所述第一活性层及所述第二活性层;所述第一极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第一极耳,所述第二极片包括相对于所述封装薄膜凸出的第二极耳;3)活性层是涂布在极片表面,所述第一活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98∶30~1∶20~2构成;所述第二活性层由活性物质、导电剂炭黑和粘结剂按质量比60~98∶30~1∶20~2构成,活性物质为活性碳。基于上述区别技术特征可知本申请所要解决的实际问题是:1)如何使离子液体凝胶电解质进入隔膜中;2)如何选择电容器的封装结构;3)如何制备合适的活性材料层。
对于区别技术特征1),权利要求6中通过浸泡或涂布方式使离子液体凝胶电解质进入隔膜,对比文件1中通过将离子液体凝胶电解质涂布于电极并与隔膜接触、加压以使其进入隔膜,二者的目的一致,均是使离子液体凝胶电解质浸渍于隔膜中,最终所形成的的基本结构也基本一致,而对于具体浸渍方式的选择,是本领域技术人员可以根据需要选择使用的,其效果可以预期,无需付出创造性劳动。
对于区别技术特征2),对于柔性超级电容器,通常都要采用封装薄膜进行封装,同时在极片上设置凸出于封装隔膜的极耳以用于与外电路形成电连接,而电解质薄膜的外轮廓通常都要覆盖并超出第一活性层和第二活性层以避免短路,因此,该区别技术特征属于本领域的公知常识;
对于区别技术特征3),活性碳与碳纳米管、石墨烯均是超级电容器中常用的活性物质,采用活性碳作为对比文件1中的活性物质也是本领域技术人员根据需要可以选择使用的,无需付出创造性劳动;活性层的设置方式是本领域技术人员根据活性层材料以及工艺需求可以选择的,通常以浆料形成的活性材料常采用涂布方式,而以活性材料、导电剂炭黑、粘合剂混合形成活性材料浆料是本领域中非常常用的活性材料形成方式,原料的配比也是本领域技术人员通过有限的试验就能确定的,两电极采用相同的活性材料也属于本领域的公知常识,因此,本领域技术人员将上述常用的活性材料浆料作用对比文件1的活性层也是很容易想到的,这时自然会想到采用涂布方式将活性层涂布在第一和第二极片表面。
因此,在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识以得到权利要求6所要求保护的技术方案对于本领域技术人员是显而易见的,从而,该权利要求6不具备突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
对于活性物质包括活性碳、石墨烯的方案,活性碳和石墨烯也是本领域中常用的活性物质,因此,在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识以得到权利要求所要求保护的该技术方案对于本领域技术人员是显而易见的,从而,该权利要求6的上述方案也不具备突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
2.7 权利要求7不具备专利法第22条第3款的规定。
对比文件1(参见:第13911页左栏第3-4段,图1)公开了其集流体(即极片)采用铝箔。由此可见,该权利要求的附加技术特征已被对比文件1公开了,当其引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求7也不具备创造性。
2.8权利要求8不具备专利法第22条第3款的规定。
对比文件1(参见:第13911页左栏第3-4段,图1)中采用Al箔/CNT层/PTFE隔膜/CNT层/Al箔的结构,则当设置封装薄膜时,Al箔自然位于CNT层和封装薄膜之间。因此,该权利要求8也不具备创造性。
2.9权利要求9不具备专利法第22条第3款的规定。
当在极片上设置极耳时,通常都要形成二者进行连接的封装区域,而相应的使封装薄膜包覆封装区域的外层表面和侧边表面以实现密封,对于本领域技术人员是容易想到的。因此,权利要求9不具备创造性。
2.10权利要求10不具备专利法第22条第3款的规定。
对比文件1(参见:第13911页左栏第3-4段,图1)公开了离子液体为咪唑类离子液体。另外,在本领域中,吡咯类离子液体、吡啶类离子液体和哌啶类离子液体都是常用的离子液体,选择其一或组合是本领域技术人员的常规选择,属于本领域的公知常识。因此,权利要求10也不具有创造性。
2.11权利要求11不具备专利法第22条第3款的规定。
对比文件1(参见:第13911页左栏第3-4段,图1)公开了凝胶电解质为离子液体-聚合物-乙腈的混合物。在所属技术领域,聚氧化乙烯是常用的聚合物材料,乙腈和二苯甲酮都是常用的有机溶剂,选择合适的物质质量比例及其制备方法以获得合适性能的凝胶电解质是本领域的惯用手段。因此,权利要求11不具有创造性。
2.12权利要求12不具备专利法第22条第3款的规定。
聚二甲基硅氧烷薄膜是常用的封装薄膜,在使用前采用氧等离子体清洗也是本领域中常用的步骤。因此,权利要求12也不具有创造性。
2.13权利要求13不具备专利法第22条第3款的规定。
对于柔性超级电容器,通常采用耐温大于100℃的柔性薄膜进行封装,封装时为了提高接合性,通常都会在薄膜表面涂覆一层封装粘结剂,然后采用热压进行封装,热压时的温度和压力是本领域技术人员根据具体情况可以选择的。因此,权利要求13也不具有创造性。
2.14权利要求14不具备专利法第22条第3款的规定。
本领域中可以根据需求来设置外包装胶纸,当需要设置时通常会在封装后在封装薄膜的外层表面粘覆封装胶,利用其贴覆外包装胶纸。因此,权利要求14也不具有创造性。
对复审请求人相关意见的评述
合议组认为:活性碳作为本领域中非常常用的一种活性物质,其本身的性质以及采用活性碳会给电容器带来何种影响均是本领域技术人员所熟知的,本领域技术人员基于性能、成本等方面的考虑可以选择所需的活性物质,选择活性碳作为活性物质是无需付出创造性劳动的,效果也是可以预期的;本申请说明书中既未记载也未给出具体的实验数据来证明本申请中采用活性碳的超级电容器具有能量密度高、循环寿命长等优点。
三、决定
维持国家知识产权局于2019年02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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