发明创造名称：一种高镍三元锂离子动力电池电解液及高镍三元锂离子动力电池
外观设计名称：
决定号：200483
决定日：2020-01-02
委内编号：1F277914
优先权日：
申请（专利）号：201610653856.8
申请日：2016-08-10
复审请求人：广州天赐高新材料股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：王浩
合议组组长：马冬娜
参审员：伍俊霞
国际分类号：H01M10/0567,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
：如果一项权利要求的技术方案与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，但其他现有技术已经给出了将上述区别技术特征应用于最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，则该权利要求所要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610653856.8，名称为“一种高镍三元锂离子动力电池电解液及高镍三元锂离子动力电池”的发明专利申请（下称“本申请”）。申请人为广州天赐高新材料股份有限公司。本申请的申请日为2016年08月10日，公开日为2016年10月26日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年01月22日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体理由为：权利要求1与对比文件2（公开号CN105098245A，公开日2015年11月25日）的区别技术特征为：①氟代磷腈的具体结构为链状；②电解液包括导电添加剂二氟磷酸锂，所述导电添加剂质量占所述电解液总质量0.1％～1.0％。基于上述区别技术特征权利要求1实际解决的技术问题是：提高电解液的导电性。对于区别技术特征①，由于对比文件2公开了环状磷化合物，氟代磷腈选择链状属于等同技术效果的替代。区别技术特征②被对比文件3（公开号CN105556732A，公开日2016年05月04日）公开，因此权利要求1不具有创造性。权利要求1其余选择的并列技术方被对比文件4（公开号CN103456993A，公开日为2013年12月18日）公开了，因此也不具备专利法创造性。权利要求2和3的附加技术特征被对比文件2公开，权利要求3限定的并列技术方案也是本领域技术人员通过常规试验选择容易实现的，因此也不具备创造性。权利要求4要求保护一种高镍三元锂离子动力电池，对比文件2公开了电池的结构，在权利要求1-3不具备创造性的前提下，权利要求4也不具备创造性。权利要求5的附加技术特征被对比文件2公开了，也不具备创造性。权利要求5限定的并列技术方案为本领域的常规选择，因此也不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为申请日2016年08月10日提交的说明书第1-47段、说明书附图1、说明书摘要、摘要附图；2018年12月29日提交的权利要求第1-5项 。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种高镍三元锂离子动力电池电解液，包括：非水有机溶剂、锂盐、导电添加剂-二氟磷酸锂、成膜添加剂-硫酸乙烯酯；以及浸润添加剂，所述浸润添加剂为氟代磷腈和氟代碳酸乙烯酯的混合物；所述氟代磷腈为具有式(1)所示结构的化合物：
其中，R1和R2分别表示碳原子数为1～6的烃基、烃氧基或苯氧基，或氢原子部分或者全部被氟取代的烃基、烃氧基或苯氧基；m表示3-6的整数，R1和R2可各自独立地为在单元之间的不同基团，且式(1)为链状结构；所述导电添加剂质量占所述电解液总质量0.1％～1.0％；所述成膜添加剂质量占所述电解液总质量0.3％～3.0％；所述浸润添加剂质量占所述电解液总质量0.1％～10.0％；所述电解液还包含碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、丁二腈、己二腈、乙二醇双(丙腈)醚中的一种或以上。
2. 根据权利要求1所述的高镍三元锂离子动力电池电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂为环状碳酸酯和链状酯的混合物，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或以上，所述链状酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯中的一种或以上。
3. 根据权利要求1所述的高镍三元锂离子动力电池电解液，其特征在于，所述锂盐为六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂和二氟草酸硼酸锂一种或两种及以上的混合锂盐，三种锂盐的摩尔比为1:0～0.2:0～0.2。
4. 一种高镍三元锂离子动力电池，包括正极极片、负极极片和权利要求1至3任意一项所述的锂离子动力电池电解液，所述正极极片包括正极集流体和正极膜片，所述负极极片包括负极集流体和负极膜片，所述正极膜片包括正极活性物质、导电剂和粘结剂，所述负极极片包括负极活性物质、导电剂和粘结剂，其特征在于，所述正极活性物质为LiNi1-x-y-zCoxMnyAlzO2，其中：0≤x≤0.5，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5且0≤x y z≤0.5；所述负极活性物质为人造石墨、天然石墨、钛酸锂或SiOw与石墨复合而成的硅碳复合材料。
5. 根据权利要求4所述的高镍三元锂离子动力电池，其特征在于，所述正极活性物质为镍 钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的至少一种；所述负极活性物质中的硅含量占比0.001％～20％。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年03月29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，删除原权利要求1，将申请日提交的权利要求2、3、4、5、6、7、8合并作为新的权利要求1，申请日提交的权利要求9、10为新的权利要求2和3。复审请求人认为：本申请通过将导电添加剂、成膜添加剂和浸润添加剂三种添加剂的协同作用、相互促进，能在电极表面形成优良的SEI膜，并有效促进锂离子电池内部各动力学过程，保证了动力电池的高功率特性和良好的循环性能，并有实施例和对比例的数据证明。复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种高镍三元锂离子动力电池电解液，包括：非水有机溶剂、锂盐、导电添加剂-二氟磷酸锂、成膜添加剂-硫酸乙烯酯；以及浸润添加剂，所述浸润添加剂为氟代磷腈和氟代碳酸乙烯酯的混合物；所述氟代磷腈为具有式(1)所示结构的化合物：
其中，R1和R2分别表示碳原子数为1～6的烃基、烃氧基或苯氧基，或氢原子部分或者全部被氟取代的烃基、烃氧基或苯氧基；m表示3-6的整数，R1和R2可各自独立地为在单元之间的不同基团，且式(1)为链状结构；所述导电添加剂质量占所述电解液总质量0.1％～1.0％；所述成膜添加剂质量占所述电解液总质量0.3％～3.0％；所述浸润添加剂质量占所述电解液总质量0.1％～10.0％；所述电解液还包含碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、丁二腈、己二腈、乙二醇双(丙腈)醚中的一种或以上；所述非水有机溶剂为环状碳酸酯和链状酯的混合物，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或以上，所述链状酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯中的一种或以上；所述锂盐为六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂和二氟草酸硼酸锂一种或两种及以上的混合锂盐，三种锂盐的摩尔比为1:0～0.2:0～0.2。
2. 一种高镍三元锂离子动力电池，包括正极极片、负极极片和权利要求1所述的锂离子动力电池电解液，所述正极极片包括正极集流体和正极膜片，所述负极极片包括负极集流体和负极膜片，所述正极膜片包括正极活性物质、导电剂和粘结剂，所述负极极片包括负极活性物质、导电剂和粘结剂，其特征在于，所述正极活性物质为LiNi1-x-y-zCoxMnyAlzO2，其中：0≤x≤0.5，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5且0≤x y z≤0.5；所述负极活性物质为人造石墨、天然石墨、钛酸锂或SiOw与石墨复合而成的硅碳复合材料。
3. 根据权利要求2所述的高镍三元锂离子动力电池，其特征在于，所述正极活性物质为镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的至少一种；所述负极活性物质中的硅含量占比0.001％～20％。”
2019年04月19日，复审请求人提交复审无效宣告程序补正书，将复审程序授权委托书中复审请求人和委托人由“东莞市凯欣电池材料有限公司”变更为“广州天赐高新材料股份有限公司”。
2019年04月29日，复审请求人再次提交复审无效宣告程序补正书，将复审请求人由“东莞市凯欣电池材料有限公司”变更为“广州天赐高新材料股份有限公司”，并再次提交重复的复审请求意见。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年05月08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2已经公开了本申请的大部分特征，本申请中也没有任何出处证明链状氟代磷腈具有意料不到的技术效果。对比文件3公开了锂盐优选含有二氟磷酸锂，二氟磷酸锂的含量相对于电解液100质量%优选为0.020质量%以上且1.0质量%以下（公开了0.1%~1.0%的一个端点且数值范围部分重合），使锂离子二次电池的循环性能、离子电导性趋于进一步提高。因此在对比文件2的基础上结合对比文件3获得该权利要求所请求保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的。进一步地，通过二氟磷酸锂、硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和氟代磷腈的同时使用，使电池的循环性能、低温性能、倍率放电性能有所提高，是本领域技术人员可以预料的技术效果。对于锂盐，对比文件2还公开了：所述锂盐为LiPF6、LiN(FSO2)2、LiN(CF3SO2)2、LiDFOB、LiBOB中的至少一种（参见第[0016]段）。对于并列技术方案，在此基础上本领域技术人员通过常规试验选择该权利要求所限定的三种锂盐的摩尔比是容易实现的，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15日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。合议组认为虽然本申请限定氟代磷腈为链状结构，然而氟代磷腈选择环状还是链状属于等同技术效果的替代，并且本申请中也没有任何出处证明链状氟代磷腈具有预料不到的技术效果，本申请的实施例中采用的磷腈化合物也均为环状氟代磷腈。至于成膜添加剂与导电添加剂、浸润添加剂的协同作用，本申请的实施例1与对比例1只能证明当电解液中不含DTD时电池低温性能、循环性能和倍率放电性能的劣化，DTD参与形成了SEI膜，但其不能证明成膜添加剂与导电添加剂、浸润添加剂的协同作用。基于同样的理由，导电添加剂、浸润添加剂对于电池低温性能、循环性能和倍率放电性能贡献的是各自的技术效果，本申请的实施例和对比例不足以证明复审请求人所述的协同协应。
复审请求人于2019年09月23日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人继续认为本申请中氟代磷腈的具体结构为链状，另外本申请通过导电添加剂、成膜添加剂和浸润添加剂三种添加剂的协同作用、相互促进，能在电极表面形成优良的SEI膜，并有效促进锂离子电池内部各动力学过程，保证了动力电池的高功率特性和良好的循环性能。且通过实施例1-10和对比例1-6的试验数据可以予以证明。
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
复审请求人于2019年03月29日提交复审请求时提交了新修改的权利要求第1-3项，经审查，该修改符合专利法实施细则第61条第1款和专利法第33条的规定。因此本复审决定所依据的文本是：申请日2016年08月10日提交的说明书第1-47段、说明书附图1、说明书摘要、摘要附图；2019年03月29日提交的权利要求第1-3项 。
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。
如果一项权利要求的技术方案与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，但其他现有技术已经给出了将上述区别技术特征应用于最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，则该权利要求所要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
本复审请求审查决定引用原审查部门在驳回决定中所引用的对比文件2-4作为现有技术，即：
对比文件2：CN105098245A，公开日为2015年11月25日；
对比文件3：CN105556732A，公开日为2016年05月04日；
对比文件4：CN103456993A，公开日为2013年12月18日。
其中，对比文件2是最接近的现有技术。
权利要求1请求保护一种高镍三元锂离子动力电池电解液。对比文件2公开了一种含氟代碳酸乙烯酯的锂离子电池电解液，并具体公开了以下的技术内容（参见说明书第[0005]-[0023]段）：一种含氟代碳酸乙烯酯的锂离子电池电解液，包括非水溶剂、锂盐及添加剂，其特征在于：其中非水溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯中的两种或两种以上；锂盐为LiPF6、LiN(FSO2)2、LiN(CF3SO2)2、LiDFOB、LiBOB中的至少一种；添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、苯腈化合物和环状磷化合物，所述环状磷化合物可选为结构式I所示的环状磷化合物：,其中，R1～R6为氢原子、氟原子或碳原子数为1～6的烃氧基/氟代烃氧基的任一种；所述环状磷化合物为乙氧基五氟环三磷腈、苯氧基五氟环三磷腈、六（甲氧基）环三磷腈等中的至少一种；所述氟代碳酸乙烯酯用量占锂离子电池电解液总质量的0.5％～20.0％，所述环状磷化合物用量占锂离子电池电解液总质量的0.3％～10.0％；所述电解液还包括硫酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、丁二腈、己二腈、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷（即乙二醇双(丙腈)醚）等的任意一种及以上，其占锂离子电池电解液的总质量的0.5%-10.0%；该电解液可应用于高镍正极材料电池。
权利要求1所要求的技术方案与对比文件2相比，区别技术特征在于：
①氟代磷腈的具体结构为链状；②电解液还包括导电添加剂二氟磷酸锂，所述导电添加剂质量占所述电解液总质量0.1％～1.0％；③所述非水有机溶剂为环状碳酸酯和链状酯的混合物；三种锂盐六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂和二氟草酸硼酸锂的摩尔比为1：0-0.2：0-0.2。基于上述区别技术特征，该权利要求实际解决的技术问题是：提高电解液的导电性。
关于区别技术特征①，对比文件2公开了环状磷化合物可选为结构式I所示的环状磷化合物：其中，R1～R6为氢原子、氟原子或碳原子数为1～6的烃氧基/氟代烃氧基的任一种；因此在对比文件2公开了如该权利要求所限定的氟代磷腈R1和R2的选择，公开了m=3的情形，在此基础上，氟代磷腈选择链状属于等同技术效果的替代。且当m值较小时，氟代磷腈通常处于环状的稳定状态。
关于区别技术特征②，对比文件3公开了一种电解液（参见说明书第[0134]-[0137]段），其中锂盐优选含有二氟磷酸锂，二氟磷酸锂的含量相对于电解液100质量%优选为0.020质量%以上且1.0质量%以下，使锂离子二次电池的循环性能、离子电导性趋于进一步提高（参见说明书第[0136]段）。可见区别技术特征②已被对比文件3公开，且该区别技术特征在对比文件3中所起的作用与其在本申请中为解决其技术问题所起的作用相同，也就是说对比文件3给出了将上述技术特征用于对比文件2以解决其技术问题的启示。
关于区别技术特征③，在对比文件2公开了非水溶剂可以为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯中的两种或两种以上、以及锂盐为LiPF6、LiN(FSO2)2、LiN(CF3SO2)2、LiDFOB、LiBOB中的至少一种的基础上，选择该权利要求所限定的环状碳酸酯和链状碳酸酯混合物作为溶剂以及选择六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂和二氟草酸硼酸锂三者的混合物作为锂盐是本领域技术人员容易实现的；而且，三种锂盐的混合比例也是本领域技术人员可以通过有限的试验得到的。
因此，在对比文件2的基础上结合对比文件3及有限的试验得到该权利要求所请求保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的。因此该权利要求所请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，因此不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于权利要求1中R1和R2的其余并列技术方案，对比文件4公开了一种高电压锂离子电池电解液，并具体公开了以下的技术内容（参见说明书第[0005]-[0018]段）：一种高电压锂离子电池电解液，其包括：非水溶剂；锂盐；第一添加剂，氟代磷腈；其中，所述第一添加剂为具有式（1）所示结构的氟代磷腈，，其中，3≤x≤6；R1～R2分别表示氟原子，或碳原子数1～6的直链烃基、烃氧基、苯基或苯氧基，或氢原子部分或者全部被氟取代的直链烃基、烃氧基、苯基或苯氧基；第一添加剂可选乙氧基五氟环三磷腈。因此对比文件4公开了权利要求1中R1和R2的基团选择，且在此基础上，氟代磷腈选择链状属于等同技术效果的替代。此外R1和R2可各自独立地为在单元之间的不同基团属于本领域的常规选择。因此在对比文件2的基础上结合对比文件3、4及有限的试验获得该权利要求所请求保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的。因此该权利要求所请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，因此不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2要求保护一种高镍三元锂离子动力电池，其包括正极极片、负极极片和权利要求1所述的锂离子动力电池电解液。对比文件2公开了一种锂离子电池，其包括正极片、负极片、隔膜以及含氟代碳酸乙烯酯的锂离子电池电解液；其中正极片活性物质为钴酸锂、镍钴锰酸锂或镍锰酸锂中任意一种，负极片活性物质为石墨、硅碳复合材料中任意一种（参见说明书第[0005]-[0023]段）。正极极片包括正极集流体和正极膜片，负极极片包括负极集流体和负极膜片，正极膜片包括正极活性物质、导电剂和粘结剂，负极极片包括负极活性物质、导电剂和粘结剂都属于本领域的公知常识；权利要求2所要求的技术方案与对比文件2相比，区别技术特征还包括正极活性物质的具体化学式，然而该权利要求所限定的正极活性物质是本领域的常规选择。因此在权利要求1不具备创造性的情况下，权利要求2也不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求3是权利要求2的从属权利要求，其进一步限定了正极和负极的活性物质。然而对比文件2公开了所述正极片活性物质为镍钴锰酸锂（参见说明书第[0018]段）。权利要求3所限定的负极活性物质中硅含量是本领域技术人员可以根据实际需要选择的。此外，采用镍钴铝酸锂作为正极活性材料也是本领域常用的技术手段。因此在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该从属权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对复审请求人相关意见的评述
本申请权利要求书中限定氟代磷腈为链状结构，但本申请的实施例中采用的磷腈化合物均为环状氟代磷腈。选择氟代磷腈环状还是链状均属于等同技术的替代，本申请中也没有证明选择链状氟代磷腈具有预料不到的技术效果，本申请的实施例1与对比例1只能证明当电解液中不含DTD时电池低温性能、循环性能和倍率放电性能的劣化，DTD参与形成了SEI膜，导电添加剂、浸润添加剂对于电池低温性能、循环性能和倍率放电性能贡献的是各自的技术效果，本申请的实施例和对比例不足以证明复审请求人所述的协同协应。
基于上述理由，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01月22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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