一种锂离子电池用非水电解质溶液及采用该电解液的锂离子电池-复审决定


发明创造名称:一种锂离子电池用非水电解质溶液及采用该电解液的锂离子电池
外观设计名称:
决定号:199510
决定日:2020-01-06
委内编号:1F277915
优先权日:
申请(专利)号:201610329976.2
申请日:2016-05-18
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:武绪丽
合议组组长:王志宇
参审员:郑伟伟
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,而该区别技术特征被另一篇对比文件公开,其在该另一篇对比文件中所起的作用与在本申请中的作用相同,则该另一篇对比文件给出了将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示,则该权利要求相对于上述两篇对比文件的结合不具有创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201610329976.2,名称为“一种锂离子电池用非水电解质溶液及采用该电解液的锂离子电池”的发明专利申请(下称“本申请”)。申请人为东莞市凯欣电池材料有限公司,后变更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05月18日,公开日为2016年07月13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,以权利要求1-5不具有专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请。其中,权利要求1与对比文件1(CN105529498A,公开日为2016年04月27日)的区别技术特征在于:添加剂包括富马酸酯类化合物,富马酸酯类化合物结构式为式II,其中,R1、R2为碳原子1~4的烷烃或硅烷氧基类基团;所述富马酸酯类化合物的质量百分含量为0.1%~2%。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保证电池在高电压下仍保持良好的循环寿命,低温放电特性和高温存储特性。对比文件2(JP特开2002-367673A,公开日为2002年12月20日)公开了上述区别技术特征,并且在在对比文件2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,因此在对比文件1的基础上结合对比文件2得出该权利要求所请求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,权利要求1不具有创造性。对于权利要求1的其余并列技术方案,关于其余二腈化合物的选择是本领域常规基团的选择;对于其余富马酸酯类化合物的的选择,则是在对比文件2的教导下常见基团的取代,因此上述其余并列技术方案不具有创造性。权利要求2-3引用权利要求1,其附加技术特征被对比文件1公开,因此权利要求2-3也不具有创造性。权利要求4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,在所引用的权利要求1-3所述的电解液不具有创造性时,权利要求4也不具有创造性。权利要求5引用权利要求4,其附加技术特征被对比文件1公开,因此权利要求5也不具有创造性。驳回决定所依据的文本为:申请日2016年05月18日提交的说明书第1-70段、说明书摘要;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. 一种锂离子电池用非水电解质溶液,其包括非水溶剂和溶于该非水溶剂的锂盐以及添加剂,其特征在于,该添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、二腈化合物和富马酸酯类化合物;二腈化合物结构式为式Ⅰ: 
其中,R表示碳原子数为1~10的基团;R独立地选自亚烃基、乙氧基、苯基、乙烯基的基团中的一种;
富马酸酯类化合物结构式为式Ⅱ: 
其中,R1、R2为碳原子1~4的烷烃或硅烷氧基类基团;所述二腈化合物的质量百分含量为1%~6%;所述二腈化合物选自丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈、癸二腈、2-甲基戊二腈、2-亚甲基戊二腈、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷、1,3-苯二乙腈、1,4-二氰基-2-丁烯中的一种或两种以上;所述富马酸酯类化合物的质量百分含量为0.1%~2%;以所述非水电解质溶液的总重量计,所述氟代碳酸乙烯酯的含量为1~6%;所述电解液还含有1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺内酯、硫酸乙烯酯和硫酸丙烯酯中的一种或两种以上,且上述各添加剂在电解液中的质量百分比各自为0.1~10%。
2. 根据权利要求1所述的锂离子电池用非水电解质溶液,其特征在于,所述的非水有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯中的一种或两种以上。
3. 根据权利要求1所述的锂离子电池用非水电解质溶液,其特征在于,所述锂盐选自六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、双氟草酸硼酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂盐中的一种或两种以上。
4. 一种锂离子电池,充电截止电压大于4.2V而不高于4.5V,包括正极、负极和置于正极与负极之间的隔膜,其特征在于,还包括权利要求1至3任意一项所述的锂离子电池的电解液。
5. 根据权利要求4所述的锂离子电池,其特征在于,正极的活性物质的结构式为:LiNixCoyMnzL(1-x-y-z)O2,其中,L为Al、Sr、Mg、Ti、Ca、Zr、Zn、Si或Fe,0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1。”
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,提交了意见陈述书和修改后的权利要求第1-3项,其中将驳回决定针对的权利要求2和3的附加技术特征并入权利要求1中,删除了权利要求2和3,并相应地调整了权利要求的编号。复审请求人认为:权利要求1与对比文件1的区别技术特征还包括(1)以非水电解质溶液的总重量计,氟代碳酸乙烯酯的含量为1-6%;(2)电解液还含有1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺内酯、硫酸乙烯酯和硫酸丙烯酯中的一种或两种以上,且上述各添加剂在电解液中的质量百分比各自为0.1~10%;(3)非水有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯中的一种或两种以上。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在高电压电池中,提高高温循环和高温存储性能。对比文件2没有公开上述区别特征,所以权利要求1具有创造性。复审请求时新修改的权利要求书如下:
“1. 一种锂离子电池用非水电解质溶液,其包括非水溶剂和溶于该非水溶剂的锂盐以及添加剂,其特征在于,该添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、二腈化合物和富马酸酯类化合物;二腈化合物结构式为式Ⅰ:
其中,R表示碳原子数为1~10的基团;R独立地选自亚烃基、乙氧基、苯基、乙烯基的基团中的一种;
富马酸酯类化合物结构式为式Ⅱ:
其中,R1、R2为碳原子1~4的烷烃或硅烷氧基类基团;所述二腈化合物的质量百分含量为1%~6%;所述二腈化合物选自丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈、癸二腈、2-甲基戊二腈、2-亚甲基戊二腈、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷、1,3-苯二乙腈、1,4-二氰基-2-丁烯中的一种或两种以上;所述富马酸酯类化合物的质量百分含量为0.1%~2%;以所述非水电解质溶液的总重量计,所述氟代碳酸乙烯酯的含量为1~6%;所述电解液还含有1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺内酯、硫酸乙烯酯和硫酸丙烯酯中的一种或两种以上,且上述各添加剂在电解液中的质量百分比各自为0.1~10%;所述的非水有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯中的一种或两种以上;所述锂盐选自六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、双氟草酸硼酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂盐中的一种或两种以上。
2. 一种锂离子电池,充电截止电压大于4.2V而不高于4.5V,包括正极、负极和置于正极与负极之间的隔膜,其特征在于,还包括权利要求1所述的锂离子电池的电解液。
3. 根据权利要求2所述的锂离子电池,其特征在于,正极的活性物质的结构式为:LiNixCoyMnzL(1-x-y-z)O2,其中,L为Al、Sr、Mg、Ti、Ca、Zr、Zn、Si或Fe,0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1。”
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1公开了修改后的权利要求1中新增加的技术特征,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13日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-3相对于对比文件1和对比文件2的结合不具有专利法第22条第3款规定的创造性,其中合议组指出:对比文件1公开了上述复审请求人提及的区别特征,并且所解决的技术问题与本申请相同。
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。复审请求人提交的意见陈述书内容与提交复审请求时的意见陈述书内容基本相同,具体为:权利要求1与对比文件1的区别技术特征还包括(1)以非水电解质溶液的总重量计,氟代碳酸乙烯酯的含量为1-6%;(2)电解液还含有1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺内酯、硫酸乙烯酯和硫酸丙烯酯中的一种或两种以上,且上述各添加剂在电解液中的质量百分比各自为0.1~10%;(3)非水有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯中的一种或两种以上。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在高电压电池中,提高高温循环和高温存储性能。对比文件2没有公开上述区别特征,所以权利要求1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
审查文本的认定
复审请求人针对复审通知书于2019年09月23日提交了修改后的权利要求第1-3项,经审查,上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。因此本复审请求审查决定针对的文本是:2016年05月18日提交的说明书第1-70段、说明书摘要;2019年09月23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: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,而该区别技术特征被另一篇对比文件公开,其在该另一篇对比文件中所起的作用与在本申请中的作用相同,则该另一篇对比文件给出了将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示,则该权利要求相对于上述两篇对比文件的结合不具有创造性。
本复审决定引用原审查部门在驳回决定中所引用的对比文件1-2作为现有技术,具体为:
对比文件1:CN105529498A,公开日为2016年04月27日;
对比文件2:JP特开2002-367673A,公开日为2002年12月20日。
对比文件1作为最接近的现有技术。
1、权利要求1-3不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种锂离子电池用非水电解质溶液。对比文件1公开了一种高电压电解液(参见说明书第[0011]-[0026]段),包括非水有机溶剂,锂盐和添加剂,所述添加剂为氟代碳酸乙烯酯(FEC)和具有式I所示结构化合物,式I为:
,式中n1﹑n2的值为0或1(其中当n1﹑n2的取值为1时,式I所示结构化合物即为1,4-二氰基-2-丁烯,即公开了权利要求1的二腈化合物
,其中R选自乙烯基);具有式I所示结构化合物在高电压电解液中的质量百分含量为0.1%~5%(数值范围与1%~6%部分重合);高电压电解液还含有己二腈、丁二腈(公开了权利要求1的二腈化合物
,
其中R选自亚烃基,并公开了R表示的碳原子数的数值范围),在电解液中的质量百分比各自为0.1~5%(数值范围与1%~6%部分重合);所述氟代碳酸乙烯酯在高电压电解液中的质量百分含量为1%~6%;所述的高电压电解液用于锂离子电池。所述电解液还含有1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、硫酸乙烯酯和硫酸丙烯酯中的一种或几种添加剂,且上述各添加剂在电解液中的质量百分比各自为0.1~5%(数值范围与0.1 ~10%部分重合);非水有机溶剂为碳酸酯类化合物和含量为1~40%的羧酸酯类化合物;所述碳酸酯类化合物为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯中的一种及以上;所述羧酸酯类化合物为乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯和ε-己内酯中的一种及以上。所述锂盐选自六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、双氟草酸硼酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂盐中的一种或两种以上。
权利要求1所请求保护的技术方案与对比文件1的区别特征在于:添加剂包括富马酸酯类化合物,富马酸酯类化合物结构式为式Ⅱ:

其中,R1、R2为碳原子1~4的烷烃或硅烷氧基类基团;所述富马酸酯类化合物的质量百分含量为0.1%~2%。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在负极形成优良的SEI膜,使得锂离子电池在高电压下仍保持良好的循环寿命、低温放电性能和高温存储特性的有益效果。
对比文件2公开了一种锂二次电池用电解液(参见权利要求1-8,说明书第[0008]-[0018]段),包括非水溶剂、锂盐和双羧酸双酯,双羧酸双酯可选以下通式(2)表示:
,其中R3和R4代表烷烃基团或含有卤素取代的烷烃基团,p和q是0-5的整数,且0<><>

其中,R1、R2为碳原子1~4的烷烃,并且上述富马酸酯类化合物在对比文件2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,都是用于锂离子电池用非水电解质溶液,且电池的过充情况和高电压条件类似,过充保护添加剂的工作原理是在电极材料表面形成稳定的高阻抗膜(参见说明书第[0005]段),而能在电极表面形成稳定的保护膜的添加剂则能应用于高电压电池的电解液,提高电极在高电压条件下的稳定性,进而提高电池在高电压下的稳定性。因而对于本领域技术人员而言,对比文件2中的电解液添加剂富马酸酯应用于高电压电池电解液中是容易实现的,也就是说对比文件2给出了将该技术特征用于该对比文件1以解决其技术问题的启示。由此可知,在对比文件1的基础上结合对比文件2得出该权利要求所请求保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求1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,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于权利要求1的其余并列技术方案,评述如下:
(1)对于其余二腈化合物的选择,该权利要求所限定的二腈化合物式Ⅰ中其余的R的选择属于本领域常规基团的选择,该权利要求所限定的其余二腈化合物及组合都是本领域技术人员可以在对比文件1的基础上根据实际需要进行选择的。
(2)对于其余富马酸酯类化合物的选择,对比文件2还公开了:上述的双羧酸双酯的衍生物也可以使用,衍生物如替代双羧酸双酯上的氢原子,如卤素原子、氧原子、硫原子等(参见说明书第[0019]段)。因此,在对比文件2的教导下,本领域技术人员可以对双羧酸双酯的一个具体示例富马酸酯上的氢原子进行其他杂原子的取代,而选择硅烷氧基团的取代属于本领域常见的取代基团,因此选择如该权利要求所限定的R1、R2为碳原子1~4的硅烷氧基类基团是本领域技术人员可以通过常规选择而获得的。
由此可知,在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的公知常识得出该权利要求所请求保护的其余并列技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此权利要求1所请求保护的其余并列技术方案也不具有突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2请求保护一种锂离子电池。对比文件1还公开了(参见说明书第0018、0031-0033段)一种锂离子电池,正极、负极和位于正极和负极之间的隔膜,还包括高电压电解液。所述锂离子电池的充电截止电压为4.45V。因此,在所引用的权利要求1所述的电解液不具有创造性时,在对比文件1的基础上结合对比文件2、或在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的公知常识得到权利要求2要求保护的技术方案是显而易见的,权利要求2不具有突出的实质性特点和显著的进步,权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求3引用权利要求2,对比文件1还公开了(参见说明书第[0019]段):所述正极的活性物质的结构式为:LiNixCoyMnzL(1-x-y-z)O2,其中,L为Al、Sr、Mg、Ti、Ca、Zr、Zn、Si或Fe,0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1。因此该权利要求的附加技术特征已被对比文件1所公开。因此权利要求3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
合议组认为:具体参见权利要求1的评述,对比文件1公开了上述复审请求人提及的区别特征,并且所解决的技术问题与本申请相同。因此认为权利要求1相对于对比文件1和2的结合不具有创造性。
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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