发明创造名称：锂离子二次电池的正极活性材料及其制备方法和应用
外观设计名称：
决定号：195955
决定日：2019-11-01
委内编号：1F279899
优先权日：
申请（专利）号：201510496030.0
申请日：2015-08-13
复审请求人：中国科学院物理研究所
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：刘利芳
合议组组长：熊洁
参审员：孙学锋
国际分类号：H01M4/505
外观设计分类号：
法律依据：专利法实施细则第63条第2款
决定要点
：如果经过修改的专利申请文件消除了原驳回决定和复审通知书指出的缺陷，则应撤销原驳回决定，由原审查部门继续进行审查程序。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510496030.0，名称为“锂离子二次电池的正极活性材料及其制备方法和应用”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为中国科学院物理研究所。本申请的申请日为2015年08月13日，公开日为2017年02月22日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年01月07日发出驳回决定，驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为：2018年03月14日提交的权利要求第1-10项；申请日提交的说明书第1-106段、说明书附图、说明书摘要及摘要附图。驳回决定中引用了一篇对比文件，即对比文件1：“表面包覆改性尖晶石锰酸锂正极材料”，王洪等，《电源技术》第31卷第3期，第239-241页，公开日为2007年03月31日。驳回理由是：权利要求1-6、9-10相对于对比文件1和本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种尖晶石结构的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料包括化学式为LiNi0.5-xMn1.5-y{A}uOz的含锂化合物颗粒以及包覆在该含锂化合物颗粒表面的第一金属氧化物和第二金属氧化物，其中所述第一金属氧化物选自TiO2、ZrO2、SnO2、SiO2、GeO2、CeO2、HfO2和Nb2O5中的一种或多种，并且呈岛状覆盖所述含锂化合物颗粒的部分表面，所述第二金属氧化物选自Al2O3、MgO、ZnO、Ce2O3和CaO中的一种或多种，并且覆盖所述含锂化合物颗粒未被第一金属氧化物覆盖的部分表面；其中{A}是掺杂组合物，由式∑wiBi表示，Bi是掺杂元素，用于置换Ni和/或Mn，wi是Bi在整个掺杂组合物{A}中的原子百分数，∑wi＝1；其中u＝x y；0≤x≤0.2；0≤y≤0.2；0≤u≤0.4；3.8≤z≤4.2。
2. 根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，u＞0。
3. 根据权利要求1所述的正极活性材料，其中，Bi选自Al、Mg、Fe、Co、Ti、Y、Sc、Ru、Cu、Mo、Ce、W、Zr、Ca、Sr中的一种或多种。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的正极活性材料，其中，所述含锂化合物颗粒的粒径为1～20μm；所述第一金属氧化物的粒径为10～500nm。
5. 根据权利要求1至3中任一项所述的正极活性材料，其中，所述第一金属氧化物在所述含锂化合物颗粒表面的覆盖度为1～75％。
6. 根据权利要求1至3中任一项所述的正极活性材料，其中在所述含锂化合物颗粒表面而未被第一金属氧化物覆盖的其他区域，全部包覆所述第二金属氧化物的厚度为1～20nm或者形成深度小于200nm的浅层梯度固溶体。
7. 权利要求1至6中任一项所述的正极活性材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)按照化学计量比将含有Li、Ni、Mn和任选的{A}以及第一金属氧化物的源化合物混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合物依次在400～500℃和800～1000℃的温度下烧制并冷却以制备表面岛状覆盖第一金属氧化物的含锂化合物；
(3)将步骤(2)制得的表面岛状覆盖第一金属氧化物的含锂化合物与所述第二金属氧化物的源化合物混合；
(4)将步骤(3)得到的混合物在400～800℃的温度下烧制并冷却以制备所述正极活性材料。
8. 根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述的步骤(1)的混合为干法混合，所述步骤(3)的混合为湿法混合。
9. 一种锂离子电池的正极，该正极包括集流体以及负载在该集流体上的正极活性材料、碳材料导电添加剂和粘结剂，其特征在于，所述正极活性材料为权利要求1至6中任一项所述的正极活性材料或者按照权利要求7至8中任一项所述方法制得的正极活性材料。
10. 一种锂离子电池，该电池包括电池壳体、电极组和电解液，所述电极组和电解液密封在电池壳体内，所述电极组包括正极、隔膜和负极，其特征在于，所述正极为权利要求9所述的正极。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年04月19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：（1）本申请的包覆方式是用≥4价金属氧化物以岛状覆盖含锂化合物颗粒，并且用＜4价金属氧化物覆盖间隙，该包覆方式未被对比文件1公开；对比文件1只提供了CoO1 x（岛状）/ZrO2（间隙）包覆这一种选择，本领域技术人员根据对比文件1的教导没有动机去选择其他包覆材料，以及两种包覆材料相调换的包覆方式。（2）对比文件1的制备方法和本申请的制备方法不同，要实现本申请的包覆方式，需要创造性地提出本申请的包覆方法。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年04月24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）本申请的发明构思在于采用两种金属氧化物包覆锂过渡金属氧化物从而避免电解液中HF的侵蚀，抑制锰的溶解，从而比未包覆的锂过渡金属氧化物具有更好的循环稳定性，对比文件1已公开本申请的发明构思，两者的技术原理是相同的；本领域技术人员在对比文件1的基础上能够基于其原理选择使用其它能够与电解液内部的HF反应的常用的金属氧化物代替CoO1 x和ZrO2并形成包覆涂层。本申请的包覆的实质是在活性物质的表面采用两种互相分散的金属氧化物进行包覆，“岛”与“岛间隙”是一个相对概念，两者互换其实也是成立的。（2）驳回决定未涉及方法权利要求，并且权利要求1是产品权利要求，不涉及制备方法，即便本申请和对比文件1的制备方法不同，也不能够表明权利要求1必然具备创造性。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06月13日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-6、9-10相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
复审请求人于2019年07月09日提交了意见陈述书，同时提交了权利要求书的全文替换页（共包括9项权利要求），其中对原权利要求书所作修改为：删除了权利要求1-6、9-10，将权利要求1的内容稍作调整并入到权利要求7中，将权利要求2-6改写为引用权利要求7的从属权利要求，将权利要求1中的第一金属氧化物、第二金属氧化物的材料列举分别改写为两个从属权利要求，并对权利要求的序号、主题名称和引用关系作适应性调整。复审请求人认为：通过权利要求的修改已克服复审通知书指出的缺陷。复审请求人新提交的权利要求书如下：
“1. 一种尖晶石结构的正极活性材料的制备方法，所述正极活性材料包括化学式为LiNi0.5-xMn1.5-y{A}uOz的含锂化合物颗粒以及包覆在该含锂化合物颗粒表面的第一金属氧化物和第二金属氧化物，其中所述第一金属氧化物为至少一种化合价为四价或大于四价的金属的氧化物，并且呈岛状覆盖所述含锂化合物颗粒的部分表面，所述第二金属氧化物为至少一种化合价小于四价的金属的氧化物，并且覆盖所述含锂化合物颗粒未被第一金属氧化物覆盖的部分表面；其中{A}是掺杂组合物，由式∑wiBi表示，Bi是掺杂元素，用于置换Ni和/或Mn，wi是Bi在整个掺杂组合物{A}中的原子百分数，∑wi＝1；其中u＝x y；0≤x≤0.2；0≤y≤0.2；0≤u≤0.4；3.8≤z≤4.2，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)按照化学计量比将含有Li、Ni、Mn和任选的{A}以及第一金属氧化物的源化合物混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合物依次在400～500℃和800～1000℃的温度下烧制并冷却以制备表面岛状覆盖第一金属氧化物的含锂化合物；
(3)将步骤(2)制得的表面岛状覆盖第一金属氧化物的含锂化合物与所述第二金属氧化物的源化合物混合；
(4)将步骤(3)得到的混合物在400～800℃的温度下烧制并冷却以制备所述正极活性材料。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述的步骤(1)的混合为干法混合，所述步骤(3)的混合为湿法混合。
3. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第一金属氧化物选自TiO2、ZrO2、SnO2、SiO2、GeO2、CeO2、HfO2、和Nb2O5中的一种或多种。
4. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第二金属氧化物选自Al2O3、MgO、ZnO、Ce2O3和CaO中的一种或多种。
5. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，u＞0。
6. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，Bi选自Al、Mg、Fe、Co、Ti、Y、Sc、Ru、Cu、Mo、Ce、W、Zr、Ca、Sr中的一种或多种。
7. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述含锂化合物颗粒的粒径为1～20μm；所述第一金属氧化物的粒径为10～500nm。
8. 根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第一金属氧化物在所述含锂化合物颗粒表面的覆盖度为1～75％。
9. 根据权利要求1所述的正极活性材料，其中在所述含锂化合物颗粒表面而未被第一金属氧化物覆盖的其它区域，全部包覆所述第二金属氧化物的厚度为1～20nm或者形成深度小于200nm的浅层梯度固溶体。”
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
1、审查文本
复审请求人于2019年07月09日提交了权利要求书的全文替换页（共包括9项权利要求）。经审查，该修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审决定依据的文本为：2019年07月09日提交的权利要求第1-9项；申请日提交的说明书第1-106段、说明书附图、说明书摘要及摘要附图。
2、决定的理由
专利法实施细则第63条第2款规定：进行复审后，认为原驳回决定不符合专利法和本细则有关规定的，或者认为经过修改的专利申请文件消除了原驳回决定指出的缺陷的，应当撤销原驳回决定，由原审查部门继续进行审查程序。
如果经过修改的专利申请文件消除了原驳回决定和复审通知书指出的缺陷，则应撤销原驳回决定，由原审查部门继续进行审查程序。
驳回决定和复审通知书所针对的权利要求书中，包括产品权利要求1-6、9-10以及方法权利要求7-8。驳回决定和复审通知书中均指出，产品权利要求1-6、9-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。在复审请求人于2019年07月09日提交的修改后的权利要求书中，原产品权利要求1-6、9-10已全部被删除，因此复审请求人经过修改已消除驳回决定和复审通知书所指出的缺陷。
基于以上理由，合议组作出如下决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2019年01月07日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在2019年07月09日提交的权利要求第1-9项及申请日提交的说明书第1-106段、说明书附图、说明书摘要及摘要附图的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
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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