发明创造名称：一种掺混纳米相材料及其制备方法和用途
外观设计名称：
决定号：180508
决定日：2019-06-05
委内编号：1F260813
优先权日：
申请（专利）号：201610019389.3
申请日：2016-01-13
复审请求人：中国科学院物理研究所 四川创能新能源材料有限公司
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：高瑜
参审员：薛霏
国际分类号：H01M4/36，H01M4/00，C01B33/18，C01B35/10，B82Y30/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求所要求保护的技术方案相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征，而一部分区别技术特征是基于现有技术容易选择的，其余区别技术特征是本领域的公知常识，则该权利要求不具有创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610019389.3，名称为“一种掺混纳米相材料及其制备方法和用途”的发明专利申请(下称“本申请”)。申请人为中国科学院物理研究所和四川创能新能源材料有限公司。本申请的申请日为2016年01月13日，公开日为2016年06月22日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年06月06日发出驳回决定，以权利要求1-9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针对硅、C的化合物的技术方案与对比文件1（CN104916823A，公开日为2015年09月16日）的区别在于：权利要求1为了得到掺混纳米相材料，将Si作为粉体材料加入到溶剂中，所述粉体材料的粒径为0.1μm～50μm，含有C的化合物的物料加入到所述溶剂中，所述溶剂加入分散剂，分散均匀后，进行研磨，掺混纳米相材料的粒径为1nm～500nm。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通过采用具体的原料及混合、研磨步骤来得到一定粒径范围的产品；而上述区别技术特征部分是本领域技术人员容易想到的，部分是本领域技术人员基于实际需要进行的常规调整，因此权利要求的上述技术方案相对于对比文件1和本领域的常规技术手段不具有创造性。针对除C的化合物、Si以外的其余技术方案，权利要求1与对比文件1的区别还包括采用了具体不同的原料组合来制备掺混纳米相材料。基于上述区别技术特征，权利要求1的上述技术方案实际解决的技术问题是通过采用具体的原料及混合、研磨步骤来得到一定粒径范围的产品。上述区别技术特征是本领域技术人员通过常规选择可以得到的，因此权利要求1的上述技术方案也不具有创造性。权利要求1的从属权利要求2-8的附加技术特征或是本领域技术人员基于有限试验可以得到的、或是被对比文件1公开，或是本领域的常规选择，因此权利要求2-8不具有创造性。权利要求9要求保护根据权利要求1～8任一项所述的制备方法制备的掺混纳米相材料，对比文件1相应公开了用于锂离子电池的硅/氧化石墨烯负极复合材料，在所引用的权利要求不具有创造性时，权利要求9也不具有创造性。驳回决定所依据的文本为申请日2016年01月13日提交的说明书摘要、说明书第1-64段、摘要附图、说明书附图图1-6；2018年02月27日提交的权利要求第1-9项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种掺混纳米相材料的制备方法，其特征在于，所述掺混纳米相材料的粒径为1nm～500nm，所述方法包括以下步骤：
Si及其氧化物SiOx中的一种或多种作为粉体材料加入到溶剂中，其中0<>
含有Li、Sn、Ge、Sb、Al、Mg、Bi、Ag、B、C、N、F、Na、P、Cu、Zn、Ga、Mo、V、Ti的单质或化合物中的一种或多种的物料加入到所述溶剂中；
所述溶剂加入分散剂，分散均匀后，进行研磨。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述粉体材料按照固含量为1～50％的比例加入到所述溶剂中。
3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂包括十二烷基苯磺酸类、尿素、多聚磷酸钠、硅酸盐类、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、海藻酸类、聚丙烯酸类、聚乙烯吡咯烷酮、木质素磺酸类、腐植酸钠中的一种或多种。
4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、水、酒精、乙二醇、甘油、聚乙烯吡咯烷酮、丙酮、环己烷、丁酮、丁醇中、苯类中的一种或多种。
5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述研磨包括初磨和细磨。
6. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述初磨包括搅拌球磨；所述初磨持续2～8小时。
7. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述细磨为利用含有 研磨球的循环式研磨机或高能球磨机进行的细磨，温度在-50℃～100℃之间，持续2～40小时。
8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述研磨球为氧化锆球、掺杂氧化锆球、氧化铝球、碳化硅球中的一种；所述研磨球的粒径为0.01mm～5mm。
9. 根据权利要求1-8任一权利要求所述的制备方法制备的掺混纳米相材料，其特征在于，所述掺混纳米相材料用作锂离子电池、锂离子电容器、锂硫电池、全固态电池以及太阳能电池的关键材料或关键材料的前驱体。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年09月14日向国家知识产权局提出了复审请求，并提交了修改后的权利要求第1-8项，其中将原权利要求5的内容加入权利要求1中，删除原权利要求5以及适应性调整了权利要求编号。复审请求人认为：(1) 对比文件1没有公开权利要求1记载的“Si及其氧化物SiOx中的一种或多种作为粉体材料加入到溶剂中，其中0
“1. 一种掺混纳米相材料的制备方法，其特征在于，所述掺混纳米相材料的粒径为1nm～500nm，所述方法包括以下步骤：
Si及其氧化物SiOx中的一种或多种作为粉体材料加入到溶剂中，其中0<>
含有Li、Sn、Ge、Sb、Al、Mg、Bi、Ag、B、C、N、F、Na、P、Cu、Zn、Ga、Mo、V、Ti的单质或化合物中的一种或多种的物料加入到所述溶剂中；
所述溶剂加入分散剂，分散均匀后，进行研磨，所述研磨包括初磨和细磨。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年09月29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已经公开了将氧化石墨烯粉体和纳米硅加入溶剂和分散剂，并通过球磨制备用于锂电池的硅/氧化石墨烯负极材料的方法，对于纳米硅，通过微米尺度的硅来获得纳米硅属于常规技术，综合原料成本就后续加工难度等，本领域技术人员可以想到采用粉体材料硅的粒径为0.1μm～50μm。（2）无论氧化石墨烯具有何种特性，其属于C的化合物中的一种，即公开了本申请的特征“C的化合物”。其次，通过引用的公知常识性证据可以看出，一方面，Ti、Li、Co、N、Mg、Ag、Sn、C、Ni、Fe、Ca等都属于常规的负极材料；另一方面，通过球磨来得到纳米硅产品属于常规操作，而且，机械球磨法可以控制产品的结构、粒度等。因此，结合对比文件1给出的产品及方法，为了得到相应结构的负极材料，本领域技术人员可以通过常规选择可以得到上述各原料，并通过上述研磨工艺得到相应结构。（3）在采用微米尺度的硅原料后，为了得到后续纳米尺度产品，并保证产品均匀性等，本领域技术人员可以想到研磨具体采用初磨和细磨操作。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01月31日向复审请求人发出复审通知书，指出权利要求1-8不具有专利法第22条第3款规定的创造性。合议组认为：（1）对比文件1中的硅对应于粉体粒径为0.1-50μm的Si及其氧化物SiOx，在球磨制备的方法中，本领域技术人员可以根据成本以及实际需要具体选择粉料硅的粒径尺寸，而在对比文件1公开的纳米硅的基础上选择0.1μm～50 μm是容易想到的。（2）三篇公知常识证据已经列举了可以与硅进行球磨复合的金属、准金属、以及石墨等，球磨复合是否加入溶剂以及分散剂均是本领域技术人员根据实验条件可调整的。本申请没有记载C的化合物不可以为氧化石墨烯，由于本申请与对比文件1的制备方法基本相同，因此认为两者制备了相同结构的复合材料。此外公知常识证据2（“功能材料及其应用”，张骥华，机械工业出版社，第468页，31.01.2009）公开了锂、SiO、SnO和石墨进行高能球磨获得复合材料。因此对比文件1公开了含C的化合物的技术方案，此外含Sn的技术方案也是本领域的公知常识。(3)细磨是研磨的一种，均是达到物料均匀混合的目的。对比文件1和本申请中的研磨均是达到物料均匀混合的目的，并没有什么不同，只是对比文件1没有具体记载初磨和细磨，而上述两种研磨是本领域技术人员根据需要可选的公知技术。(4) 对比文件1和本申请的制备方法基本相同，因此认为两者制备了相同结构的复合材料。此外，公知常识证据1-3中所列举的球磨制备方法，所制备的产品可以为固溶体。
复审请求人于2019年03月15日提交了意见陈述书，并提交了修改后的权利要求第1-8项，其中在权利要求1中删除Li、C、Ti。复审请求人认为：（1）本申请考虑纳米材料制备造价高的问题，所用的Si粉体材料粒径为0.1-50μm，而在对比文件1中，石墨烯和所采用的硅均为纳米材料。（2）本申请通过掺杂元素，旨在提高纳米相材料的非晶化程度，从而提升纳米相材料在电池中应用的循环和倍率性能，而对比文件1没有披露通过掺杂提高纳米相材料的非晶化程度，没有公开掺杂元素为含有Sn等的单质或化合物中的一种或多种的物料。（3）本申请中研磨的作用在于将微米级的颗粒压延、压合、碾碎再压合的反复过程，使其合金化，对比文件1中通过球磨将纳米硅吸附在氧化石墨烯表面，形成复合材料，两者的作用是不同的，并且对比文件1没有披露将微米粒径的材料处理为纳米粒径的合金材料。修改后的权利要求1如下：
“1. 一种掺混纳米相材料的制备方法，其特征在于，所述掺混纳米相材料的粒径为1nm～500nm，所述方法包括以下步骤：
Si及其氧化物SiOx中的一种或多种作为粉体材料加入到溶剂中，其中0<>
含有Sn、Ge、Sb、Al、Mg、Bi、Ag、B、N、F、Na、P、Cu、Zn、Ga、Mo、V的单质或化合物中的一种或多种的物料加入到所述溶剂中；
所述溶剂加入分散剂，分散均匀后，进行研磨，所述研磨包括初磨和细磨。”
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
（一）审查文本的认定
复审请求人于2019年03月15日针对复审通知书提交了修改后的权利要求第1-8项，经审查，所述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，本复审请求审查决定所针对的审查文本是2016年01月13日提交的说明书摘要、说明书第1-64段、摘要附图、说明书附图图1-6；2019年03月15日提交的权利要求第1-8项。
（二）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，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求所要求保护的技术方案相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征，而一部分区别技术特征是基于现有技术容易选择的，其余区别技术特征是本领域的公知常识，则该权利要求不具有创造性。
本复审请求审查决定书引用原审查部门在驳回决定的对比文件1作为现有技术。
CN104916823A，公开日为2015年09月16日。
1.1 独立权利要求1要求保护一种掺混纳米相材料的制备方法。对比文件1公开了一种用于锂电池的硅/氧化石墨烯负极材料的制备方法，并具体公开了以下技术内容（参见说明书第0008-0029段）：一种用于锂离子电池的硅/氧化石墨烯负极复合材料，该复合材料由纳米硅均匀吸附在氧化石墨烯表面构成；硅/氧化石墨烯负极复合材料中纳米硅形貌为片状，片层厚度为5～20nm；其制备方法是将氧化石墨烯粉体和纳米硅（相当于Si粉体材料）按一定比例，加入溶剂和分散剂，通过球磨，至纳米硅完全分散，离心固液分离，干燥即得；溶剂为水和乙二醇的混合溶液；分散剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基磺酸锂(PVP)、聚乙烯吡咯烷酮(SDS)中的至少一种。通过球磨法（相当于公开了分散均匀后进行研磨）将纳米硅吸附在氧化石墨烯表面，形成复合材料，该复合材料中硅的形貌呈均匀的片状，且厚度可控，可用于制备具有高放电比容量、优异的倍率性能和长循环寿命的锂离子电池。
针对硅的技术方案，权利要求1与对比文件1的区别在于：权利要求1为了得到掺混纳米相材料，（1）粉体物料Si的粒径为0.1μm～50μm；所得掺混纳米相材料的粒径为1nm～500nm；（2）混料方式是先将Si的粉体材料加入到溶剂中，再加入含有Sn、Ge、Sb、Al、Mg、Bi、Ag、B、N、F、Na、P、Cu、Zn、Ga、Mo、V的单质或化合物中的一种或多种的物料；（3）研磨包括初磨和细磨。基于上述区别技术特征，权利要求1要求保护的技术方案实际解决的技术问题是通过采用具体的原料及混合、研磨步骤来得到一定粒径范围的产品。
对于区别技术特征（1），对比文件1公开了其原料硅采用纳米硅，而球磨微米尺度的硅来获得纳米硅属于常规技术，综合原料成本就及后续加工难度等，本领域技术人员容易想到采用粉体材料Si的粒径为0.1μm～50μm。对比文件1公开了所得的硅/氧化石墨烯复合材料中的硅片层厚度为5-20nm，而结合实际原料及相应研磨工艺，本领域技术人员通过对具体原料配比、溶剂和分散剂的使用量以及具体研磨工艺等的常规调节，根据实际材料性能的需要得到掺混纳米相材料的粒径为1nm～500nm是容易想到，并容易实现的。
对于区别技术特征（2），先将Si的粉体材料加入到溶剂中，再加入含有Sn等的化合物的掺混材料，是本领域的公知混料方式之一。选择硅与含有Sn、Ge、Sb、Al、Mg、Bi、Ag、B、N、F、Na、P、Cu、Zn、Ga、Mo、V的单质或化合物中的一种或多种的物料进行混合制备复合物是本领域的公知常识，比如公知常识证据2，“功能材料及其应用”，张骥华，机械工业出版社，第468页，31.01.2009，公开了锂、SiO、SnO和石墨进行高能球磨获得复合材料。
对于区别技术特征（3），在球磨制备掺混纳米相材料的制备过程中，球磨可以使得制备的材料的晶粒更加均匀，并更加细小；而为了控制产品的纳米尺度，并保证产品的均匀性，本领域技术人员通过初磨进行混合，再进行细磨获得所需要的产品是容易想到的。
因此在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得到针对硅的技术方案是显而易见的，权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步，权利要求1不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
针对SiOx的技术方案
在本领域中，选择SiOx替换Si与含Sn等的单质或化合物球磨制备复合材料是本领域的公知常识，比如公知常识证据2，“功能材料及其应用”，张骥华，机械工业出版社，第468页，31.01.2009，公开了锂、SiO、SnO和石墨进行高能球磨获得复合材料。因此在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得到权利要求1中含有SiOx的技术方案是显而易见的，上述权利要求1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，因此不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
1.2 从属权利要求2-7直接或间接引用了权利要求1。但是，权利要求2的“所述粉体材料按照固含量为1～50％的比例加入到所述溶剂中”可以由本领域技术人员综合研磨效果，根据有限的试验得到。权利要求3的“聚乙烯吡咯烷酮”、权利要求4的“水和乙二醇”被对比文件1公开（参见评述1.1），其余附加技术特征都属于对研磨工艺中分散剂、溶剂的常规选择。权利要求5-7中记载的具体研磨步骤“所述初磨包括搅拌球磨；所述初磨持续2～8小时”、“所述细磨为利用含有研磨球的循环式研磨机或高能球磨机进行的细磨，温度在-50℃～100℃之间，持续2～40小时”、“所述研磨球为氧化锆球、掺杂氧化锆球、氧化铝球、碳化硅球中的一种；所述研磨球的粒径为0.01mm～5mm”均是本领域技术人员根据具体实验条件容易进行的选择。因此，在直接或间接引用的权利要求1不具备创造性时，权利要求2-7也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
1.3 独立权利要求8要求保护根据权利要求1～7任一项所述的制备方法制备的掺混纳米相材料。对比文件1（参见说明书第0027段）相应公开了用于锂离子电池的硅/氧化石墨烯负极复合材料，其复合材料可用于制备具有高放电比容量、优异的倍率性能和长循环寿命的锂离子电池，即公开了“掺混纳米相材料用作锂离子电池的关键材料或关键材料的前驱体”。因此在所引用的权利要求1-7不具有创造性时，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得到权利要求8要求保护的技术方案，对于本领域技术人员来说是显而易见的，所以，权利要求8要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点，因此不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于“掺混纳米相材料用作锂离子电容器、锂硫电池、全固态电池以及太阳能电池的关键材料或关键材料的前驱体”的技术方案。由于掺杂纳米相材料是一种储能材料，而本领域技术人员可以想到将上述掺混纳米相材料用作锂离子电容器、锂硫电池、全固态电池以及太阳能电池的关键材料或关键材料的前驱体是容易想到的。因此，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得到权利要求8要求保护的上述技术方案，对于本领域技术人员来说是显而易见的，所以，权利要求8要求保护的上述技术方案不具有突出的实质性特点，因此不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：
（1）对比文件1采用了纳米硅和氧化石墨烯通过球磨来制备纳米复合材料，如证据3（“新一代锂二次电池技术”，谢凯等，国防工业出版社，第91-92页，31.08.2013）所披露的，球磨是把金属或合金粉末粉碎为纳米级微粒的方法，球磨法是制备纳米复合材料的有效方法。由此基于原料成本以及球磨制备纳米复合材料的公知常识进行考虑，所用的Si粉体材料粒径为0.1-50μm是容易想到的。
（2）本申请的说明书没有记载“通过掺杂元素，旨在提高纳米相材料的非晶化程度”，上述论述是没有根据的。对于掺杂元素为含有Sn等的单质或化合物中的一种或多种的物料，选择硅与含有Sn等的单质或化合物中的一种或多种的物料进行混合制备复合物是本领域的公知常识，比如公知常识证据2，“功能材料及其应用”，张骥华，机械工业出版社，第468页，31.01.2009，公开了锂、SiO、SnO和石墨进行高能球磨获得复合材料。
（3）如证据3（“新一代锂二次电池技术”，谢凯等，国防工业出版社，第91-92页，31.08.2013）所披露的，球磨是把金属或合金粉末粉碎为纳米级微粒的方法，球磨法是制备纳米复合材料的有效方法。球磨合金化是本领域的公知常识，即权利要求1中记载的“研磨包括初磨和细磨”是本领域的公知常识。
基于上述理由，依法作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年06月06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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