发明创造名称:碳材料、使用该碳材料的非水系二次电池
外观设计名称:
决定号:198112
决定日:2019-12-23
委内编号:1F241659
优先权日:2013-3-26
申请(专利)号:201480016813.8
申请日:2014-03-26
复审请求人:三菱化学株式会社
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:李慧
合议组组长:姚希
参审员:张殊卓
国际分类号:C01B31/04,H01M4/587
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术之间存在区别特征,并且现有技术给出了将上述区别特征应用于该最接近的现有技术以解决其技术问题的技术启示,这种启示会使本领域技术人员在面对所述技术问题时,有动机改进该最接近的现有技术并获得要求保护的技术方案,则该技术方案是显而易见的。
全文:
本复审请求审查决定涉及申请号为201480016813.8,名称为“碳材料、使用该碳材料的非水系二次电池”的PCT发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为三菱化学株式会社,申请日为2014年3月26日,优先权日为2013年3月26日,公开日为2015年11月11日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2017年9月19日驳回本申请,其理由是:权利要求1-11不符合专利法第22条第3款的规定。驳回决定所依据的审查文本为:申请人于2015年9月18日本申请进入中国国家阶段时提交的国际申请文件中文文本中的说明书第1-348段、说明书摘要;2017年6月12日提交的权利要求第1-11项(下称驳回文本)。
驳回决定中引用了以下对比文件:
对比文件1:WO 2012/000201A1,公开日期为2012年1月5日;
对比文件2:JP 特開2001-240404A,公开日期为2001年9月4日。
驳回文本的权利要求书如下:
“1. 一种碳材料,其包含石墨,并且满足(a)及(b),且该碳材料的表面官能团量O/C为0.8%以上且4%以下,
(a)通过升温热脱附质谱仪(TPD-MS)测得的碳材料在500℃之前的脱离硫氧化物气体量为0.39μmol/g以下,
(b)将碳材料5质量份悬浮分散在蒸馏水30质量份中时分散液的pH为9以下。
2. 根据权利要求1所述的碳材料,其中,该石墨是球形化天然石墨。
3. 根据权利要求1所述的碳材料,其体积基准平均粒径为10μm以上且40μm以下。
4. 根据权利要求1所述的碳材料,该碳材料通过BET法测定的比表面积(SA)为4m2/g以上且9m2/g以下。
5. 根据权利要求1所述的碳材料,其振实密度为0.8g/cm3以上且1.2g/cm3以下。
6. 一种复合化的碳材料,其含有权利要求1~5中任一项所述的碳材料和碳质物质。
7. 一种混合的碳材料,其含有权利要求1~5中任一项所述的碳材料、以及与权利要求1~5中任一项所述的碳材料不同的碳材料。
8. 权利要求1~5中任一项所述的碳材料的制造方法,该方法包括:对通过荧光X射线元素分析(XRF)求得的硫元素量为130ppm以下的石墨在200℃以上且800℃以下的温度进行热处理的前处理。
9. 根据权利要求8所述的碳材料的制造方法,其中,该石墨的硫元素量为120ppm以下。
10. 一种非水系二次电池,其具备能够吸留和放出锂离子的正极和负极、以及电解质,其中, 该负极具备集电体、和形成在该集电体上的活性物质层,所述活性物质层含有权利要求1~5中任一项所述的碳材料。
11. 一种非水系二次电池,其具备能够吸留和放出锂离子的正极和负极、以及电解质,其中, 该负极具备集电体、和形成在该集电体上的活性物质层,所述活性物质 层含有权利要求6所述的复合化的碳材料或权利要求7所述的混合的碳材料。”
申请人三菱化学株式会社(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年1月2日向专利复审委员会提出复审请求,未修改申请文件。
复审请求人认为:(1)除了权利要求1的条件(a)、(b)以外,控制O/C(表面的氧化程度)是非常重要的,这可以由本申请实施例(特别是表1~表2)的记载得到证实。本申请需要使条件(a)、(b)、以及O/C均满足本申请权利要求所限定的范围,才能获得本申请的上述技术效果。对比文件1、2中对于石墨表面的氧化处理完全没有任何的记载,且对比文件2给出相反的技术启示。
(2)对比文件1的发明目的在于,降低锂离子电池负极材料成本,提高其能量密度(参见D1说明书第[6]段),而本发明的效果是提供高温保存特性及循环特性优异的非水系二次电池,因而本申请所获得的如实施例所示的技术效果是基于对比文件1无法预料的。基于以上理由,权利要求1-11具备创造性。
经形式审查合格,专利复审委员会依法受理该复审请求,并于2018年1月16日向复审请求人发出复审请求受理通知书,同时将本申请转送至国家知识产权局原审查部门进行前置审查。
国家知识产权局原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后,专利复审委员会成立合议组对本申请进行审理。
合议组于2018年10月22日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-11不符合专利法第22条第3款的规定,具体理由为:独立权利要求1相对于对比文件1的区别为:(1)对比文件1未公开硫氧化物含量、测定硫氧化物含量和pH值的条件;(2)权利要求1还限定碳材料的表面官能团量O/C为0.8%以上且4%以下。基于上述区别特征,权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是如何获得性能更好的碳材料。对于区别特征(1),在对比文件1已公开pH值,以对比文件1中阴离子SO42-为50ppm换算硫化物浓度得到0.52μmol/g,本领域技术人员为确保碳材料性能稳定,结合公知常识和本领域的常规技术手段可以得到权利要求1中的测定方法和硫氧化物浓度。对于区别特征(2),在公知常识证据1(《先进电池材料》,李景虹编著,化学工业出版社,2004年6月,第1版,第237-238页)中公开了为了改善碳材料作为锂离子电池负极材料时的电化学性能,有必要对碳材料表面进行修饰和改性,改善其表面结构,氧化后的石墨材料表面形成许多不同类型的官能团,这些官能团中含有以共价键结合在石墨表面的C-O、C-H等基团。本领域技术人员为降低电池的不可逆容量、提高活性炭的双层电容,从而提高电化学性能,可以根据实际产品性能的需要调节相应的热处理时间、气氛条件等控制石墨表面的氧含量,从而得到需要的O/C含量比例。因此,权利要求1不具备创造性;从属权利要求2-5的附加技术特征已经被对比文件1公开或为本领域常用技术手段,因此,也不具备创造性。
独立权利要求6相对于对比文件1的区别为:所述碳材料是权利要求1~5中任一项所述的。对于该区别,权利要求1~5中任一项所述的碳材料已经对于本领域技术人员人员来说是显而易见的,在对比文件1的基础上,结合本领域中的公知常识能够显而易见的获得权利要求6的技术方案,因此,权利要求6不具备创造性。
独立权利要求7相对于对比文件1的区别为:所述碳材料是权利要求1~5中任一项所述的,或与权利要求1~5中任一项所述的碳材料不同的碳材料。对于该区别,权利要求1~5中任一项所述的碳材料已经对于本领域技术人员人员来说是显而易见的,在对比文件1的基础上,结合本领域中的公知常识能够显而易见的获得权利要求7的技术方案,因此,权利要求7不具备创造性。
独立权利要求8相对于对比文件1的区别为:所述碳材料是权利要求1~5中任一项所述的以及测定硫含量的条件。对于该区别,权利要求1~5中任一项所述的碳材料已经对于本领域技术人员人员来说是显而易见的,在对比文件1的基础上,结合本领域中的公知常识能够显而易见的获得权利要求8的技术方案,因此,权利要求8不具备创造性;从属权利要求9的附加技术特征也本领域常用技术手段,因此,也不具备创造性。
独立权利要求10相对于对比文件1的区别为:该非水系二次电池具备能够吸留和放出锂离子的正极和负极、以及电解质,其中,该负极具备集电体、和形成在该集电体上的活性物质层,活性物质层含有权利要求1~5中任一项所述的碳材料。对于该区别,权利要求1~5中任一项所述的碳材料已经对于本领域技术人员人员来说是显而易见的,在对比文件1的基础上,结合本领域中的公知常识能够显而易见的获得权利要求10的技术方案,因此,权利要求10不具备创造性。
独立权利要求11相对于对比文件1的区别为:该非水系二次电池具备能够吸留和放出锂离子的正极和负极、以及电解质,其中,该负极具备集电体、和形成在该集电体上的活性物质层,活性物质层含有权利要求6所述的复合化的碳材料或权利要求7所述的混合的碳材料。对于该区别,权利要求6~7中任一项所述的碳材料已经对于本领域技术人员人员来说是显而易见的,在对比文件1的基础上,结合本领域中的公知常识能够显而易见的获得权利要求11的技术方案,因此,权利要求11不具备创造性。
对于复审请求人的意见陈述,合议组认为:(1)申请人在意见陈述中所指出:“本申请比较例4-6中O/C不符合限定值0.8-4%,得到的样品性能不符合本申请的技术效果”。但是,基于本申请实施例、表1、表2可知,比较例4-6中除了O/C不符合本申请的限定,同时条件(b):pH值也不符合本申请的限定,而且在本申请说明书[0326]段明确给出结论:“比较例4-6中,虽然在500℃之前的脱离硫氧化物气体量在规定范围内(即满足条件a),但由于pH高于规定范围(不满足条件b),可看到剥离强度降低及循环保持率降低”。可知上述实施例和比较例的试验设计是为了说明pH高于本申请限定以及硫氧化物气体量较多时,不能得到本申请的技术效果,针对的是pH值这一变量。因此并不能从实施例与比较例中直接得到恰恰是O/C值的改变使得样品无法获得本申请所述技术效果的结论。
由公知常识证据1可知对石墨表面适度氧化处理可以降低电池的不可逆容量、提高活性炭的双层电容,从而提高电化学性能。本申请背景技术中也提及现有技术JP特開2010-219036A公开了“为了抑制制成非水系二次电池时在高温下产生气体,为了控制天然石墨的表面官能团量O/C值、表面官能团量Cl/C值、表面官能团量 S/C,在用浓硫酸等对天然石墨进行酸处理后,在100℃~600℃进行加热处理。”给出了使用硫酸对石墨表面进行氧化处理的技术启示。因此为了改善碳材料用作电池材料时的电学性能,本领域技术人员有动机对石墨表面进行氧化处理,并根据实际需要调节相应的热处理时间、气氛等控制石墨表面官能团的值。
(2)根据对比文件1的制备方法和产品要求可以推定其产品主要硫成分为SO42-,即在高温下脱离的硫氧化物含量也为≤50ppm,可知对比文件1公开了对于硫元素杂质进行严格控制,这符合本申请权利要求书和说明书的需要和预期,即对比文件1已经公开了满足低含量硫元素和相应pH,二者基于相同的发明构思,其取得相应的技术效果也是可以合理预期的。
针对上述复审通知书,复审请求人于2019年2月2日提交意见陈述书和权利要求书全文修改替换页(共11项,共1页),相对于复审通知书所针对的文本,所作的修改在于:将“通过升温热脱附质谱仪(TPD-MS)测得的碳材料在500℃之前的脱离硫氧化物气体量为0.39μmol/g以下”进一步限定为“通过升温热脱附质谱仪(TPD-MS)测得的碳材料在500℃之前的脱离硫氧化物气体量为0.01μmol/g以上且0.39μmol/g以下”;将“将碳材料5质量份悬浮分散在蒸馏水30质量份中时分散液的pH为9以下”进一步限定为“将碳材料5质量份悬浮分散在蒸馏水30质量份中时分散液的pH为4.5以上且7.5以下”。
修改后的权利要求书如下:
“1. 一种碳材料,其包含石墨,并且满足(a)及(b),且该碳材料的表面官能团量O/C为0.8%以上且4%以下, (a)通过升温热脱附质谱仪(TPD-MS)测得的碳材料在500℃之前的脱离硫氧化物气体量为0.01μmol/g以上且0.39μmol/g以下, (b)将碳材料5质量份悬浮分散在蒸馏水30质量份中时分散液的pH为4.5以上且7.5以下。
2. 根据权利要求1所述的碳材料,其中,该石墨是球形化天然石墨。
3. 根据权利要求1所述的碳材料,其体积基准平均粒径为10μm以上且40μm以下。
4. 根据权利要求1所述的碳材料,该碳材料通过BET法测定的比表面积(SA)为4m2/g以上且9m2/g以下。
5. 根据权利要求1所述的碳材料,其振实密度为0.8g/cm3以上且1.2g/cm3以下。
6. 一种复合化的碳材料,其含有权利要求1~5中任一项所述的碳材料和碳质物质。
7. 一种混合的碳材料,其含有权利要求1~5中任一项所述的碳材料、以及与权利要求1~5中任一项所述的碳材料不同的碳材料。
8. 权利要求1~5中任一项所述的碳材料的制造方法,该方法包括:对通过荧光X射线元素分析(XRF)求得的硫元素量为130ppm以下的石墨在200℃以上且800℃以下的温度进行热处理的前处理。
9. 根据权利要求8所述的碳材料的制造方法,其中,该石墨的硫元素量为120ppm以下。
10. 一种非水系二次电池,其具备能够吸留和放出锂离子的正极和负极、以及电解质,其中,
该负极具备集电体、和形成在该集电体上的活性物质层,所述活性物质层含有权利要求1~5中任一项所述的碳材料。
11. 一种非水系二次电池,其具备能够吸留和放出锂离子的正极和负极、以及电解质,其中, 该负极具备集电体、和形成在该集电体上的活性物质层,所述活性物质层含有权利要求6所述的复合化的碳材料或权利要求7所述的混合的碳材料。 ”
在上述修改的基础上,复审请求人认为:(1)通过升温热脱附质谱仪测得的碳材料在500℃之前的脱离硫氧化物气体量在0.01μmol/g以上且0.39μmol/g以下,是十分困难的。如果SO42-是H2SO4时,在低于500℃的温度时会分解、沸腾,能够作为“(a)通过升温热脱附质谱仪(TPD-MS)测得的碳材料在500℃之前的脱离硫氧化物气体量”被测定,但是CaSO4、K2SO4、Na2SO4等由于在高于500℃的温度时作为固体存在,因此无法作为“(a)通过升温热脱附质谱仪(TPD-MS)测得的碳材料在500℃之前的脱离硫氧化物气体量”被测定。而且对比文件1中硫含量经过换算后,高于本申请硫含量的限定区间。(2)对比文件1对于控制硫元素量没有任何记载。没有解决本发明的动机。基于以上原因,权利要求1-11具备创造性。
合议组于2019年5月6日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-11不符合专利法第22条第3款的规定,具体理由为:独立权利要求1相对于对比文件1的区别为:(1)对比文件1未公开硫氧化物含量、测定硫氧化物含量和pH值的条件;(2)权利要求1还限定碳材料的表面官能团量O/C为0.8%以上且4%以下。基于上述区别特征,权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是如何获得性能更好的碳材料。对于区别特征(1),在对比文件1已公开pH值,以对比文件1中阴离子SO42-为50ppm换算硫化物浓度得到0.52μmol/g,本领域技术人员为确保碳材料性能稳定,结合公知常识和本领域的常规技术手段可以得到权利要求1中的测定方法和硫氧化物浓度。对于区别特征(2),在公知常识证据1公开内容的基础上,本领域技术人员为降低电池的不可逆容量、提高活性炭的双层电容,结合常规技术手段可以得到权利要求1中的O/C含量比例。因此,权利要求1不具备创造性;从属权利要求2-5的附加技术特征已经被对比文件1公开或为本领域常用技术手段,因此,也不具备创造性。
独立权利要求6相对于对比文件1的区别为:所述碳材料是权利要求1~5中任一项所述的。对于该区别,权利要求1~5中任一项所述的碳材料已经对于本领域技术人员人员来说是显而易见的,在对比文件1的基础上,结合本领域中的公知常识能够显而易见的获得权利要求6的技术方案,因此,权利要求6不具备创造性。
独立权利要求7相对于对比文件1的区别为:所述碳材料是权利要求1~5中任一项所述的,或与权利要求1~5中任一项所述的碳材料不同的碳材料。对于该区别,权利要求1~5中任一项所述的碳材料已经对于本领域技术人员人员来说是显而易见的,在对比文件1的基础上,结合本领域中的公知常识能够显而易见的获得权利要求7的技术方案,因此,权利要求7不具备创造性。
独立权利要求8相对于对比文件1的区别为:所述碳材料是权利要求1~5中任一项所述的以及测定硫含量的条件。对于该区别,权利要求1~5中任一项所述的碳材料已经对于本领域技术人员人员来说是显而易见的,在对比文件1的基础上,结合本领域中的公知常识能够显而易见的获得权利要求8的技术方案,因此,权利要求8不具备创造性;从属权利要求9的附加技术特征也本领域常用技术手段,因此,也不具备创造性。
独立权利要求10相对于对比文件1的区别为:该非水系二次电池具备能够吸留和放出锂离子的正极和负极、以及电解质,其中,该负极具备集电体、和形成在该集电体上的活性物质层,活性物质层含有权利要求1~5中任一项所述的碳材料。对于该区别,权利要求1~5中任一项所述的碳材料已经对于本领域技术人员人员来说是显而易见的,在对比文件1的基础上,结合本领域中的公知常识能够显而易见的获得权利要求10的技术方案,因此,权利要求10不具备创造性。
独立权利要求11相对于对比文件1的区别为:该非水系二次电池具备能够吸留和放出锂离子的正极和负极、以及电解质,其中,该负极具备集电体、和形成在该集电体上的活性物质层,活性物质层含有权利要求6所述的复合化的碳材料或权利要求7所述的混合的碳材料。对于该区别,权利要求6~7中任一项所述的碳材料已经对于本领域技术人员人员来说是显而易见的,在对比文件1的基础上,结合本领域中的公知常识能够显而易见的获得权利要求11的技术方案,因此,权利要求11不具备创造性。
对于复审请求人的意见陈述,合议组认为:(1)、虽然对比文件1中的硫含量经换算后比本申请数值高,但对比文件1中表征的硫含量是有所组分中的硫成分,而本申请中的硫含量仅是在低于500℃的温度时会分解、沸腾的能被升温热脱附质谱仪测定的量,因此,对比文件1数值略高并不能证明对比文件1的技术方案不能将硫含量控制在0.01μmol/g以上且0.39μmol/g以下。
(2)、本申请限定“包含石墨的碳材料(A)满足 (a)和(b)的条件意味着成为如下状态:导致非水系二次电池的高温保存特性、循环特性恶化的要因的作为杂质混入到石墨中的硫成分、特别是硫酸、硫醇及噻吩这样的含硫有机化合物等以高 活性状态存在的硫成分被充分减少,并且具有对充放电不可逆容量降低、高温保存气体减少及循环特性提高非常有效的微量含硫成分,进而作为杂质含有的硫酸、盐酸及硝酸等无机酸被充分除去、存在于石墨表面的羧基及酚基等酸性官能团以适当的范围存在。可以制造极板强度、充放电效率、循环保持率、高温保存特性优异,并且气体产生量少的非水系二次电池”。
对比文件1公开了“有效避免了电池循环过程中形成的石墨颗粒“孤岛”,提高了负极材料可逆容量和循环稳定性,阴离子含量F-≤30ppm,Cl-≤50ppm,NO3-≤30ppm,SO42-≤50ppm,可以改变电池首次充放电时在负极材料表面形成界面膜SEI,即SEI膜产生的电化学反应,降低了不可逆容量,磁性物质的含量Fe、Cr、Ni和Zn之和小于20ppb,减少了充放电过程中的磁性物质与电解液等的副反应,减少了电池容量损失、电池的存储性能、自放电,有利于提高电池的循环稳定、安全性”(参见对比文件1说明书第47段),可见对比文件1与本申请均是通过采取降低不可逆容量,改进电池的循环稳定性、储存和放电性能。对比文件1明确公开了降低阴离子含量,可以改变电池首次充放电时在负极材料表面形成界面膜SEI,在此基础上,本领域技术人员有动机对于硫元素杂质严格控制。
针对上述复审通知书,复审请求人于2019年8月13日提交意见陈述书,未提交修改文件。复审请求人认为:(1)本申请的效果是提供高温保存特性及循环特性优异的非水系二次电池。为实现上述效果,对500℃之前的脱离硫氧化物气体量、分散液的pH值以及碳材料表面官能团量进行了限定,上述条件意味着石墨中的杂质硫成分被充分减少,充放电不可逆容量降低,而存在于石墨表面的酸性官能团以适当范围的存在。(2)在本申请中,通过以下方法降低含硫氧化物:降低原料石墨的硫元素含量、选择进行清洗的酸、进行清洗、在200~800℃进行热处理等,对比文件1没有公开上述方法。因此权利要求1-11具有创造性。
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、审查文本的认定
复审请求人于2019年2月2日提交了权利要求书全文修改替换页(共11项,共1页)。经合议组审查,其修改符合专利法第33条的规定和专利法实施细则第61条第1款的规定。因此,本复审请求审查决定针对的审查文本为:2015年9月18日本申请进入中国国家阶段时提交的国际申请文件中文文本中的说明书第1-348段、说明书摘要;2019年2月2日提交的权利要求第1-11项。
2、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。
如果要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术之间存在区别特征,并且现有技术给出了将上述区别特征应用于该最接近的现有技术以解决其技术问题的技术启示,这种启示会使本领域技术人员在面对所述技术问题时,有动机改进该最接近的现有技术并获得要求保护的技术方案,则该技术方案是显而易见的。
权利要求1-11不具备专利法第22条第3款规定的创造性,具体理由如下:
1)、权利要求1要求保护一种碳材料。对比文件1公开了一种锂离子电池碳负极材料,并具体公开了 (参见对比文件1说明书第1-3页):一种锂离子电池碳负极材料,所述锂离子电池负极材料由天然晶质石墨、天然隐晶质石墨和天然结晶脉状石墨中的一种以上为基体,基体外包覆有1-10nm厚的非石墨类碳材料,包覆后的微粒复合有基体质量1-20%的导电材料;所述非石墨类碳材料是乳化沥青热处理得到,所述导电材料是导电天然石墨粉、导电人造石墨粉和/或导电炭黑。其中该锂离子电池负极材料,阴离子含量F-≤30ppm,Cl-≤50ppm,NO3-≤30ppm,SO42-≤50ppm,pH值为4-7。
因此,该权利要求所要求保护的技术方案与对比文件1所公开的技术内容相比,其区别特征在于:(1)对比文件1未公开硫氧化物含量、测定硫氧化物含量和pH值的条件;(2)权利要求1还限定碳材料的表面官能团量O/C为0.8%以上且4%以下。基于上述区别特征,权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是如何获得性能更好地碳材料。
对于区别特征(1),以对比文件1中阴离子SO42-为50ppm换算硫化物浓度得到0.52μmol/g,在此基础上,本领域技术人员为确保碳材料性能稳定,通过合乎逻辑的分析,通过有限次试验可以控制脱离硫氧化物气体量在0.01μmol/g以上且0.39μmol/g以下,而其测量方法也是本领域技术人员根据实际需要可以选择的。
在对比文件1公开pH值的基础上,本领域技术人员是可以根据实际产品性能的需要选择pH值测定方法,其相应的效果也是可以预期的。
对于区别特征(2),在公知常识证据1(《先进电池材料》,李景虹编著,化学工业出版社,2004年6月,第1版,第237-238页)中公开了为了改善碳材料作为锂离子电池负极材料时的电化学性能,有必要对碳材料表面进行修饰和改性,改善其表面结构,氧化后的石墨材料表面形成许多不同类型的官能团,这些官能团中含有以共价键结合在石墨表面的C-O、C-H等基团。对石墨表面适度氧化处理可以降低电池的不可逆容量、提高活性炭的双层电容,从而提高电化学性能,在此基础上,本领域技术人员可以根据实际产品性能的需要调节相应的热处理时间、气氛条件等控制石墨表面的氧含量,从而得到需要的O/C含量比例,其相应的效果也是可以预期的。
因此,在对比文件1的基础上,结合本领域的公知常识得出该权利要求所要求保护的该技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不具备专利法第二十二条第三款所规定的创造性。
2)、从属权利要求2对产品种类作了进一步限定。球形化天然石墨是本领域技术人员所使用的常见石墨材料。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,该从属权利要求也不具备专利法第二十二条第三款所规定的创造性。
3)、从属权利要求3-5对产品性能作了进一步限定。对比文件1还公开了其粒度为4.0-48.0nm(参见对比文件1说明书第26段)(与本申请权利要求限定的相应的数值范围部分重叠),比表面积为2.5-5.0m2/g(参见对比文件1说明书第26段)(落入本申请权利要求限定的相应的数值范围内)。对于振实密度的限定,在对比文件1公开粉体压实密度1.65-2.05g/cm3的基础上,本领域技术人员是可以根据实际产品性能的需要进行有限的试验获得相应条件下的相应性能参数,其相应的效果也是可以预期的。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,上述从属权利要求也不具备专利法第二十二条第三款所规定的创造性。
4)、权利要求6要求保护一种复合化的碳材料,参见前述,权利要求1~5中任一项所述的碳材料已经对于本领域技术人员人员来说是显而易见的,对比文件1还公开了“所述锂离子电池负极材料由天然晶质石墨、天然隐晶质石墨和天然结晶脉状石墨中的一种以上为基体 ,基体外包覆有1-10nm厚的非石墨类碳材料,包覆后的微粒复合有基体质量1-20%的导电材料”,可知对比文件1的负极材料为复合化的碳材料,含有权利要求1~5中任一项所述的碳材料和碳质物质。因此,在对比文件1的基础上,结合本领域的公知常识得出该权利要求所要求保护的该技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不具备专利法第二十二条第三款所规定的创造性。
5)、权利要求7要求保护一种混合的碳材料,参见前述,权利要求1~5中任一项所述的碳材料已经对于本领域技术人员来说是显而易见的,对比文件1还公开了“所述锂离子电池负极材料由天然晶质石墨、天然隐晶质石墨和天然结晶脉状石墨中的一种以上为基体 ,基体外包覆有1-10nm厚的非石墨类碳材料,包覆后的微粒复合有基体质量1-20%的导电材料”。将不同种类的碳材料进行混合获得复合性能是本领域中的常用方法,在对比文件1的基础上,结合本领域的公知常识得出混合的碳材料,含有权利要求1~5中任一项所述的碳材料、以及与权利要求1~5中任一项所述的碳材料不同的碳材料,对本领域技术人员来说是显而易见的,该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不具备专利法第二十二条第三款所规定的创造性。
6)、权利要求8要求保护一种碳材料的制造方法,参见前述,权利要求1~5中任一项所述的碳材料已经对于本领域技术人员人员来说是显而易见的,对比文件1中公开了高温处理之前加热到700℃进行处理,在此基础上,本领域技术人员根据实际需要可以选择将通过荧光X射线元素分析求得的硫元素量为130ppm以下的石墨进行热处理前的预处理。因此,在对比文件1的基础上,结合本领域的公知常识得出该权利要求所要求保护的该技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不具备专利法第二十二条第三款所规定的创造性。
7)、从属权利要求9对硫元素含量作了进一步限定。石墨的硫元素量为120ppm以下是本领域技术人员根据实际需要可以选择得到的。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,该从属权利要求也不具备专利法第二十二条第三款所规定的创造性。
8)、权利要求10要求保护一种非水系二次电池,参见前述,权利要求1~5中任一项所述的碳材料对于本领域技术人员来说是显而易见的,在对比文件1公开了上述负极材料可作为锂离子电池负极且大幅降低制备成本的基础上,本领域技术人员通过有限次试验可以调整得到非水系二次电池,使该非水系二次电池具备能够吸留和放出锂离子的正极和负极、以及电解质,且该负极具有集电体和形成在该集电体上的活性物质层,该活性物质层含有权利要求1~5中任一项所述的碳材料。因此,在对比文件1的基础上,结合本领域的公知常识得出该权利要求所要求保护的该技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不具备专利法第二十二条第三款所规定的创造性。
9)、权利要求11要求保护一种非水系二次电池,参见前述,权利要求6所述的复合化的碳材料或权利要求7所述的混合的碳材料对于本领域技术人员来说是显而易见的,在对比文件1公开了上述负极材料可作为锂离子电池负极且大幅降低制备成本的基础上,本领域技术人员通过有限次试验可以调整得到非水系二次电池,使该非水系二次电池具备能够吸留和放出锂离子的正极和负极、以及电解质,且该负极具有集电体和形成在该集电体上的活性物质层,该活性物质层含有权利要求6所述的复合化的碳材料或权利要求7所述的混合的碳材料。因此,在对比文件1的基础上,结合本领域的公知常识得出该权利要求所要求保护的该技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不具备专利法第二十二条第三款所规定的创造性。
3、对于复审请求人在答复复审通知书时的陈述意见(具体参见案由部分),合议组认为:(1)对比文件1公开了“有效避免了电池循环过程中形成的石墨颗粒“孤岛”,提高了负极材料可逆容量和循环稳定性,阴离子含量F-≤30ppm,Cl-≤50ppm,NO3-≤30ppm,SO42-≤50ppm,可以改变电池首次充放电时在负极材料表面形成界面膜SEI,即SEI膜产生的电化学反应,降低了不可逆容量,减少了充放电过程中的磁性物质与电解液等的副反应,减少了电池容量损失、电池的存储性能、自放电,有利于提高电池的循环稳定、安全性”(参见对比文件1说明书第47段)。其中对比文件1中的阴离子SO42-为50ppm换算硫化物浓度值为0.52μmol/g,本申请中由升温热脱附质谱仪测定硫含量控制在0.01μmol/g以上且0.39μmol/g以下,由于升温热脱附质谱仪仅测量在低于500℃的温度时会分解、沸腾的硫成分,而石墨中通常仍存在未分解或沸腾的硫杂质成分,因此,对比文件1硫化物浓度数值略高并不能证明对比文件1的技术方案不能将硫含量控制在0.01μmol/g以上且0.39μmol/g以下。
对比文件1中已经公开了本申请对pH值的限定范围。
由公知常识证据1可知为改善碳材料作为锂离子电池负极材料时的电化学性能,对氧化后的石墨材料表面官能团进行修饰和改善是本领域中的常用方法。对比文件1的发明目的是改善锂离子电池负极材料的性能,提高能量密度、循环稳定和安全性,因此有动机调整石墨材料表面官能团,而以共价键结合在石墨表面的C-O、C-H等基团是官能团的常见形式(参见公知常识证据1),因此得到石墨表面的酸性官能团以适当范围的存在的技术效果是可以合理预期的。
可见对比文件1与本申请均是通过采取控制杂质硫含量、pH值和碳材料表面官能团量实现石墨中的杂质硫成分被充分减少,降低不可逆容量,改进电池的循环稳定性、储存和放电性能。
(2)本申请中给出了减少硫杂质的4种工艺:降低原料石墨的硫元素含量、选择进行清洗的酸、进行清洗、在200~800℃进行热处理。而对比文件1已经公开了原料选取时选择与电解液反应活性点少的原料,并在450-700℃进行碳化处理,上述方法均可有效减少杂质硫成分,选择清洗的酸液种类时考虑减少引入杂质以及进行酸清洗均是除杂的常规方法,本领域技术人员根据实际需要可以进行选择。
综上所述,对于复审请求人的主张,合议组不予支持。
根据上述事实和理由,合议组作出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2017年9月19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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