发明创造名称：耐用的非晶硅阳极、具有非晶硅阳极的可再充电电池及相关方法
外观设计名称：
决定号：188438
决定日：2019-08-27
委内编号：1F265728
优先权日：2013-06-28
申请（专利）号：201480030738.0
申请日：2014-06-24
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：罗文辉
合议组组长：王浩
参审员：常莎莎
国际分类号：H01M4/134,H01M4/38,H01M10/052
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与作为最接近现有技术的一篇对比文件之间存在区别技术特征，但是该区别技术特征属于本领域的公知常识，且现有技术给出了将上述区别技术特征应用于作为最接近现有技术的对比文件以解决其存在的技术问题的启示，则该权利要求所要求保护的技术方案不具有创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201480030738.0，名称为“耐用的非晶硅阳极、具有非晶硅阳极的可再充电电池及相关方法”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06月24日，优先权日为2013年06月28日，公开日为2016年01月06日，进入中国国家阶段日为2015年11月27日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年07月27日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1和3-7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：2018年04月13日提交的权利要求第1-7项；进入中国国家阶段日2015年11月27日提交的说明书第1-64段、说明书附图图1-4、说明书摘要、摘要附图。驳回决定所引用的对比文件如下：
对比文件1：WO2004/025757A2，公开日为2004年03月25日；
对比文件2：CN1765024A，公开日为2006年04月26日；
对比文件3：CN1717835A，公开日为2006年01月04日；
对比文件6：CN102598366A，公开日为2012年07月18日。
驳回理由具体为：（1）对比文件6为最接近现有技术，权利要求1与对比文件6的区别技术特征有①非晶硅结构还包括掺杂剂；②活性材料层不包括碳；③电极层的一部分被钝化。基于上述区别技术特征可以确定本申请实际要解决的技术问题是增加负极结构的稳定性。对于区别技术特征①，其被对比文件2公开，且作用相同。对于区别技术特征②，其被对比文件3公开，且作用相同。对于区别技术特征③，其属于公知常识。因此，在对比文件6的基础上结合对比文件2-3和公知常识得到权利要求1的技术方案是显而易见的，权利要求1不具备突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。（2）权利要求3-7的附加技术特征或者被对比文件6或对比文件1公开，或者在对比文件1或对比文件2的基础上容易得到，或者属于公知常识，因此，权利要求3-7不具备创造性。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种用于具有增强的结构稳定性的可再充电电池的阳极装置，包括
导电衬底；
沉积在该衬底上的电极层，所述电极层由一个或多个多孔非晶硅结构组成，所述多孔非晶硅结构具有小于或等于大约500 nm的至少一个尺寸，其中所述一个或多个多孔非晶硅结构还包括掺杂剂，以及其中所述电极层的一部分被钝化。
2. 根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个多孔非晶硅结构包含从由以下各项组成的组选择的成员：柱子、锥体、管子、沟槽、棱锥、海绵结构、连续的层、纳米线以及其组合。
3. 根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个尺寸小于或等于大约300 nm。
4. 根据权利要求1所述的装置，其中所述导电衬底包含从由以下各项组成的组选择的成员：半导体、金属、金属合金、导电聚合物以及其组合。
5. 根据权利要求1所述的装置，其中所述导电衬底是足够柔性的以允许卷到它本身上。
6. 根据权利要求1所述的装置，其中所述掺杂剂包含从由以下各项组成的组选择的成员：C、H、Li、Ti、Ni以及其组合。
7. 根据权利要求1所述的装置，其中用从由以下各项组成的组选择的材料来钝化所述电极层的部分：石墨、氮化物、氧化物以及其组合。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年11月12日向国家知识产权局提出了复审请求，没有修改申请文件。复审请求人认为：（1）对比文件6没有公开权利要求1的“一个或多个多孔非晶硅结构还包括掺杂剂”、“活性材料层不包括碳” 以及“电极的一部分被钝化”。（2）对比文件2中的Ti与Si一起形成固体合金，因此Ti不可能是掺杂剂。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年11月20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6作为最接近的现有技术公开了在多晶硅结构表面具有碳纳米管，但是对比文件3给出了活性层是由非晶硅结构组成不添加碳的技术方案，并相应给出了技术启示，因此，本领域技术人员有动机选择不添加碳纳米管；同时，对比文件6中指出了碳纳米管的作用是延长生命周期、优良的电子导电路径，选择不添加碳纳米管而相应的碳纳米管作用消失是本领域技术人员很容易想到的；（2）虽然对比文件2和其他的参考文献是针对其他元素对硅的掺杂，并不是对硅结构的掺杂，但是基于对比文件6的硅结构具有良好的技术效果，那么本领域技术人员有动机对硅结构中的硅进行掺杂；（3）对比文件3明确公开了薄膜可以完全由硅组成，也公开了将非晶硅薄膜分成栏，使得在充放电过程中，薄膜膨胀或收缩时的体积的变化提供空间，并由此抑制应力的产生，这样就防止薄膜从集电体上脱落。这也说明薄膜是多孔结构的，但是为了抑制栏之间的缝隙过大，在电解液中加入二氧化碳，并不代表对比文件3给出了活性材料不是多孔结构的启示；（4）在说明书中记载的是“柱子、椎体…多孔结构”，因此，不同的硅结构之间是并列关系，而且说明书附图部分记载了不同的技术方案都是并列关系，因此，将多孔结构对其他的硅结构进行进一步限定的修改是超范围的。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。
合议组于2019年03月19日向复审请求人发出复审通知书，引用对比文件1、对比文件5和对比文件6，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。合议组认为：（1）对比文件6说明书第[0043]、[0048]段公开了碳纳米管形成于互连孔中。因此，对比文件6公开了权利要求1的“一个或多个多孔非晶硅结构还包括掺杂剂”。（2）权利要求1与对比文件6的区别技术特征是：电极层的一部分被钝化。而在本领域中，在负极形成SEI膜可以提高负极循环性能是本领域的公知常识。因此，本领域技术人员为了提高循环性能，有动机将电极层的一部分被钝化，形成SEI膜，进而提高负极的循环性能。因此，权利要求1相对于对比文件6和公知常识的结合不具备创造性。
复审请求人于2019年05月06日提交了意见陈述书，并修改了权利要求书，在权利要求1中新增技术特征“所述电极层的一个或多个多孔非晶硅结构至少部分地从晶体硅转换而来，其中所述掺杂剂包括用于在所述一个或多个多孔非晶硅结构中产生孔的元素”。复审请求人认为：（1）对比文件6没有公开电极层的一个或多个多孔非晶硅结构至少部分地从晶体硅转换而来。对比文件6仅仅公开了在衬底上沉积非晶硅层；（2）对比文件6没有公开用于在一个或多个多孔非晶硅结构中产生孔的元素。对比文件6仅仅公开了阳极化室1204在非晶硅层中产生孔，然后在这些孔中形成碳纳米管；（3）对比文件6中的最终产品不再包含孔，因此，这些孔被碳纳米管给填满了。
复审请求人新提交的权利要求1如下：
“1. 一种用于具有增强的结构稳定性的可再充电电池的阳极装置，包括
导电衬底；
沉积在该衬底上的电极层，所述电极层由一个或多个多孔非晶硅结构组成，所述多孔非晶硅结构具有小于或等于大约500 nm的至少一个尺寸，其中所述一个或多个多孔非晶硅结构还包括掺杂剂，以及其中所述电极层的一部分被钝化，
其中所述电极层的一个或多个多孔非晶硅结构至少部分地从晶体硅转换而来，其中所述掺杂剂包括用于在所述一个或多个多孔非晶硅结构中产生孔的元素。”
合议组于2019年06月21日向复审请求人再次发出复审通知书，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。合议组认为：（1）对比文件6说明书第[0031]段记载了“一实施例中，在低温下利用化学气相沉积(CVD)技术(诸如，等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或热丝化学气相沉积(HWCVD)技术)将非晶硅沉积于关注的基板(诸如，硅、半导体晶圆、不锈钢、或氧化物)上。另一实施例中，并不沉积非晶硅，反之可用离子冲击纳米晶体/多晶硅晶圆以形成非晶硅”。因此，对比文件6公开了电极层的一个或多个多孔非晶硅结构至少部分地从晶体硅转换而来。（2）对比文件6公开了碳纳米管作为掺杂剂，而碳纳米管包括了碳元素，而碳元素用于在多孔非晶硅结构中产生孔是本领域中形成孔的惯用手段，属于公知常识。因此，本领域技术人员用碳元素用于在一个或多个多孔非晶硅结构中产生孔是容易想到的，其技术效果可以预期。（3）对比文件6仅记载了在孔中形成碳纳米管，并没有记载这些孔被碳纳米管给填满（参见说明书第[0033]段）。
复审请求人于2019年08月06日提交了意见陈述书，没有修改申请文件。复审请求人认为：合议组没有引用任何现有技术来证明碳在多孔非晶硅结构中产生孔是本领域熟知的。在对比文件6中，首先在非晶硅中产生了孔，然后才在这些孔中嵌入碳纳米管。因此，碳不是用来在多孔非晶硅结构中生成孔的。而在权利要求1中，非晶硅中的孔是通过掺杂剂来产生的。
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
复审请求人于2019年05月06日提交了权利要求第1-7项。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，本次复审请求审查决定所依据的审查文本是：2019年05月06日提交权利要求书第1-7项，2015年11月27日提交的说明书第1-64段、说明书附图图1-4、说明书摘要、摘要附图。
具体理由的阐述
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。
如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近现有技术的一篇对比文件之间存在区别技术特征，但是该区别技术特征属于本领域的公知常识，且现有技术给出了将上述区别技术特征应用于作为最接近现有技术的对比文件以解决其存在的技术问题的启示，则该权利要求所要求保护的技术方案不具有创造性。
本复审请求审查决定所引用的对比文件与复审通知书所引用的对比文件相同，即
对比文件1：WO2004/025757A2，公开日为2004年03月25日；
对比文件5：CN1486519A，公开日为2004年03月31日；
对比文件6：CN102598366A，公开日为2012年07月18日。
2.1权利要求1不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
权利要求1请求保护一种用于具有增强的结构稳定性的可再充电电池的阳极装置。对比文件6公开了一种锂离子电池的阳极装置（相当于一种增强的结构稳定性的可再充电电池的阳极装置），具体公开了（参见说明书第[0005]-[0060]段，图1-26）：该阳极装置包括基板，基板为集电器（相当于导电衬底），沉积在集电器上的电极层，电极层由纳米结构的多孔非晶硅组成（相当于电极层由一个或多个多孔非晶硅结构组成），沉积在集电器上的非晶硅层厚度为100nm-3μm（相当于多孔非晶硅结构具有100nm-3μm的尺寸），多孔非晶硅层中的互连孔的直径为100nm-500nm，碳纳米管形成于互连孔中（相当于多孔非晶硅结构还包括掺杂剂）；可以在低温下利用化学气相沉积(CVD)技术将非晶硅沉积于关注的基板上，也可以不沉积非晶硅，反之可用离子冲击纳米晶体/多晶硅晶圆以形成非晶硅（相当于电极层的一个或多个多孔非晶硅结构至少部分地从晶体硅转换而来）。
由此可见，该权利要求请求保护的技术方案与该对比文件公开的技术内容相比，区别技术特征是：电极层的一部分被钝化，掺杂剂包括用于在所述一个或多个多孔非晶硅结构中产生孔的元素。基于该区别技术特征，本申请实际要解决的技术问题是提高循环性能和形成孔。在本领域中，在负极形成SEI膜可以提高负极循环性能是本领域的公知常识。因此，本领域技术人员为了提高循环性能，有动机将电极层的一部分钝化，形成SEI膜，进而提高负极的循环性能。同时，对比文件6公开了碳纳米管作为掺杂剂，而碳纳米管包括了碳元素，而碳元素用于在多孔非晶硅结构中产生孔是本领域中形成孔的惯用手段，属于公知常识。
因此，在对比文件6的基础上结合公知常识得到该权利要求请求保护的技术方案，这对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，该权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
2.2权利要求2-7不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
权利要求2-6分别从属于权利要求1，其相应的附加技术特征已经被对比文件6公开（参见说明书第[0005]-[0060]段，图1-26）：电极层由纳米结构的多孔非晶硅组成（相当于多孔非晶硅结构包含连续的层和海绵结构）；非晶硅层厚度为100nm-3μm（相当于多孔非晶硅电极层具有100nm-3μm的尺寸），多孔非晶硅层中的互连孔的直径为100nm-500nm（相当于海绵结构具有100nm-500nm）的尺寸；基板可以是硅、半导体晶圆、不锈钢、或氧化物，集电器包括金属、 塑胶、石墨、聚合物、含碳聚合物、复合物或其他适当材料；当以卷带(举例而言，铝、不锈钢或铜箔) 供应时，基板可以是相对柔性的，集电器由柔性宿主基板所形成；碳纳米管沿着互连孔的壁而形成（相当于掺杂剂包含C）。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求2-6也不具备创造性。
对于权利要求2中包含技术特征“一个或多个多孔非晶硅结构包含柱子”的技术方案，该技术特征构成了权利要求2与对比文件6的又一区别技术特征。基于该区别技术特征，本申请实际要解决的技术问题是，如何适应阳极的膨胀和收缩。对比文件5公开了一种可充锂电池的电极，具体公开了（参见说明书第2页第6段到第6页第4段）：该电极包括集电器、集电器上的非晶硅薄膜，该薄膜由其中形成的缝隙沿其厚度方向分成柱体，从而形成包围这柱体部分的空间，这些空间用来缓和在充放电循环时薄膜膨胀和收缩产生的应力，由此抑制把活性材料薄膜和集电器分离的应力的产生。由此可见，该区别技术特征已经被对比文件5公开，且该技术特征在对比文件5中所起的作用与该区别技术特征在本申请中为解决其技术问题所起的作用相同，都是为了适应阳极的膨胀/收缩。因此，在对比文件6的基础上结合对比文件5和公知常识得到权利要求2中包含技术特征“一个或多个多孔非晶硅结构包含柱子”的技术方案，这对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，权利要求2中包含技术特征“一个或多个多孔非晶硅结构包含柱子”的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
对于权利要求2中的其他并列技术方案，由于锥体、管子、沟槽、棱锥、纳米线等结构与对比文件5中的柱体一样，都是本领域的常见结构，其都能形成包围这些结构的空间，从而这些空间可以用来缓和在充放电循环时薄膜膨胀和收缩产生的应力，由此抑制把活性材料薄膜和集电器分离的应力的产生。即，本领域技术人员在对比文件5的技术启示下，容易想到采用锥体、管子、沟槽、棱锥、纳米线等结构，并将其进一步结合到对比文件6中。因此，在对比文件6的基础上结合对比文件5和公知常识得到权利要求2中的其他并列技术方案，这对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，权利要求2中的其他并列技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
对于权利要求6中包含技术特征“掺杂剂包含Li”的技术方案，该技术特征构成了权利要求6与对比文件6的又一区别技术特征。基于该区别技术特征，本申请实际要解决的技术问题是如何提高电化学性能。对比文件1公开了锂离子电池的阳极装置，具体公开了（参见说明书第2页第3段到第11页第1段）：该阳极装置包括在衬底上沉积的硅纳米膜或其锂合金，硅纳米膜与锂合金化可以改进电化学性能而不使用导电稀释剂如炭黑，从而增加电极的重量容量。由此可见，该区别技术特征已经被对比文件1公开，且该技术特征在对比文件1中所起的作用与该区别技术特征在本申请中为解决其技术问题所起的作用相同，都是为了提高电化学性能。因此，在对比文件6的基础上结合对比文件1和公知常识得到权利要求6中包含技术特征“掺杂剂包含Li”的技术方案，这对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，权利要求6中的该技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
对于权利要求6中包含技术特征“掺杂剂包含Ti和/或Ni”的技术方案。该技术特征构成了权利要求6与对比文件6的又一区别技术特征。基于该区别技术特征，本申请实际要解决的技术问题是，如何提高电化学性能。对比文件5公开了（参见说明书第2页第6段到第6页第4段）：可充锂电池的电极包括集电器、集电器上的非晶硅薄膜，该薄膜可以包含镍和/或钛，还可以掺杂杂质，杂质包括周期表上 IIIB、IVB、VB、VIB族的元素。由此可见，该区别技术特征已经被对比文件5公开，且该技术特征在对比文件5中所起的作用与该区别技术特征在本申请中为解决其技术问题所起的作用相同，都是为了提高电化学性能。因此，在对比文件6的基础上结合对比文件5和公知常识得到权利要求6中包含技术特征“掺杂剂包含Ti和/或Ni”的技术方案，这对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，权利要求6中的该技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
对于权利要求6中包含技术特征“掺杂剂包含H”的技术方案。该技术特征构成了权利要求6与对比文件6的又一区别技术特征。基于该区别技术特征，本申请实际要解决的技术问题是，如何提高电化学性能。在本领域中，H是常见的对硅进行掺杂的元素，其可以提高硅的导电性。因此，本领域技术人员有动机用H对硅进行掺杂。从而，在对比文件6的基础上结合公知常识得到权利要求6中包含技术特征“掺杂剂包含H”的技术方案，这对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，权利要求6中的该技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
权利要求7从属于权利要求1，其附加技术特征构成了该权利要求与对比文件6的另一个区别技术特征。基于该区别技术特征，本申请实际要解决的技术问题是，如何提高电池的循环性能。在本领域中，硅形成的SEI膜不稳定，在硅材料或者硅负极表面施加涂层加强SEI膜的稳定性是本领域提高电池循环性能的惯用手段。同时，石墨或者氮化物、氧化物及其组合是本领域中常用的涂层材料。因此，在对比文件6的基础上结合公知常识得到该权利要求请求保护的技术方案，这对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，该权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
对复审请求人相关意见的评述
合议组认为：在本领域中，碳是常用的无机造孔剂，其通常添加于配料中，然后利用其在高温下燃尽或挥发从而留下孔隙。这是本领域制造多孔材料的惯用手段，属于公知常识。同时，对比文件6公开了孔中具有碳纳米管的多孔非晶硅，因此，本领域技术人员为了得到孔中具有碳纳米管的多孔非晶硅，有动机对对比文件6进行改进，容易想到将碳元素用于在一个或多个多孔非晶硅结构中产生孔，其技术效果可以预期。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年07月27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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