高电压高功率储能器件、系统及相关联方法-复审决定


发明创造名称:高电压高功率储能器件、系统及相关联方法
外观设计名称:
决定号:200241
决定日:2020-01-13
委内编号:1F273657
优先权日:2013-09-27
申请(专利)号:201410616413.2
申请日:2014-09-26
复审请求人:英特尔公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:高瑜
合议组组长:张颖
参审员:王浩
国际分类号:H01G11/24,H01G11/30
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点: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,但部分区别技术特征属于本领域的公知常识,另一篇对比文件给出了采用另一部分区别技术特征以解决本申请技术问题的启示,其余区别技术特征是本领域技术人员通过有限的试验容易选择的,则在上述作为最接近现有技术的对比文件基础上,结合另一篇对比文件和本领域的公知常识并通过有限的试验得出该权利要求的技术方案,对本技术领域的技术人员来说是显而易见的,该权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201410616413.2,名称为“高电压高功率储能器件、系统及相关联方法”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为英特尔公司。本申请的申请日为2014年09月26日,优先权日为2013年09月27日,公开日为2015年04月15日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年10月31日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-21不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回的具体理由为:1)权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1(公开号为WO2O13/095466A1,公开日为2013年06月27日)所公开的技术内容相比,其区别仅在于:(1)介电材料是高击穿高K氧化膜;(2)施加在阴极的结构化表面和导电材料或膺电容材料之间的中间层,以改进阴极的结构化表面与导电材料或膺电容材料之间的粘附。对于区别技术特征(1),对比文件1公开的引入介电层515的作用是增强储能装置的电容。对本领域技术人员而言,电容器选用高击穿高K氧化膜作为电介质层材料是本领域技术人员的常规选择,且没有预料不到的技术效果。对于区别技术特征(2),对比文件3(公开号为US2012/0176727A1,公开日为2012年07月12日)公开了设置中间层提高介电层与基体的粘结性,给出了将该技术特征用于对比文件1以解决提高电极表面的粘结性技术问题的启示,对比文件1的基础上结合对比文件3,本领域技术人员相应地容易想到将中间层施加在结构化表面和导电材料或赝电容材料之间。因此权利要求1相对于对比文件1、对比文件3的结合不具备创造性。2)权利要求2-4、10的附加技术特征被对比文件1公开,因此权利要求2-4、10不具备创造性。3)权利要求5-9、11-16的部分附加技术特征被对比文件1公开,其余附加技术特征属于本领域的公知常识。因此权利要求5-9、11-16不具备创造性。4)权利要求17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,其区别仅在于:介电材料是高击穿高K氧化膜。对比文件1公开的引入介电层515的作用是增强储能装置的电容。对本领域技术人员而言,电容器选用高击穿高K氧化膜作为电介质层材料是本领域技术人员的常规选择,且没有预料不到的技术效果。权利要求17不具备创造性。5)权利要求18-19的附加技术特征被对比文件1公开,因此权利要求18-19不具备创造性。6)权利要求1不具备创造性,权利要求20进一步限定的技术特征被对比文件1公开。因此权利要求20不具备创造性。7)权利要求21的部分附加技术特征是本领域技术人员容易想到的,因此权利要求21不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为申请日2014年09月26日提交的说明书第1-59段、说明书附图图1-5、说明书摘要、摘要附图;2018年04月16日提交的权利要求第1-21项。驳回决定所针对的权利要求书如下:
如何提高击穿电压、提高电容器的容量。(2)提高层间的粘结性。
“1. 一种高功率密度储能器件,其具有提高的操作电压,包括:
在导电衬底上具有结构化表面的阴极;
被定位成与该阴极邻近的阳极,阴极的结构化表面被定向成朝向阳极的表面;
施加到阳极的结构化表面的介电材料;
施加到阴极的结构化表面的导电材料或赝电容材料;以及
施加在阴极的结构化表面和导电材料或赝电容材料之间的中间层,以改进阴极的结构化表面与导电材料或赝电容材料之间的粘附;
设置在阴极和阳极之间的电解质,
其中该介电材料是高击穿高K氧化膜。
2. 权利要求1的器件,其中该阳极具有结构化表面。
3. 权利要求1的器件,其中该阳极包括硅材料。
4. 权利要求1的器件,还包括隔板,该隔板设置在阴极和阳极之间,以将阴极与阳极电隔离,并允许电解质的离子穿过。
5. 权利要求1的器件,其中阴极的结构化表面在尺寸上具有从约10纳米到约100微米的表面特征。
6. 权利要求5的器件,其中所述表面特征包括从由柱、管、沟槽、圆锥、棱锥、孔、海绵及其组合构成的组所选择的成员。
7. 权利要求3的器件,其中阳极的结构化表面在尺寸上具有从约10纳米到约100微米的表面特征。
8. 权利要求7的器件,其中所述表面特征包括从由柱、管、沟槽、圆锥、棱锥、孔、海绵及其组合构成的组所选择的成员。
9. 权利要求1的器件,其中该阳极包括导电硅衬底,该导电硅衬底包括从由单晶硅、多晶硅、非晶硅、多孔硅及其组合构成的组中选择的材料。
10. 权利要求1的器件,其中该阳极包括导电多孔硅衬底。
11. 权利要求1的器件,其中该介电材料是颗粒材料。
12. 权利要求1的器件,其中该介电材料包括从由SiO2、Ta2O5、Nb2O5、Al2O3、TiO2、HfO2、HfSiOx、HfAlOx、VOx、SrTiO3、(Ba,Sr)TiO3、LiNbO3、 Bi2Ti2O3及其组合所构成的组中选择的成员。
13. 权利要求1的器件,其中该导电材料选自由TiNx、TixAlyNz、VNx、NbNx、MoNx、TiCx、ZrCx、HfCx、VCx、NbCx、TaCx、WCx、TiSix、NiSix、CoSix、Mo、W、Pt、Ru、Ni、Co、Cu、Pd、Au及其组合所构成的组。
14. 权利要求1的器件,其中该赝电容材料选自由RuO2、MnO2、V2O5、NiOx、CoOx及其组合所构成的组。
15. 权利要求1的器件,其中该阴极包括从由导电聚合物、金属泡沫、碳基材料、导电硅、导电碳化硅及其组合所构成的组中选择的材料。
16. 权利要求1的器件,其中该电解质是水性电解质、有机电解质或者离子液体电解质。
17. 一种电子系统,具有单片集成的储能器件,包括:
半导体衬底;
至少一个电子电路元件;以及
权利要求1的至少一个储能器件,其中所述至少一个储能器件和所述至少一个电子电路元件被单片形成在该半导体衬底上。
18. 权利要求17的系统,其中所述电子电路元件包括处理单元。
19. 权利要求17的系统,其中所述电子电路元件包括控制单元。
20. 一种具有提高的操作电压的高储能系统,包括:
权利要求1的多个高储能器件,其串联或并联地功能性耦合在一起。
21. 权利要求20的系统,其中所述多个高储能器件共用至少一个双侧表面结构化衬底。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年02月15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,对权利要求1进行了修改,删除原权利要求2,同时对权利要求的序号进行了修改。复审请求人认为:1)对比文件1的阳极和阴极利用的是导电材料的单个多孔结构,对比文件1没有公开对其多孔结构的表面进行任何改进,对比文件1的多孔结构的阳极或者阴极的表面仍然是平的,不是结构化表面。对比文件1没有公开本申请权利要求1的“被定位成与该阴极邻近的阳极,其中该阳极具有结构化表面;该阴极的结构化表面被定向成朝向该阳极的结构化表面”,对比文件3没有给出应用上述区别技术特征以实现本申请技术效果的启示;2)对比文件1、3没有公开或者教导,在阳极的结构化表面上施加电介质层高K氧化物膜。复审请求时新修改的权利要求1如下:
“1. 一种高功率密度储能器件,其具有提高的操作电压,包括:
在导电衬底上具有结构化表面的阴极;
被定位成与该阴极邻近的阳极,其中该阳极具有结构化表面;该阴极的结构化表面被定向成朝向该阳极的结构化表面;
施加到阳极的结构化表面的介电材料;
施加到阴极的结构化表面的导电材料或赝电容材料;以及
施加在阴极的结构化表面和导电材料或赝电容材料之间的中间层,以改进阴极的结构化表面与导电材料或赝电容材料之间的粘附;
设置在阴极和阳极之间的电解质,
其中该介电材料是高击穿高K氧化膜。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年02月25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:(1)对比文件1中阳极具有结构化表面(图1)。(2)对比文件1中的电容器结构与本申请结构相同,通过具有结构化表面的阳极和阴极110、120以及之间的电解质150(图1)形成双电层电容器,且阳极110表面设置有电介质层515(参见说明书第11页第29-33行,图5),用于增加电容器的容量;电解质层515设置电解质150和多孔结构的沟道111之间,并如图1所示(即阳极的结构化表面上施加电介质层),即对比文件1公开了对多孔结构表面引出介电材料层进行改进。虽然对比文件1未公开该介电层515采用的材料为高击穿高K氧化膜;为提高电容器器的容量,选用高击穿高K氧化膜作为介电层材料是本领域技术人员的常规选择(如书籍《稀土功能材料》,郑子樵,北京:化学工业出版社,2003.09;第203页中记载“陶瓷电容器对材料的要求介电常数尽可能高(即高K)、介电强度高,具有高的介电强度可避免电容器高压、高功率条件下被击穿(高击穿电压))。(3)如本申请说明书第0027段中记载,结构化表面可被定义为任何表面修正,其增加了其上执行这种修正的材料的表面面积。增加硅衬底表面面积的到任何程度的任何类型的结构化被视为落入到当前的范围内。表面特征类型的非限制性示例包括柱、管、沟槽、圆锥、棱锥、壁、孔、海绵等等,包括其合适的组合。因此对比文件1中多孔结构为结构化表面。(4)对比文件3教导了设置中间层提高粘结性,对比文件3虽未公开本申请的结构化表面,但为提高粘结性,本领域技术人有动机对对比文件1进行改进,设置中间层来提高与的粘结性。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01日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-20不具备专利法第22条第3款规定的创造性。关于复审请求人的意见陈述,合议组认为:1)根据本申请说明书第27-28段的记载,以及对比文件1说明书第7页第23行至第8页第13行记载,可见对比文件1公开了:具有结构化表面的阴极,被定位成与该阴极邻近的阳极,其中该阳极具有结构化表面;该阴极的结构化表面被定向成朝向该阳极的结构化表面;2)对比文件1公开了(参见说明书第11页第28-33行,图5):介电层515可以被置于电解质150与多孔结构通道111之间,引入电介质层515可以进一步增强储能装置的电容。本领域中已知,大的电容量要求高的介电常数(《电子材料与器件原理下应用篇》,作者:(加)萨法·卡萨普(S.O.Kasap)著;西安:西安交通大学出版社,第516-520页,2009年07月)。为了提高电容器的操作电压及电容量,选用高击穿高K氧化膜作为电介质层材料是本领域技术人员的常规选择。
复审请求人于2019年09月16日提交了意见陈述书,提交了修改的权利要求书,将原权利要求4、6的附加技术特征加入原权利要求1中,同时对权利要求的编号和引用关系进行了修改。复审请求人认为:1)技术术语“结构化表面”应该认为是,增加了表面积的表面修正,但仍然具备表面性。如果在表面上制造的特征过深或者过高,则该特征己经超出了表面特征的范畴。也就是说,使用多孔材料的阴极或者阳极不是必然包括结构化的表面。2)根据本申请说明书第4页最后一段记载,使用相同多孔材料的多孔硅电化学电容器不是本申请所提出的具有结构化表面的阴极和阳极的电容器。因此,对比文件1仅提到了多孔材料,不代表必然是,具有多孔结构化表面的阴极和阳极。3)对比文件1涉及,利用多孔材料在孔中加载电解质(摘要)。对比文件l必然不是结构化表面在尺寸上具有从约10纳米到约100微米的表面特征,因为这样的表面特征必然不能实现加载电解质的需要。因此,对比文件l的教导必然背离本申请权项1的所提出的特征如“其中所述阴极的结构化表面在尺寸上具有从约10纳米到约100微米的表面特征”,“其中所述阳极的结构化表面在尺寸上具有从约10纳米到约100微米的表面特征”。
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
复审请求人在答复复审通知书时提交了修改的权利要求书,上述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。因此本复审请求审查决定书所针对的文本为:申请日2014年09月26日提交的说明书第1-59段、说明书附图图1-5、说明书摘要、摘要附图;以及2019年09月16日提交的权利要求第1-18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。
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,但部分区别技术特征属于本领域的公知常识,另一篇对比文件给出了采用另一部分区别技术特征以解决本申请技术问题的启示,其余区别技术特征是本领域技术人员通过有限的试验容易选择的,则在上述作为最接近现有技术的对比文件基础上,结合另一篇对比文件和本领域的公知常识并通过有限的试验得出该权利要求的技术方案,对本技术领域的技术人员来说是显而易见的,该权利要求不具备创造性。
在本复审请求审查决定书中引用驳回决定、复审通知书中所引用的对比文件1、3,即:
对比文件1:WO2013/095466A1,公开日为2013年06月27日;
对比文件3:US2012/0176727A1,公开日为2012年07月12日。
对比文件1为最接近的现有技术。
2.1 权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种高功率密度储能器件。对比文件1公开了一种储能器件(参见说明书第3页第25至第12页第5行,第15页第5-15行,以及图1-5、11A-11B):储能元件的包括:导电结构120、110,其分别具有多孔结构;导电结构的其中之一将是正极侧,以及另一个导电结构将是负极侧,导电结构110包括至对应多孔结构的表面115的开口112的通道111,通道111的侧壁的电荷为正(即其中该阳极110具有结构化表面),导电结构120包括至对应多孔结构的表面125的开口122的通道121(即其中该阴极具有结构化表面)。其中在衬底上形成导电多孔结构,该导电多孔结构包含多个细孔。可以使用多种通用技术来形成该导电多孔结构,这些通用技术能够简化储能器件到封装上或到电子设备本体中的集成在导电衬底是硅(即阳极与该阴极邻近的阳极,阴极的结构化表面被定向成朝向该阳极的结构化表面)。介电层515可以被置于电解质150与多孔结构通道111之间;可以引入电介质层515以进一步增强储能装置的电容(即施加到阳极的结构化表面的介电材料);多孔结构的至少一部分上和至少一些通道111和/或通道121中的导电涂层140。导电涂层140可以是金属涂层,该金属如铝、铜、钨(即施加到阴极的结构化表面的导电材料)或其它导体,如氮化钨、氮化钛、氮化钽和氮化钒。典型的赝电容的电极之一涂覆有过渡金属氧化物或涂覆其它材料,包括Mo2N、VN、W2N、W2C、MoC、VC。由于氮化钨、氮化钒为赝电容材料,即包括施加到阴极的结构化表面的赝电容材料;设置在阴极120和阳极110之间的电解质150。权利要求1中性能特征“高功率密度”、“具有提高的操作电压”没有隐含要求保护的产品具有区别于对比文件1产品的结构和组成,对权利要求1中储能器件没有限定作用。
权利要求1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,其区别仅在于:(1)介电材料是高击穿高K氧化膜;(2)施加在阴极的结构化表面和导电材料或赝电容材料之间的中间层,以改进阴极的结构化表面与导电材料或赝电容材料之间的粘附;(3)其中所述阴极的结构化表面在尺寸具有从约10纳米到约100微米的表面特征;所述阳极的结构化表面在尺寸具有从约10纳米到约100微米的表面特征。基于上述区别技术特征,本申请实际解决的技术问题是:(1)如何提高击穿电压以及电容器的容量;(2)提高层间的粘结性;(3)如何提高电容器的容量。
对于该区别技术特征(1),对比文件1已经公开了(参见说明书第3页第25-第3页第30行,第11页第28-第33行,图5):介电层515可以被置于电解质150与多孔结构通道111之间(即施加到阳极的结构化表面的介电材料);可以引入电介质层515以进一步增强储能装置的电容。对本领域技术人员而言,为了提高击穿电压以及电容器的容量选用高击穿高K氧化膜作为电容器电介质层材料是本领域的公知常识,其技术效果是可以预料的。
对于区别技术特征(2),对比文件3公开了一种电容器,并具体公开了以下技术特征(说明书第[0021]-[0034]段,图1-3B):电容器电极箔包括金属层和在金属层上的第一介电层和第一介电层上的第二介电层。金属微粒20由阀金属材料构成,金属微粒20形成表面粗糙薄膜层19,在金属微粒20表面堆叠第一介电层8A(即中间层)和第二介电层8B,第一介电层由铝氧化物构成,即金属微粒20的氧化物,构成第二介电层8B的金属化合物与第一介电层8A的氧化物不同,第二介电层8B例如为二氧化钛,其介电常数大于第一介电层8A;第一介电层8A连接金属微粒20和第二介电层8B,增强了金属微粒20和第二介电层8B间的粘结性(说明书第[0032]段),该技术特征在对比文件3所起的作用也是提高电极表面与其覆盖材料之间的粘结性。在此基础上,本领域技术人员容易想到在阴极的结构化表面和导电材料或赝电容材料之间的设置中间层,以改进阴极的结构化表面与导电材料或赝电容材料之间的粘附。
对于区别技术特征(3),对比文件1公开了导电多孔结构(即结构化表面特征为孔结构);导电多孔结构通过化学刻蚀、在硅晶圆的一部分或衬底上沉积硅层、热喷涂硅颗粒等方法形成。为提高电容器的容量,本领域技术人员容易通过有限的试验选择超级电容器电极表面结构尺寸为10纳米到约100微米。由此可知,在对比文件1的基础上结合对比文件3和本领域的公知常识并通过有限的试验得出该权利要求的技术方案,对本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和显著的进步,因而不具备创造性。
2.2 权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对比文件1公开了(参见说明书第6页第32行至第8页第10行):导电结构可以是硅晶圆的一部分或衬底上沉积的硅层(即该阳极包括硅材料),即该权利要求的附加技术特征被对比文件1公开。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创造性。
2.3 权利要求3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对比文件1公开(参见说明书第8页第24-34行,图1-2、4-5、11A-11B):分隔物130设置在导电结构110、120之间,分隔物130阻止阳极与阴极的物理接触,同时允许离子电荷载流子迁移。例如分隔物130可以是渗透膜或其它多孔聚合物分隔物(即还包括隔板,该隔板设置在阴极和阳极之间,以将阴极与阳极电隔离,并允许电解质的离子穿过),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创造性。
2.4 权利要求4、5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对比文件1公开(参见说明书第3页第25至第12页第5行,第15页第5-15行,以及图1-5、11A-11B):导电多孔结构(即表面特征为孔结构);导电多孔结构通过化学刻蚀、在硅晶圆的一部分或衬底上沉积硅层、热喷涂硅颗粒等方法形成。为提高电极的表面积,在电极表面形成柱、管、沟槽、圆锥、棱锥、海绵及其组合也是常用的技术手段。因此当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求4、5也不具备创造性。
2.5 权利要求6-7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对比文件1公开了(参见说明书第3页第25至第12页第5行,第15页第5-15行,以及图1-5、11A-11B):在导电衬底是硅的情况中,电化学浴蚀刻溶液可以包含例如氢氟酸(HF)或HF-乙醇溶液。在利用电化学蚀刻以在导电结构中形成多孔结构的情况中,可以采用多种方式来提供导电结构,导电结构为硅晶圆的一部分或衬底上沉积的硅层,即导电多孔结构可以是多孔硅。可以使用外延沉积或化学气相沉积(CVD)的技术来生长硅。在一个实施例中,可以采用更便宜的方法,其中可以在多种衬底和表面上沉积硅层。在一个实施例中,可以利用热喷涂硅颗粒(例如,等离子喷涂)来形成硅层。在一个实施例中,硅颗粒是多晶的(即多晶硅)。在另一个实施例中,可以利用浇注(casting)技术来由硅颗粒形成的硅层提高电容器的性能。即权利要求6-7的附加技术特征被对比文件1公开。因此当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求6-7也不具备创造性。
对于权利要求6中限定的导电硅衬底包括单晶硅、非晶硅的技术方案,单晶硅、非晶硅是常用的导电硅衬底,因此当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求6所要求保护的上述并列技术方案也不具备创造性。
2.6 权利要求8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
介电材料是颗粒材料属于本领域的常规选择,其技术效果是可以预料的。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创造性。

2.7 权利要求9不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
SiO2、Ta2O5、Nb2O5、Al2O3、TiO2、HfO2、HfSiOx、HfAlOx、VOx、SrTiO3、(Ba,Sr)TiO3、LiNbO3、Bi2Ti2O3是常用的高击穿高K介电材料。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创造性。
2.8 权利要求10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对比文件1公开了(参见说明书第3页第25至第12页第5行,第15页第5-15行,以及图1-5、11A-11B):储能器件100还可以包括多孔结构至少一部分上和至少一些通道111和/或通道121中的导电涂层140。导电涂层140可以是硅化物。导电涂层140可以是金属涂层,该金属如铝、铜和钨或其它电导体,如氮化钨、氮化钛、氮化钽和氮化钒。列出的材料中每一种都具有在现有CMOS技术中使用的优点。如镍和钙的其它金属也可以用作导电涂层140。TiNx、TixAlyNz、VNx、NbNx、MoNx、TiCx、ZrCx、HfCx、VCx、NbCx、TaCx、WCx、TiSix、NiSix、CoSix、Mo、Pt、Ru、Co、Pd、Au也是本领域中常用的导电材料。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创造性。
2.9 权利要求11不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对比文件1公开(参见说明书第3页第25至第12页第5行,第15页第5-15行,以及图1-5、11A-11B):储能器件100还可以包括多孔结构至少一部分上和至少一些通道111和/或通道121中的导电涂层140。导电涂层140可以是金属涂层,该金属如铝、铜、钨或其它导电体,如氮化钨、氮化钛、氮化钽和氮化钒。对比文件1还公开了:贋电容器是表现与电容器一样但是还呈现导致电荷存储的反应的储能器件。典型地,贋电容器的电极之一涂覆有过渡金属氧化物,如MnO2、RuO2、NiOx、Nb2O5、V2O5等或涂覆以其它材料,包括VN、W2N。而CoOx是常用的贋电容电极材料。在此基础上,本领域技术人员容易选择施加在阴极的结构化表面的赝电容材料为RuO2、MnO2、V2O5、NiOx、CoOx及其组合,其技术效果也是可以预料的。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创造性。
2.10 权利要求12不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于阴极包括导电硅、导电碳化硅、碳基材料的技术方案:对比文件1公开(参见说明书第3页第25至第12页第5行,第15页第5-15行,以及图1-5、11A-11B):阴极导电结构是硅(即导电硅);导电结构还可以使用其它材料来用于该多孔结构,包括碳化硅(即导电碳化硅)。通过凝胶技术形成导电多孔结构的材料包括硅、碳;可以使用如多孔硅、石墨烯、碳纳米管、纳米线或其它多孔材料的材料将储能器件直接形成到或转移到用于将微电子设备与其它微芯片一起封装的衬底上。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创造性。
对于阴极包括导电聚合物、金属泡沫的技术方案:对比文件1已经公开了导电结构可以是硅和锗的合金以及如铜、铝、镍、钙、钨、钼和锰。导电聚合物、金属泡沫是常用的导电材料,本领域技术人员容易选择阴极包括导电聚合物、金属泡沫,其技术效果是可以预料的。因此当其引用的权利要求不具备创造性时,该从属权利要求的上述并列技术方案也不具备创造性。
2.11 权利要求13不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对比文件1公开(参见说明书第10第10行至第11页第2行):电解质150是有机物。根据本发明实施例可使用的一种类型的电解质是离子溶液(液体或固体)。另一种是包含含离子溶剂的电解质(例如,Li2SO4、LiPF6)。作为一个示例,电解质可以是有机材料的液体或固体溶液,如乙腈中的四乙基四氟硼酸铵。其它示例包括基于硼酸、硼酸钠或弱有机酸的溶液。有机电解质和固态电解质也是可能的。水性电解质也是常用的电解质。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创造性。
2.12 权利要求14不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求14请求保护一种电子系统,包括权利要求1要求保护的储能器件。对比文件1公开了一种电子系统(参见说明书第3页第25至第12页第5行,第15页第5-15行,以及图1-5、11A-11B):如图11A所示,可以在封装衬底1110(即半导体衬底)上形成储能器件1130(即至少一个储能元件)。微处理器1120和存储器1132的其它器件(即至少一个电路元件)也可以在封装衬底1110上形成(即其中所述至少一个储能器件和所述至少一个电子电路元件被单片形成在该半导体衬底上)。在一个实施例中,储能器件1130在两个裸晶之间的硅桥上形成。权利要求1要求保护的储能器件不具备专利法第22条第3款规定的创造性。由此可知,在对比文件1的基础上结合对比文件3和公知常识并通过有限的试验得出该权利要求的技术方案,对本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和显著的进步,因而不具备创造性。
2.13 权利要求15-16不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对比文件1公开了(参见说明书第3页第25至第12页第5行,第15页第5-15行,以及图1-5、11A-11B):如图11A所示,可以在封装衬底1110(即半导体衬底)上形成储能器件1130(即至少一个储能元件)。微处理器1120(即处理单元、控制单元)和存储器1132的其它器件也可以在封装衬底1110上形成(即,其中所述至少一个储能器件和所述至少一个电子电路元件被单片形成在该半导体衬底上),即从属权利要求15-16的附加技术特征已被对比文件1公开。因此当其引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求15-16也不具备创造性。
2.14 权利要求17不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求17请求保护一种具有提高的操作电压的高储能系统。权利要求1要求保护的储能器件相对于对比文件1、对比文件3和公知常识的结合不具备创造性。对比文件1进一步公开(参见说明书第3页第25至第12页第5行,第15页第5行至第16页第24行,以及图1-5、11A-12):储能器件1230是移动电子设备1200内包含的多个储能器件(图12中全部以框1230表示)的其中之一。在这些实施例的其中一个或多个实施例中,移动电子设备1200还包括与储能器件关联的开关网络1240。当电容器放电时,它不保持恒定电压,而是呈指数级方式衰减(不同于电池,电池中电压在放电期间保持相对恒定)。开关网络1240包括接通和断开多种电容器以便保持相对恒定的电压的电路或某种其它机构。例如,储能器件可以内部彼此并联,然后在电压衰减的某个量之后,通过开关网络更改储能器件的子集以便将其串联,以使它们的个体电压贡献能够提升正在下降的总电压(即多个高储能器件,其串联或并联地功能性耦合在一起)。由此可知,在对比文件1的基础上结合对比文件3和公知常识并通过有限的试验得出该权利要求的技术方案,对本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和显著的进步,因而不具备创造性。
2.15 权利要求18不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对比文件1公开了(参见说明书第3页第25至第12页第5行,第15页第5行至第16页第24行,以及图1-5、11A-12):储能元件为衬底上形成多孔导电结构作为电容器电极,多个高储能器件可串联。为了减小储能元件体积,本领域技术人员容易想到在衬底双侧表面都形成多孔导电结构作为电容器电极(即多个高储能器件共用至少一个双侧表面结构化衬底),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创造性。
3、对复审请求人相关意见的评述
合议组认为:1)本申请说明书第5页最后一段中记载的“给定表面特征的平均尺寸的测量可依据该特征而改变”是不同表面特征的测量方式进行的说明,并具体列举“例如,诸如柱、管、圆锥和棱锥之类的垂直定向的表面特征可从该特征的底部到顶峰测量。另一方面,对于孔,平均尺寸可测量为该孔的平均直径,而沟槽可以测量为沟槽宽度”,根据以上记载,不能得出“如果在表面上制造的特征过深或者过高,则该特征己经超出了表面特征的范畴”。并且本申请说明书第5页最后一段中明确记载了:结构化表面可被定义为任何表面修正,其增加了其上执行这种修正的材料的表面面积;增加硅衬底表面面积的到任何程度的任何类型的结构化被视为落入到当前的范围内。即结构化表面指对材料表面积进行了任何尺寸的增加的表面修正。而对比文件1公开的导电结构120、110分别具有多孔结构,该多孔结构包括多个通道,即公开了具有结构化表面的阴极、阳极。2)本申请说明书第4页第3段至最后一段中记载:电双层电容器(EDLC)的电压范围和能量容量能够通过将高k高击穿介电层结合到阳极侧由此引入与该电容器的双层串联的另一高压电容器而提高。在一个方面中,例如,类电解质电容器可通过施加介电层到诸如硅的衬底的结构化表面而形成,并且具有比得上常规EDLC的大的表面面积。因此,通过选择介电常数值高于电解质的合适材料,可以提高整个器件的操作电压和储能容量,在某些情况下,与对于阳极和阴极二者采用相同孔结构和相同导电涂覆厚度的常规多孔硅电化学电容器相比,提高了至少33%。结合上下文可见,本申请说明书第4页最后一段的记载是将具有“高k高击穿介电层结合到阳极侧”的结构的电容器与不具备该结构的常规多孔硅电化学电容器进行比较。不能由此得出“使用相同多孔材料的多孔硅电化学电容器不是本发明所提出的具有结构化表面的阴极和阳极的电容器”的结论。3)本申请说明书记载(第24-27段):器件包括在导电衬底106上具有结构化表面104的阴极102,阳极108包括具有结构化表面112的硅衬底110。表面特征可以具有约10纳米到约100微米的平均尺寸。电解质被沉积到阴极102和阳极108之间的空间或区域120中。即本申请中电解质沉积于阴极、阳极的结构化表面上,该结构化表面在尺寸上具有从约10纳米到约100微米的表面特征。这与复审请求人陈述的“结构化表面在尺寸上具有从约10纳米到约100微米的表面特征必然不能实现加载电解质的需要”相矛盾。因此,复审请求人的意见陈述不能被接受。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年10月31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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