发明创造名称：非水电解液二次电池及其组装体
外观设计名称：
决定号：185456
决定日：2019-07-30
委内编号：1F276343
优先权日：2014-04-24
申请（专利）号：201510197844.4
申请日：2015-04-23
复审请求人：丰田自动车株式会社
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：罗文辉
合议组组长：武绪丽
参审员：薛霏
国际分类号：H01M4/58,H01M10/0525,H01M10/0569,H01M10/0567
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：当权利要求的方案从整体上考虑没有被最接近的现有技术公开、并且也没有其它对比文件或公知常识提供了同样的技术启示时，应当认为权利要求要保护的技术方案具有突出的实质性特点和显著的进步，具有创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510197844.4，名称为“非水电解液二次电池及其组装体”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为丰田自动车株式会社。本申请的申请日为2015年04月23日，优先权日为2014年04月24日，公开日为2015年11年11日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年12月05日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-10不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。驳回决定所依据的文本为：申请人于申请日2015年04月23日提交的说明书第1-148段、说明书附图图1和图2、说明书摘要、摘要附图；2018年10月23日提交的权利要求第1-10项。驳回决定所引用的对比文件如下：
对比文件3：CN103443992A，公开日：2013年12月11日；
对比文件5：CN101015074A，公开日：2007年08月08日。
驳回决定认为：权利要求1与对比文件5的区别在于：（1）电解液由支持电解质、草酸硼酸盐型化合物和非水溶剂构成，非水溶剂由非氟系溶剂构成。（2）正极活性物质基于激光衍射-光散射法测定的平均粒径为1～20μm，无机磷酸化合物基于激光衍射-光散射法测定的平均粒径为1～15μm。对于区别（1），权利要求1实际解决的技术问题是：用以在电极的表面成膜，稳定的维持正极/负极与非水电解液的界面，提高电池的耐久性。对比文件3公开了非水电解液包括支持盐、非水溶剂、以及硼酸盐或磷酸盐添加剂，其作用也是在正极/负极上形成可仅传导锂离子的保护膜。因此，对比文件3给出了在非氟系溶剂电解液中仅添加硼酸盐仍可一定程度解决所述技术问题的启示，使得本领域技术人员容易想到使用仅由支持电解质、草酸硼酸盐型化合物和非水溶剂构成的非水电解液。对于区别（2），权利要求1实际解决的技术问题是使得正极活性物质进一步形成良好的导电路径，进一步提高电子电导率。然而本领域技术人员为了使正极活性物质进一步形成良好的导电路径，在对比文件5的基础上容易选择平均粒径相当的无机固体电解质粒子和正极活性材料，并限定正极活性物质平均粒径。因此，在对比文件5的基础上结合对比文件3以及本领域的常规选择，得到权利要求1的技术方案，对于本领域技术人员而言是显而易见的，权利要求1不具备创造性。权利要求2-5的附加技术特征被对比文件3公开，权利要求6-8的附加技术特征被对比文件5公开，权利要求9的附加技术特征在对比文件3或对比文件5的基础上容易得到。因此，权利要求2-9不具备创造性。权利要求10请求保护一种非水电解液二次电池，参见对于权利要求1-9的评述，对所述电池进行预充电或者初始活化处理，由此形成所述二次电池，也是本领域的常用技术手段。因此，权利要求10也不具备创造性。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种初始充电处理前的非水电解液二次电池组装体，是具备正极、负极和非水电解液的非水电解液二次电池组装体，
所述正极的工作上限电位按金属锂基准计为4.3V以上，
所述正极包含粒子状的正极活性物质、和具有离子传导性的粒子状的无机磷酸化合物，
所述非水电解液由支持电解质、草酸硼酸盐型化合物和非水溶剂构成，该非水溶剂由非氟系溶剂构成，
所述正极活性物质为尖晶石结构的锂锰复合氧化物，基于激光衍射-光散射法测定的平均粒径为1～20μm，
所述无机磷酸化合物基于激光衍射-光散射法测定的平均粒径为1～15μm。
2. 根据权利要求1所述的非水电解液二次电池组装体，所述草酸硼酸盐型化合物是由以下通式(1)表示的化合物，
A [BX4-2n(C2O4)n]- (1)
在式(1)中，A为碱金属，X为卤素，n为1或2。
3. 根据权利要求2所述的非水电解液二次电池组装体，所述通式(1)中的A为锂(Li)，X为氟(F)。
4. 根据权利要求1～3的任一项所述的非水电解液二次电池组装体，所述草酸硼酸盐型化合物为二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)。
5. 根据权利要求1～3的任一项所述的非水电解液二次电池组装体，所述草酸硼酸盐型化合物相对于所述非水电解液整体的比例为0.1质量％以上、5质量％以下。
6. 根据权利要求1～3的任一项所述的非水电解液二次电池组装体，所述无机磷酸化合物为包含碱金属元素的磷酸盐。
7. 根据权利要求1～3的任一项所述的非水电解液二次电池组装体，在将所述正极活性物质设为100质量份时，所述无机磷酸化合物的含量为0.5 质量份以上、5质量份以下。
8. 根据权利要求1～3的任一项所述的非水电解液二次电池组装体，所述正极活性物质包含尖晶石结构的锂镍锰复合氧化物。
9. 根据权利要求1～3的任一项所述的非水电解液二次电池组装体，
所述非氟系溶剂包含环状碳酸酯和链状碳酸酯，
所述环状碳酸酯是选自碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚乙烯基酯(VC)和碳酸亚丙酯(PC)中的1种或2种以上，
所述链状碳酸酯是选自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)中的1种或2种以上。
10. 一种非水电解液二次电池，是通过对权利要求1～9的任一项所述的非水电解液二次电池组装体实施至少1次初始充电处理而得到的。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年03月14日向国家知识产权局提出了复审请求，并在原权利要求1中新增技术特征“所述无机磷酸化合物的平均粒径为所述正极活性物质的平均粒径的0.8～1.2倍”。复审请求人认为：（1）本申请所要解决的技术问题之一是，正极包含无机磷酸化合物时特有的初始电阻增大。而本领域技术人员基于对比文件3和对比文件5的记载，想不到通过使非水电解液中包含草酸硼酸盐来解决上述技术问题。（2）本申请所要解决的技术问题之二是，使用非氟系溶剂时在高速率下特有的循环劣化。而对比文件3没有记载“正极中存在无机磷酸化合物”的情况，因此本领域技术人员基于对比文件3的记载，对于当正极中存在无机磷酸化合物时，在循环特性方面“草酸硼酸盐”和“草酸磷酸盐”的效果存在差异这一点毫无认识，从而不容易想到特意选择“草酸硼酸盐”。（3）对比文件5中存在与本申请发明相反的教导。对比文件5的说明书第8页记载了“无机固体电解质微粒子优选使用粒径为正极活性物质粒子的粒径三分之一的无机固体电解质微粒子”。基于这样的教导，本领域技术人员不容易选择本申请记载的粒径关系。
复审请求人提交的权利要求1如下：
“1. 一种初始充电处理前的非水电解液二次电池组装体，是具备正极、负极和非水电解液的非水电解液二次电池组装体，
所述正极的工作上限电位按金属锂基准计为4.3V以上，
所述正极包含粒子状的正极活性物质、和具有离子传导性的粒子状的无机磷酸化合物，
所述非水电解液由支持电解质、草酸硼酸盐型化合物和非水溶剂构成，该非水溶剂由非氟系溶剂构成，
所述正极活性物质为尖晶石结构的锂锰复合氧化物，基于激光衍射-光散射法测定的平均粒径为1～20μm，
所述无机磷酸化合物基于激光衍射-光散射法测定的平均粒径为1～15μm，
所述无机磷酸化合物的平均粒径为所述正极活性物质的平均粒径的0.8～1.2倍。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年03月21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）本申请指出，初始电阻的降低是因为“草酸盐化合物的分解物在活性物质的表面形成了低电阻且稳定的皮膜”。而对比文件3明确公开了：当在电池中使用已添加硼酸盐或磷酸盐的非水电解液时，硼酸盐或磷酸盐在正极和负极上分解，从而形成可仅传导锂离子的保护膜。因此，对比文件3已经给出了明显的降低内阻的技术启示。（2）对比文件3已经给出了明显的使用非氟系溶剂以解决相同技术问题的启示。至于选择对比文件3的草酸硼酸盐或草酸磷酸盐，本领域技术人员容易根据其对关注的电性能的影响而进行选择，由于仅有两个并列选择，因而经有限实验即可选择得到草酸硼酸盐。（3）无机固体电解质具有低电子电导率是本领域的公知常识，为了在正极活性物质内形成良好的导电路径，提高其电子电阻率容易想到进一步优化粒子形式分布的状态。而使用具有小粒径的无机固体电解质粒子容易使得其被覆在正极活性物质表面是本领域技术人员的普通技术常识，为了避免这种情形而使用平均粒径相当的无机固体电解质粒子和正极活性材料自然是容易想到的。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。
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
在复审程序中，复审请求人对申请文件进行了修改。经审查，该修改符合专利法第33条以及专利法实施细则第61条第１款的规定。因此，本复审审查决定所依据的文本为：复审请求人于申请日2015年04月23日提交的说明书第1-148段、说明书附图图1和图2、说明书摘要、摘要附图；2019年03月14日提交的权利要求第1-10项。
2、关于创造性
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。
当权利要求的方案从整体上考虑没有被最接近的现有技术公开、并且也没有其它对比文件或公知常识提供了同样的技术启示时，应当认为权利要求要保护的技术方案具有突出的实质性特点和显著的进步，具有创造性。
本复审请求审查决定所引用的对比文件与驳回决定所引用的对比文件相同，即：
对比文件3：CN103443992A，公开日：2013年12月11日；
对比文件5：CN101015074A，公开日：2007年08月08日。
其中，对比文件5作为最接近的现有技术。
2.1关于权利要求1的创造性。
权利要求1请求保护一种初始充电处理前的非水电解液二次电池组装体，其包含技术特征“正极包含具有离子传导性的粒子状的无机磷酸化合物”和“非水电解液由支持电解质、草酸硼酸盐型化合物和非水溶剂构成”。
本申请的背景技术和发明内容记载了，在现有技术中，在正极中具备锂离子传导性的化合物、且非水电解液中使用非氟系的溶剂的电池中，存在循环特性显示出异常的劣化倾向的技术问题（说明书第[0002]-[0013]段）。因此，本申请采用的技术手段是，正极包括无机磷酸化合物，非水电解液包括草酸硼酸盐型化合物。本申请通过上述技术手段，能够“很好地发挥含有无机磷酸化合物和草酸硼酸盐型化合物的效果”，从而获得“能够成为高能量密度、低温环境下的高速率特性优异、且即使在高温环境下反复进行充放电容量的降低也少的电池”的技术效果（说明书第[0028]段）。综上所述，从整体上看，本申请为解决正极含有无机磷酸化合物而导致循环特性较差的技术问题，而采用了非水电解液包含草酸硼酸盐型化合物的技术手段。因此，权利要求1中的技术特征“无机磷酸化合物”和“草酸硼酸盐型化合物”存在技术关联，在进行创造性判断时不应将其割裂开分析。
对比文件5（参见说明书第7页第23行到第15页第26行、图12-14）公开了一种锂离子电池，将正极片、SPE片、Li负极冲孔，并将它们贴合之后，封入2032型的纽扣电池单元中，制作电池，其中含有的有机电解质可以是有机电解液；相对于金属锂正极具有4.7V左右的电压平台（图13），其中的正极活性物质尖晶石型LiNi0.5Mn1.5O4与无机固体电解质Li3PO4以一定重量比预先在玛瑙研钵中进行预混合，使得正极活性物质粒子的表面散点地附着有无机固体电解质粒子，无机固体电解质粒子可以是Li3PO4。由此可见，对比文件5仅公开了“正极包括无机磷酸化合物”，并没有公开“非水电解液包括草酸硼酸盐型化合物”。因此，对比文件5没有提供用于解决正极包括无机磷酸化合物的电池循环特性较差的技术问题的技术启示。
对比文件3（参见说明书第0013-0079段）公开了一种锂离子电池，其非水电解液溶剂包括非质子性有机溶剂，优选环状酯化合物如碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和γ-丁内酯；链状酯化合物如碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯；和链状醚化合物如1,2-二甲氧基乙烷；实施例1给出的溶剂为碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合溶剂，因此其溶剂可由非氟系溶剂构成。其中，所述电解液中含有支持盐、和硼酸盐或磷酸盐添加剂，例如选自硼酸盐、双(草酸)硼酸盐、二氟(草酸)硼酸盐、三(草酸)磷酸盐、二氟(双草酸)磷酸盐和四氟(草酸)磷酸盐的第二化合物组的至少一种化合物。由此可见，对比文件3仅公开了“非水电解液包括草酸硼酸盐型化合物”，并没有公开“正极包括无机磷酸化合物”。因此，对比文件3没有提供用于解决正极包括无机磷酸化合物的电池循环特性较差的技术问题的技术启示。
在本领域中，将草酸硼酸盐型化合物添加到非水电解液中、进而解决正极包括无机磷酸化合物的电池循环特性不佳的技术问题不是本领域的惯用手段，不属于公知常识。
而本申请在正极包括无机磷酸化合物的情况下，将草酸硼酸盐型化合物添加到非水电解液中，能够“很好地发挥含有无机磷酸化合物和草酸硼酸盐型化合物的效果”，从而获得“能够成为高能量密度、低温环境下的高速率特性优异、且即使在高温环境下反复进行充放电容量的降低也少的电池”的技术效果（说明书第[0028]段）。
因此，权利要求1请求保护的技术方案相对于对比文件5、3及本领域的公知常识的结合是非显而易见的，因此，权利要求1具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2关于权利要求2-10的创造性。
权利要求2-10直接或间接引用了权利要求1，因此，权利要求2-10相对于对比文件5、3与本领域公知常识的结合是非显而易见的。因此，权利要求2-10具有突出的实质性特点和显著的进步，也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于驳回决定和前置审查意见
对于原审查部门的驳回决定和前置审查意见，合议组认为：
（1）本申请其解决的技术问题是，正极含有无机磷酸化合物而导致循环特性较差；采用的技术手段是，正极包括无机磷酸化合物，非水电解液包括草酸硼酸盐型化合物；通过上述技术手段，能够“很好地发挥含有无机磷酸化合物和草酸硼酸盐型化合物的效果”，从而获得“高能量密度、低温环境下的高速率特性优异、且即使在高温环境下反复进行充放电容量的降低也少”的技术效果。因此，本申请的“无机磷酸化合物”和“草酸硼酸盐型化合物”存在技术关联。
（2）从本申请的表1和表2中的例2、例4和例5可以看出，例2的正极包含无机磷酸化合物，非水电解液无任何添加剂，其初始电阻增加，循环特性非常差；例4的正极包含无机磷酸化合物，虽然非水电解液中包含成膜添加剂LPFO（非草酸硼酸盐型化合物），然而其循环特性仅为22.4%；例5与例4的区别仅在于将LPFO替换为LiDFOB（草酸硼酸盐型化合物），但是其循环特征为73%，远高于例4。因此，本申请的“无机磷酸化合物”和“草酸硼酸盐型化合物”存在技术关联。
综上所述，本申请的权利要求1-10相对于对比文件5、3以及本领域的公知常识具备专利法第22条第3款规定的创造性。至于本申请是否还存在其它不符合专利法及其实施细则的缺陷，留待后续程序继续审查。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年12月05日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门以下述文本为基础继续进行审批程序：
复审请求人于2019年03月14日提交的权利要求第1-10项，
于2015年04月23日提交的说明书第1-148段、说明书附图图1和图2、说明书摘要、摘要附图。
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可向北京知识产权法院起诉。
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