发明创造名称：一种可食用的超级电容器及其制备方法和应用
外观设计名称：
决定号：199837
决定日：2020-01-07
委内编号：1F279929
优先权日：
申请（专利）号：201611017789.7
申请日：2016-11-15
复审请求人：安徽大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：熊跃
合议组组长：韩冰
参审员：郭翠霞
国际分类号：H01G11/44,H01G11/52,H01G11/58,H01G11/84,H01G11/86
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：在判断一项权利要求的创造性时，如果该权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，但是该区别技术特征是在该最接近的现有技术公开的技术内容的基础上结合本领域的公知常识容易想到的，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201611017789.7，名称为“一种可食用的超级电容器及其制备方法和应用”的发明专利申请。本申请的申请人为安徽大学，申请日为2016年11月15日，公开日为2017年03月15日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2018年12月28日发出驳回决定，以权利要求1-7不具备创造性为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为：申请日2016年11月15日提交的说明书摘要、说明书第1-9页、说明书附图第1-5页、摘要附图；2018年04月20日提交的权利要求第1-7项。驳回决定所针对的权利要求书内容如下：
“1. 一种可食用的超级电容器，包括电极活性层、隔膜和电解质，其特征在于，所述电极活性层、隔膜和电解质均采用食物制作而成，在充电前或充电后均能够被人或动物直接食用且消化；所述电极活性层为调味品、粮食加工品、薯类和膨化食品、可可及焙炒咖啡制品以及食糖中的至少一种；所述隔膜为粮食加工品、水产制品、豆制品、蔬菜和蛋制品中的至少一种；所述电解质为罐头、酒类、调味品和饮料中的至少一种。
2. 根据权利要求1所述的可食用的超级电容器，其特征在于，采用金属夹具作为电极导电基底，按照金属夹具、电极活性层、隔膜、电极活性层、金属夹具的顺序按照三明治结构进行组装，且电极活性层、隔膜内部浸润电解质。
3. 根据权利要求1所述的超级电容器,其特征在于, 所述超级电容器在咀嚼过程中，能够产生电流，电流范围为-4.109e-5 A～2.154e-5 A。
4. 根据权利要求1所述的可食用的超级电容器，其特征在于，超级电容器咀嚼过程中采用电流检测装置进行检测，电流检测装置由一对检测电极、电阻与电化学工作站构成，每个检测电极包括覆铜板、螺丝和螺母。
5. 一种根据上述任意一项权利要求所述的可食用的超级电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤（1）.将金属夹具平放，将电极活性层均匀涂抹在金属夹具上；
步骤（2）.在两个电极之间放入隔膜，隔膜完全覆盖电极活性层；
步骤（3）.按照金属夹具、电极活性层、隔膜、电极活性层、金属夹具的顺序按照三明治结构组装好后，向两个电极活性层间滴入电解质，使电解质将电容器内部完全浸润。
6. 根据权利要求5所述的可食用的超级电容器的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中电极活性层的制备方法为：将电极活性层食物原料碾压成糊状或者经高温处理，使其部分或全部碳化，从而得到碳或者碳与食物的混合物作为电极活性层。
7. 一种如上述任意一项权利要求所述的超级电容器在感官康复、高科技医疗、人体健康方面的应用。”
驳回决定中引用了如下对比文件：
对比文件1：“Food-Materials-Based Edible Supercapacitors”, Xu Wang等，《Advanced Materials Technologies》，第1卷，第3期，公开日为2016年05月17日。
驳回决定的具体理由是：（1）权利要求1的技术方案之一与对比文件1的区别技术特征在于：电极活性物质不同；另一技术方案与对比文件1的区别技术特征还在于：隔膜、电解质材料不同。而采用这些材料都是在对比文件1公开的技术内容的基础上结合本领域公知常识而做出的常规选择。因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。（2）权利要求2的部分附加技术特征被对比文件1公开，其它附加技术特征是本领域的公知常识，权利要求3的附加技术特征是在对比文件1公开的技术内容的基础上结合本领域公知常识容易想到的，权利要求4的附加技术特征是本领域的公知常识，因此，当引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2-4也不具备创造性。（3）权利要求5与对比文件1的区别还在于：涂覆电极活性层是先将金属夹具平放；组装好后，向两个电极活性层间滴入电解质，使电解质将电容器内部完全浸润。而采用该方法步骤是本领域的常规技术选择。因此，在权利要求1-4不具备创造性的基础上，权利要求5也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。（4）权利要求6的附加技术特征是在对比文件1公开的技术内容的基础上结合本领域公知常识容易想到的，因此，当引用的权利要求不具备创造性时，权利要求6也不具备创造性。（5）权利要求7中“高科技医疗、人体健康”已被对比文件1公开，“感官康复”的技术方案与对比文件1的区别技术特征还在于：将超级电容器应用于感官修复领域。采用该技术特征是本领域的常规技术选择。因此，在权利要求1-6不具备创造性的基础上，权利要求7也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
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，并提交了权利要求书的全文修改替换页。具体修改内容如下：在权利要求1中增加技术特征“所述的超级电容器具有高输出电压，即当电解质为油性食品，其输出电压约为2.000V；当电解质为水性食品时，其输出电压为0.800V～2.000V；所述的超级电容器的质量比电容为0.050mF/g～2.693mF/g”。
提出复审请求时新提交的权利要求1内容如下：
“1. 一种可食用的超级电容器，包括电极活性层、隔膜和电解质，其特征在于，所述电极活性层、隔膜和电解质均采用食物制作而成，在充电前或充电后均能够被人或动物直接食用且消化；所述电极活性层为调味品、粮食加工品、薯类和膨化食品、可可及焙炒咖啡制品以及食糖中的至少一种；所述隔膜为粮食加工品、水产制品、豆制品、蔬菜和蛋制品中的至少一种；所述电解质为罐头、酒类、调味品和饮料中的至少一种；所述的超级电容器具有高输出电压，即当电解质为油性食品，其输出电压约为2.000V；当电解质为水性食品时，其输出电压为0.800V～2.000V；所述的超级电容器的质量比电容为0.050mF/g～2.693mF/g。”
复审请求人认为：（1）对比文件1的“可食用材料”与本申请的“食物”不是同一概念。对比文件1中的“医用活性炭和金叶片”都有固定的形状，都是固体，用作电极无需另外的处理，而本申请的电极材料都不具备固定的形状，还需要其他的处理，且本申请的所有材料不需要提取、制备，来源广泛，能够被人或动物直接完全食用且易消化。（2）本申请的超级电容器输出电压更高，质量比容量更高。（3）本申请采用金属夹具作为电极基底。因此，本申请具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年04月25日依法受理了该复审请求，并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
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07月25日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的意见，合议组认为：（1）对比文件1公开了一种基于食品材料的可食用超级电容器，由此可见，对比文件1中公开的材料属于食品材料，而调味品、粮食加工品、薯类和膨化食品、可可及焙炒咖啡制品以及食糖都是常见的可食用材料，本领域技术人员均知，它们的主要成分为碳水化合物，碳水化合物经过高温处理（烘烤、炒制、炸制）会碳化生成碳，而碳是超级电容器领域中常用的电极活性材料；这些食物生成的碳显然既可食用、又可以用作电容器电极活性材料，与对比文件1中电极材料活性炭可以起到相同的作用；由此本领域技术人员容易想到采用部分碳化或全部碳化的上述食物替换对比文件1中的活性炭作为电极活性层，该替换没有带来预料不到的技术效果。对比文件1中的可食用活性炭已经商业化、产业化，因此该活性炭也来源广泛；对比文件1公开的是可食用超级电容器，其使用的活性炭材料必然也是直接食用易消化的。这进一步表明该替换没有带来预料不到的技术效果。（2）对比文件1已公开超级电容器的电压为0.8V，即公开了本申请的电压。而本申请的该质量比容量范围，通过常规选择即能得到。（3）金属夹具作为常见的导电材料，将其作为集电体使用是本领域的常规选择，并未取得任何预料不到的技术效果。因此，复审请求人的陈述意见不具有说服力，不能证明本申请具备创造性。
复审请求人于2019年09月21日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。
复审请求人认为：（1）第一，对比文件1中可食用的医用活性炭、可食用的金箔不是食物，“可食用材料”与本申请的“食物”不是同一概念。第二，对比文件1中的“医用活性炭和金叶片”都有固定的形状，都是固体，用作电极无需另外的处理，而本申请的电极材料都不具备固定的形状，还需要其他的处理。由对比文件1的医用活性炭和金箔无法联想到本申请中的食物作为电极、隔膜和电解质。第三，本申请的所有材料不需要提取、制备，来源广泛，制备的超级电容器，输出电压高、安全性高、环保无污染，对比文件1中的医用活性炭和金箔无法达到该技术效果。（2）对比文件1中超级电容器的电压为0.8V，本申请为2V，电压更高。（3）本申请的超级电容器的质量比容量为0.050-2.693mF/g，对比文件1中超级电容器的质量比容量为80F/g，显然对比文件1与本申请并不相同。至于本申请的范围通过常规选择即能得到，复审请求人不能认同。
在上述程序的基础上，本案合议组认为本案事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
（1）、审查文本的认定
复审请求人在提出复审请求时提交了权利要求书的全文修改替换页，经审查，所作的修改符合专利法实施细则第61条第1款以及专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所依据的审查文本为：复审请求人于2016年11月15日提交的说明书第1-9页，说明书附图第1-5页、说明书摘要、摘要附图；以及2019年04月19日提交的权利要求第1-7项。
（2）、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。
在判断一项权利要求的创造性时，如果该权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，但是该区别技术特征是在该最接近的现有技术公开的技术内容的基础上结合本领域的公知常识容易想到的，则该权利要求不具备创造性。
本复审请求审查决定在评价创造性时所引用的对比文件与驳回决定和复审通知书中引用的对比文件相同，即：
对比文件1：“Food-Materials-Based Edible Supercapacitors”, Xu Wang等，《Advanced Materials Technologies》，第1卷，第3期，公开日为2016年05月17日。
1、权利要求1请求保护一种可食用的超级电容器。对比文件1（参见第1-4,6页）公开了一种可食用的超级电容器，包括电极活性层、隔膜和电解质，所有的组成都是食物辅料、添加剂或明确的食物，其中采用医用活性碳作为电极活性层，电极活性层中蛋清为粘结剂；金叶片作为集流体，海苔（即水产制品）作为隔膜，“Gatorade”（即功能饮料佳得乐）和其它富含钠、钾离子的饮料作为电解质；BBQ沙司（即调味品）作为凝胶电解质；超级电容器的封装材料选用明胶，显然该可食用的超级电容器在充电前或充电后均能够被人或动物直接食用且消化。电解质采用饮料Gatorade时，经测试，电容器的输出电压为0.8V（参见图2.b），电容器的质量比容量约为80F/g（参见图2.c）。
权利要求1中“隔膜为水产制品，电解质为调味品、饮料”的技术方案与对比文件1的区别技术特征在于：所述电极活性层为调味品、粮食加工品、薯类和膨化食品、可可及焙炒咖啡制品以及食糖中的至少一种；电容器的质量比容量不同。基于上述区别技术特征，本申请实际解决的技术问题是：选择具体的电极活性物质以及调整电容器的质量比容量。
本领域技术人员均知，常见的可食用材料中，调味品、粮食加工品、薯类和膨化食品、可可及焙炒咖啡制品以及食糖的主要成分为碳水化合物，碳水化合物经过高温处理（烘烤、炒制、炸制）会碳化生成碳，而碳是超级电容器领域中常用的电极活性材料；这些食物生成的碳显然既可食用、又可以用作电容器电极活性材料，与对比文件1中电极材料活性炭可以起到相同的作用；由此本领域技术人员容易想到采用部分碳化或全部碳化的食物（如调味品、粮食加工品、薯类和膨化食品、可可及焙炒咖啡制品以及食糖等）替换对比文件1中的活性炭作为电极活性层，该替换没有带来预料不到的技术效果。由于电极活性材料的不同会影响电容器的质量比容量，当采用了上述电极活性材料后，调整电容器的质量比容量为权利要求1中范围是本领域技术人员的常规技术选择。
权利要求1的其它并列技术方案与对比文件1的区别技术特征还在于：隔膜为粮食加工品、豆制品、蔬菜和蛋制品中的至少一种，电解质为罐头、酒类中的至少一种；当电解质为油性食品时，其输出电压约为2.000V。基于该区别技术特征，本申请实际解决的技术问题是：选择具体的隔膜、电解质材料以及调整输出电压。
本领域技术人员均知，常见的可食用材料中，一些粮食加工品、豆制品、蔬菜和蛋制品是多孔绝缘的，可以作为隔膜使用，一些罐头、酒类、油性食品富含钠、钾离子，可以作为电解质。用它们替代对比文件1中的海苔、饮料、BBQ沙司使用是本领域技术人员容易想到的常规选择。由于电解质的电阻大小会影响电容器的输出电压，当电解质采用油性食品时，为了获得更高的输出电压，通过选取具有不同电阻的电解质使电容器的输出电压为2.000V是本领域技术人员的常规技术选择。
综上，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识以获得该权利要求所要求保护的技术方案，对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的，因此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，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、权利要求2引用权利要求1，对比文件1公开了按照集电体（即电极导电基底）、电极活性层、隔膜、电极活性层、集电体的顺序三明治结构进行组装（参见第6页，图1.a），其中的电极活性层和隔膜的内部显然都浸润了电解质。而金属夹具作为常见的导电材料，将其作为电极导电基底使用是本领域的常规选择。因此，当引用的权利要求不具备创造性时，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、权利要求3引用权利要求1，对比文件1中公开了将超级电容器的一角剪下，并咀嚼和吞咽（参见图4.c-f）。由于超级电容器的导电性，其在被咀嚼的过程中，显然能产生电流。至于产生的电流大小，是本领域技术人员根据需要能够做出的常规技术选择。因此，当引用的权利要求不具备创造性时，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
4.权利要求4引用权利要求1，其附加技术特征涉及的检测方法和电流检测装置的结构对超级电容器的结构没有任何限定作用。因此，当引用的权利要求不具备创造性时，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
5.权利要求5请求保护一种根据上述任一项权利要求所述的可食用的超级电容器的制备方法。对比文件1（参见第6页，图1.a）公开了一种可食用的超级电容器的制备方法，将蛋白均匀地涂覆到无氯的木纤维纸上作为粘结层，然后将32K可食用的金叶片粘结到纸上，干燥，形成集电体；混合活性木炭和蛋白，加入去离子水磁力搅拌2h得到浆料，将浆料采用刮刀涂覆到集电体上（即将电极活性层均匀涂抹在集电体上），然后干燥；在两个电极之间放入隔膜，隔膜显然完全覆盖电极活性层，按照金叶片、电极活性层、隔膜、电极活性层、金叶片的顺序、按照三明治结构组装，功能饮料Gatorade作为电解质；显然电解质将电容器内部完全浸润。结合对权利要求1-4的评述可知，权利要求5与对比文件1的区别技术特征还在于：采用金属夹具作为集电体，先将金属夹具平放；三明治结构组装好后向两个电极活性层间滴入电解质。基于上述区别技术特征，本申请实际解决的技术问题是：选择组装电容器的具体工艺。
金属夹具作为常见的导电材料，将其作为集电体使用是本领域的常规选择。涂覆电极活性层前先将集电体（金属夹具）平放、电芯组装完成后通过向两个电极活性层间滴入电解质来实现电解质的注入都是本领域技术人员的常规技术手段。综上，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识以获得该权利要求所要求保护的技术方案，对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的，因此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，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
6、权利要求6引用权利要求5，为了通过食物得到碳，采用其附加技术特征是本领域的常规技术手段。因此，当引用的权利要求不具备创造性时，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
7、权利要求7请求保护一种如上述任一项权利要求所述的超级电容器在感官修复、高科技医疗、人体健康方面的应用。对比文件1已公开超级电容器可以用于人体的杀菌，即可以用于高科技医疗和人体健康方面。本领域均知，利用电刺激可以进行感官修复，而超级电容器可以放电产生电刺激，由此本领域技术人员容易想到可以将超级电容器应用于感官修复领域。因此，在权利要求1-6不具备创造性的基础上，权利要求7也不具有突出的实质性特点，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（3）、关于复审请求人的意见陈述
对于复审请求人答复复审通知书时提出的意见，合议组认为：1）、对比文件1公开了一种基于食品材料的可食用超级电容器（标题），其中作为电极活性层的医用活性碳是属于食品材料，利用的是碳的导电性，在此基础上，本领域技术人员有动机采用其他的可食用的、具有导电性的材料来替代医用活性炭。调味品、粮食加工品、薯类和膨化食品、可可及焙炒咖啡制品以及食糖都是常见的可食用材料，本领域技术人员均知，它们的主要成分为碳水化合物，碳水化合物经过高温处理（烘烤、炒制、炸制）会碳化生成碳，这些食物生成的碳显然既可食用、又可以用作电容器电极活性材料，而且，本申请中也确实是利用这些材料碳化后得到的碳作为电极活性层，由此本领域技术人员容易想到采用部分碳化或全部碳化的上述食物替换对比文件1中的活性炭作为电极活性层，该替换没有带来预料不到的技术效果。虽然对比文件1的电极材料直接用作电极，本申请的电极材料还需要另外的处理才能用作电极，然而结合前述分析可知，为了可食用的目的，用本申请中的电极材料替换对比文件1中的电极材料对于本领域技术人员而言是容易想到的，且该替换并未取得预料不到的技术效果，因此不能作为其具备创造性的理由。对比文件1中的可食用活性炭已经商业化、产业化，因此该活性炭也来源广泛；对比文件1公开的是可食用超级电容器，其使用的活性炭材料必然也是直接食用易消化的。这进一步表明该替换没有带来预料不到的技术效果。
2）、对比文件1已公开电解质为水性食品时，超级电容器的电压为0.8V，与本申请的技术方案之一的电压范围（0.8-2V）的端点重叠，即已经公开了该电压范围。本领域技术人员知晓，电容器的输出电压与电解质的电阻密切相关，当电解质选油性食品时，为了获得更高的输出电压，通过选取具有不同电阻的电解质使电容器的输出电压为2V是本领域的常规技术选择。
3）、对比文件1中超级电容器的质量比容量约为80F/g，远远高于本申请的0.050-2.693mF/g。对比文件1与本申请不相同只能表明本申请具备新颖性，但本申请的质量比容量，通过常规选择即能得到，没有取得预料不到的技术效果，无需付出创造性劳动。
综上，复审请求人的意见陈述不具有说服力，合议组不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年12月28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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