发明创造名称：一种锂离子电池的化成方法及锂离子电池
外观设计名称：
决定号：197072
决定日：2019-11-21
委内编号：1F294129
优先权日：
申请（专利）号：201710935670.6
申请日：2017-10-10
复审请求人：珠海格力电器股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：黄丹萍
合议组组长：王志宇
参审员：薛霏
国际分类号：H01M10/058，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
：如果权利要求所要求保护的技术方案相对于作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，但该区别技术特征的一部分是本领域技术人员根据需要不需要付出创造性劳动能够得到的，该区别技术特征的另一部分被另一篇对比文件公开，并且给出了将以上区别技术特征的另一部分应用到该最接近的现有技术中以解决相关技术问题的启示，则将上述两篇对比文件结合从而得到该权利要求请求保护的技术方案是显而易见的，该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201710935670.6，名称为“一种锂离子电池的化成方法及锂离子电池”的发明专利申请（下称“本申请”）。申请人为珠海格力电器股份有限公司。本申请的申请日为2017年10月10日，公开日为2018年04月13日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年05月07日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-16不符合专利法第22条第3款的规定。权利要求1与对比文件3（CN105406129A，公开日为2016年03月16日）的区别技术特征在于：预压：在0.2-0.3MPa的压力下对所述电芯进行预压；第一预设压力为0.5-1MPa。权利要求1实际解决的技术问题是如何避免直接施加大压力对电芯的冲击，造成卷芯移位，电芯主体受压不均，以提高成膜稳定性和化成效率。对比文件1（CN106099202A，公开日为2016年11月09日）公开了化成前采取预压处理，由于其并未直接加大压力对于电芯进行化成，因此能够避免施加大压力对于电芯的影响，且化成初期采取了较小的压力进行预化成，化成的主要过程采取了较大压力，这样可以提高成膜质量以及提高化成效率，给出了技术启示，在对比文件3的化成步骤前，增加预压的步骤，而对比文件3已经公开了在0.48MPa下进行分阶段充电的化成，对比文件1公开了在0.05-0.3Mpa下进行预压，在此基础上，本领域技术人员容易获得相对较小的压力值如权利要求中限定的0.2-0.3MPa的预压压力，0.5-1Mpa的预设压力的化成条件。因此权利要求1相对于对比文件3，对比文件1和本领域公知常识的结合不具备创造性。从属权利要求2-15的附加技术特征或者被对比文件3公开，或者是本领域常规选择，因此权利要求2-15不具备创造性。基于同样的理由，权利要求16也不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为2019年03月11日提交的权利要求第1-16项，申请日2017年10月10日提交的说明书第1-104段、说明书附图图1-5、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. 一种锂离子电池的化成方法，对锂离子电池的电芯进行化成，其特征在于，包括如下步骤：
预压：在0.2-0.3MPa的压力下对所述电芯进行预压；
阶梯式充电：在第一预设压力下，对所述电芯进行阶梯式充电；所述第一预设压力为0.5-1MPa；
老化：对所述电芯进行老化处理；
冷压：对所述电芯进行冷压处理。
2. 根据权利要求1所述的锂离子电池的化成方法，其特征在于，在所述预压的步骤中：
对所述电芯进行预压的时间为2-5min；和/或
对所述电芯进行预压的温度为50-80℃。
3. 根据权利要求1所述的锂离子电池的化成方法，其特征在于，在所述阶梯式充电的步骤中：在第一预设压力和第一预设温度下，对所述电芯进行阶梯式充电；其中，所述第一预设温度为50-80℃。
4. 根据权利要求1所述的锂离子电池的化成方法，其特征在于，对所述电芯进行阶梯式充电的步骤，包括：
第一次充电：采用第一电流对所述电芯进行第一次恒流充电，充电至第一截止电压；
第二次充电：采用第二电流对所述电芯进行第二次恒流充电，充电至第二截止电压。
5. 根据权利要求4所述的锂离子电池的化成方法，其特征在于，所述第一截止电压为3.5-4V；和/或所述第二截止电压为4-4.2V。
6. 根据权利要求4或5所述的锂离子电池的化成方法，其特征在于，在所述第一次充电的步骤中：
所述第一电流为0.1-0.5C；所述第一次恒流充电的充电时间为40-50min。
7. 根据权利要求4或5所述的锂离子电池的化成方法，其特征在于， 在所述第二次充电的步骤中：
所述第二电流为0.5-1C；所述第二次恒流充电的充电时间为60-70min。
8. 根据权利要求4所述的锂离子电池的化成方法，其特征在于，在所述第一次充电的步骤结束后，使所述电芯静置5-10min，再进行第二次充电的步骤；
在所述第二次充电的步骤结束后，使所述电芯静置5-10min，再进行老化的步骤。
9. 根据权利要求1所述的锂离子电池的化成方法，其特征在于，在所述老化的步骤中：
对所述电芯进行老化的温度为75-85℃；和/或
对所述电芯进行老化的压力为0.5-1MPa。
10. 根据权利要求1所述的锂离子电池的化成方法，其特征在于，在所述预压的步骤之前，还包括：
注液：将电解液注入锂离子电池的电芯后，使所述电芯静置。
11. 根据权利要求10所述的锂离子电池的化成方法，其特征在于，在40-45℃的温度下，使注液后电芯的静置30-38h。
12. 根据权利要求1所述的锂离子电池的化成方法，其特征在于，所述冷压的步骤具体为：在20±5℃的温度和0.2-0.3MPa的压力下，对所述电芯进行夹具冷压。
13. 根据权利要求12所述的锂离子电池的化成方法，其特征在于，在所述冷压的步骤中，对所述电芯进行冷压的时间为30-60min。
14. 根据权利要求1所述的锂离子电池的化成方法，其特征在于，在所述冷压的步骤之后，还包括：对所述电芯进行除气封装的步骤。
15. 根据权利要求1所述的锂离子电池的化成方法，其特征在于，所述预压步骤、阶梯式充电步骤、老化步骤均在高温压力化成设备中进行。
16. 一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池由权利要求1-15任一项所述的化成方法化成后得到。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年07月29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：对比文件1中，预压和充电的主要过程的压力是相同的，没有公开阶段式加压的方案，本申请中预压的压力小于阶梯式充电（SEI膜形成阶段），而对比文件1给出的是预压的压力等于SEI膜形成阶段的技术教导，因此复审请求人认为对比文件1没有给出“在0.2-0.3MPa的压力下对所述电芯进行预压；所述第一预设压力为0.5-1MPa”的技术启示。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年08月07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，对比文件1公开了先预压，再在预压压力下进行预化成，然后提升压力进行主化成，而本申请是在预压压力下保持一段时间，直接提升压力进行化成。两者的增大压力均是在预压之后，其预压过程均是增大压力充电前的保压措施，因此认为对比文件1公开了化成前需要进行预压，化成增压的技术内容，由于未直接施加大的压力，因此能够避免直接施加大的压力对于电芯的冲击，因此解决技术问题就是避免电芯受到大电压的冲击等，当对于对比文件3进行改进时，也必然是包含化成增压的步骤，即预压过程仍是作为增大压力充电前的保压措施，而对比文件1公开了在0.1-2Mpa下进行预压，对比文件3公开了在0.47Mp的压力下进行阶梯式充电，因此容易获得本申请限定的化成充电时压力高于预压压力的技术方案，达到与本申请相同的技术效果，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09月25日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-16不符合专利法第22条第3款的规定，并认为对比文件1公开了预压压力范围为0.05～0.3Mpa；保持预压压力和预加热温度，进行恒流充电；高温高压处理，高压处理的温度范围为40～70℃，压力范围为0.6～1MPa，进行恒流充电，高温加压化成的方法，从两方面促使反应的快速进行。可见对比文件1给出了高温高压化成能够提高化成效率的启示。本领域技术人员根据需要在化成的初始阶段就采用高压（0.5-1MPa）以更好的提高化成效率不需要付出创造性的劳动。
复审请求人于2019年10月14日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：本申请是在同一压力下对电芯进行阶梯式充电，防止在化成过程中压力变化带来的SEI膜的晶格物性形成的差异，而对比文件1中形成的SEI膜包括两个部分，一部分在较低压力下形成，一部分在较高压力下形成，其SEI膜的结合强度不足，容易产生面缺陷。
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没有提交修改文本，因此本复审决定针对的文本为：2019年03月11日提交的权利要求第1-16项，申请日2017年10月10日提交的说明书第1-104段、说明书附图图1-5、说明书摘要和摘要附图。
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。
如果权利要求所要求保护的技术方案相对于作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，但该区别技术特征的一部分是本领域技术人员根据需要不需要付出创造性劳动能够得到的，该区别技术特征的另一部分被另一篇对比文件公开，并且给出了将以上区别技术特征的另一部分应用到该最接近的现有技术中以解决相关技术问题的启示，则将上述两篇对比文件结合从而得到该权利要求请求保护的技术方案是显而易见的，该权利要求不具备创造性。
在本复审决定中引用驳回决定以及复审通知书中所引用的对比文件1和3作为现有技术即：
对比文件1：CN106099202A，公开日为2016年11月09日；
对比文件3：CN105406129A，公开日为2016年03月16日。
以对比文件1作为最接近现有技术。
1）、权利要求1不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求1要求保护一种锂离子电池的化成方法，对比文件1公开了一种锂离子电池快速化成方法（参见说明书第[0005]-[0029]段），所述快速化成方法包含固体电解质界面膜形成阶段和气体排出阶段，其中，所述的固体电解质界面膜形成阶段包含以下步骤：步骤1，预压：采用高温加压化成夹具，对叠片软包装锂离子电池进行预压，预压压力范围为0.05～0.3Mpa，同时预加热，预加热温度为35℃，整个预压过程保持10～30min；步骤2，化成：预压结束后保持预压压力和预加热温度，进行恒流充电，恒流充电电流范围为0.01～0.1C，直至总充电容量达到电池可逆容量的8%～15%；所述气体排出阶段包含以下步骤：步骤1，高温高压：采用高温加压化成夹具，对叠片软包装锂离子电池进行高温高压处理，高压处理的温度范围为40～70℃，压力范围为0.6～1MPa，达到指定温度和压力后保持10～30min；步骤2，化成排气：高温高压结束后保持温度和压力，进行恒流充电，恒流充电电流范围为0.1～1C，直至总充电容量达到电池可逆容量的50%～100%。化成结束后的电池进行老化、抽真空封口和分容，制得成品电池。
可见，权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：1）在第一预设压力为0.5-1MPa下，对电芯进行阶梯式充电；2）对电芯进行冷压处理。
基于区别技术特征1），本申请实际要解决的技术问题是在高压下进行阶梯式充电以提高化成效率。对比文件1公开了（参见说明书第[0017]、[0024]-[0027]段）先以预压压力0.1MPA采用0.08C对电池进行恒流充电（相当于化成第一阶段），再以压强0.8MPa用1C电流对锂电池进行恒流充电（相当于化成第二阶段）。高温加压化成的方法，从两方面促使反应的快速进行，一方面：较高的温度既可以增加反应的活性又可以提高化成气体排出的速率，另一方面：大幅度提升电池压力，缩短离子迁移距离，可提升化成效率和极片表面反应一致性；而在随后的气体排出阶段，SEI膜已基本形成，采用比固体电解质相界面膜(SEI膜)形成时更高的温度和压力，同时以大电流充电方式来促使SEI膜结构重整稳定和气体充分排出。可见对比文件1给出了高温高压化成能够提高化成效率的启示。本领域技术人员根据需要在化成的初始阶段就采用高压（0.5-1MPa）以更好的提高化成效率不需要付出创造性的劳动。
基于区别技术特征2），本申请实际要解决的技术问题是为了更好的保持良好的外观。对比文件3公开了一种锂离子电池的化成方法（参见说明书第[0028]段），其包括对电池进行冷却降温，压力将至0.1-1.0MPa，可见对比文件3公开了上述区别技术特征2），且其作用也是为了保持良好外观。
因此在对比文件1的基础上结合对比文件3得到权利要求1所要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，因而不具备创造性。
2）、权利要求2-15不符合专利法第22条第3款的规定。
对比文件1（参见说明书[0017]、[0024]-[0027]段）公开了：实施例1中预压压力为0.1MPa，预压时间为20min，温度为35℃；预压可以采取0.05-0.3MPa，预压时间为10-30min，温度为30-45℃，本领域技术人员根据需要将预压温度和时间进行调整不需要付出创造性的劳动，因此权利要求2不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。
对比文件1公开了（参见说明书第[0017]、[0024]-[0027]段）先以预压压力0.1MPA、温度为35℃，采用0.08C对电池进行恒流充电，再以压强0.8MPa、温度为50℃，用1C电流对锂电池进行恒流充电，高温高压化成能够提高化成效率，本领域技术人员容易想到初始化成阶段的温度也升高至50℃以提高化成效率，因此权利要求3不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。
对比文件3公开了（参见说明书第[0026]段）充电时先采用0.1～0.5CmA电流进行充电，充电至截止电压3.7V，然后再采用0.5C～2.0CmA电流进行充电，充电至截止电压4.0V，且其作用也是为了阶段式化成，因此在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，从属权利要求4、5也不具备创造性。
对比文件3公开了（参见说明书第[0026]段）充电时先采用0.1～0.5CmA电流进行充电，充电至截止电压3.7V，然后再采用0.5C～2.0CmA电流进行充电，充电至截止电压4.0V，本领域根据需要控制恒流充电的时间不需要付出创造性的劳动，因此权利要求6、7不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。
采用静置一定时间以使得成膜稳定，提高化成质量为本领域的常规选择，本领域技术人员能够根据实际需要选择何时进行静置以及静置时间不需要付出创造性的劳动，因此权利要求8不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。
对比文件1公开了（参见说明书第[0028]段）化成结束后的电池进行老化、抽真空封口和分容，制得成品电池。本领域技术人员根据需要选择老化的温度和压力不需要付出创造性的劳动，因此权利要求9不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。
电池化成前必然是已经注入电解液的，本领域技术人员根据需要控制注液后电芯的静置温度和时间不需要付出创造性的劳动，因此权利要求10、11不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。
对比文件3公开了（参见说明书第[0028]段）对电池进行冷却降温至20-30℃，压力降至0.1-1.0MPa，冷却时间为1-30min，因此本领域技术人员根据需要选择冷压压力为0.2-0.3MPa不需要付出创造性的劳动，因此权利要求12、13不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。
对比文件1公开了（参见说明书第[0028]段）化成结束后的电池进行老化、抽真空封口（相当于除气封装）和分容，制得成品电池。因此在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，从属权利要求14也不具备创造性。
由于对比文件1公开（参见说明书第[0005]-[0029]段）的预压、阶梯式充电均需要高温高压，本领域技术人员容易想到将预压、阶梯式充电和老化步骤均在高温压力化成设备中进行，因此权利要求15不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。
3）、权利要求16不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求16要求保护一种锂离子电池，对比文件1公开了一种锂离子电池，由于权利要求1-15任一项的化成方法不具备创造性，因此上述方法化成而得到的锂离子电池也不具备创造性。
对复审请求人相关意见的评述
合议组认为：复审申请人声称的技术效果“同一压力下对电芯进行阶梯式充电，防止在化成过程中压力变化带来的SEI膜的晶格物性形成的差异”并没有记载在原始申请文件中。对比文件1公开了（参见说明书第[0017]、[0024]-[0027]段）先以预压压力0.1MPA采用0.08C对电池进行恒流充电（相当于化成第一阶段），再以压强0.8MPa用1C电流对锂电池进行恒流充电（相当于化成第二阶段）。高温加压化成的方法，从两方面促使反应的快速进行，一方面：较高的温度既可以增加反应的活性又可以提高化成气体排出的速率，另一方面：大幅度提升电池压力，缩短离子迁移距离，可提升化成效率和极片表面反应一致性；而在随后的气体排出阶段，SEI膜已基本形成，采用比固体电解质相界面膜(SEI膜)形成时更高的温度和压力，同时以大电流充电方式来促使SEI膜结构重整稳定和气体充分排出。可见对比文件1给出了高温高压化成能够提高化成效率的启示。本领域技术人员根据需要在化成的初始阶段就采用高压（0.5-1MPa）以更好的提高化成效率不需要付出创造性的劳动。
可见，复审请求人的意见不具备说服力。
综上，合议组依法作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2019年05月07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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