
发明创造名称:一种钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料的制备方法
外观设计名称:
决定号:191938
决定日:2019-09-29
委内编号:1F274120
优先权日:
申请(专利)号:201510848186.0
申请日:2015-11-27
复审请求人:渤海大学
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:刘红梅
合议组组长:王浩
参审员:郑伟伟
国际分类号:H01G11/86,H01G11/30,H01G11/46
外观设计分类号:
法律依据:关于专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,而其他现有技术给出了将上述区别技术特征结合到最接近的现有技术以解决相应技术问题的技术启示,则该权利要求相对于上述现有技术的结合是显而易见的,其不具有创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510848186.0,名称为“一种钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料的制备方法”的发明专利申请(下称“本申请”)。申请人为渤海大学。本申请的申请日为2015年11月27日,公开日为 2016年02月24日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年11月02日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-5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:申请人于申请日2015年11月27日提交的说明书摘要、说明书第1-50段、摘要附图、说明书附图图1-9;2017年11月07日提交的权利要求第1-5项。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料的制备方法,其特征在于:将洁净的泡沫镍浸入到1.5 mol/L的草酸水溶液中,在温度为 25℃,搅拌速度为100 转/分钟的条件下,向草酸水溶液中滴加硝酸镁和硝酸钴的混合水溶液,其中硝酸镁摩尔浓度为0.25 mol/L,其中硝酸钴摩尔浓度为 0.5 mol/L,滴加速度为120 滴/分钟,最终硝酸镁和草酸的摩尔比为1:30;搅拌反应时间为15 分钟;反应结束后,将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中,程序升温速率5℃/分钟,在 100℃条件下干燥 2 小时;然后放在马弗炉中煅烧,煅烧时间为 2.5 小时,煅烧温度为 350℃,升温速率为 10℃/分钟;自然冷却后即得到钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料;
以质量百分含量计,产品纯度不低于99.97%,杂质含量:碳小于 0.02% ;氮小于0.01%;以所制备的钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料直接作为工作电极;在三电极体系下测试恒流充放电性能,电流密度为 5A/g时,其比电容值为 657F/g;循环3000次后比电容值仅衰减了3.6%。
2. 一种钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料的制备方法,其特征在于:将洁净的泡沫镍浸入到1.0 mol/L 的草酸水溶液中,在温度为 25℃,搅拌速度为100转/分钟的条件下,向草酸水溶液中滴加硝酸镁和硝酸钴的混合水溶液,其中硝酸镁摩尔浓度为 0.25 mol/L,其中硝酸钴摩尔浓度为 0.5 mol/L,滴加速度为 100 滴/分钟,最终硝酸镁和草酸的摩尔比为 1:20;搅拌反应时间为 20 分钟;反应结束后,将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中,程序升温速率5℃/分钟,在100℃条件下干燥2小时;然后放在马弗炉中煅烧,煅烧时间为2.0 小时,煅烧温度为 350℃,升温速率为 10℃/分钟;自然冷却后即得到钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料;
以质量百分含量计,产品纯度不低于99.98%,杂质含量:碳小于0.01%;氮小于0.01%;以所制备的钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料直接作为工作电极;在三电极体系下测试恒流充放电性能,电流密度为5A/g 时,其比电容值为 652F/g;循环 3000次后比电容值仅衰减了3.4%。
3. 一种钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料的制备方法,其特征在于:将洁净的泡沫镍浸入到 1.5 mol/L 的草酸水溶液中,在温度为25℃,搅拌速度为100 转/分钟的条件下,向草酸水溶液中滴加氯化镁和氯化钴的混合水溶液,其中氯化镁摩尔浓度为0.25 mol/L,其中氯化钴摩尔浓度为0.5 mol/L,滴加速度为120滴/分钟,最终氯化镁和草酸的摩尔比为 1:20;搅拌反应时间为10分钟;反应结束后,将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中,程序升温速率 5℃/分钟,在 100℃条件下干燥2小时;然后放在马弗炉中煅烧,煅烧时间为 2.5 小时,煅烧温度为 350℃,升温速率为 10℃/分钟;自然冷却后即得到钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料;
以质量百分含量计,产品纯度不低于99.96%,杂质含量:碳小于0.02% ;氯小于0.02%;以所制备的钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料直接作为工作电极;在三电极体系下测试恒流充放电性能,电流密度为 5 A/g 时,其比电容值为 495F/g;循环 3000 次后比电容值仅衰减了 3.6%。
4. 一种钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料的制备方法,其特征在于:将洁净的泡沫镍浸入到 0.5 mol/L 的草酸水溶液中 , 在温度为25℃,搅拌速度为100 转/分钟的条件下,向草酸水溶液中滴加硝酸镁和硝酸钴的混合水溶液,其中硝酸镁摩尔浓度为0.05 mol/L,其中硝酸钴摩尔浓度为 0.1 mol/L,滴加速度为180 滴/分钟,最终硝酸镁和草酸的摩尔比为 1:60;搅拌反应时间为 30分钟;反应结束后,将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中,程序升温速率 5℃ / 分钟,在100℃条件下干燥 2 小时;然后放在马弗炉中煅烧,煅烧时间为2.5 小时,煅烧温度为 350℃,升温速率为10℃/分钟;自然冷却后即得到钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料;
以质量百分含量计,产品纯度不低于 99.96%,杂质含量:碳小于 0.02% ;氮小于0.02%;以所制备的钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料直接作为工作电极;在三电极体系下测试恒流充放电性能,电流密度为 5A/g 时,其比电容值为 656F/g;循环3000次后比电容值仅衰减了 3.3%。
5. 一种钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料的制备方法,其特征在于:将洁净的泡沫镍浸入到2.0 mol/L的草酸水溶液中,在温度为 25℃,搅拌速度为150 转/分钟的条件下,向草酸水溶液中滴加氯化镁和氯化钴的混合水溶液,其中氯化镁摩尔浓度为0.25 mol/L,其中氯化钴摩尔浓度为0.5 mol/L,滴加速度为 60滴/分钟,最终氯化镁和草酸的摩尔比为 1:30;搅拌反应时间为 20 分钟;反应结束后,将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中,程序升温速率 5℃/分钟,在 100℃条件下干燥 2小时;然后放在马弗炉中煅烧,煅烧时间为2.5 小时,煅烧温度为 350℃,升温速率为 10℃/分钟;自然冷却后即得到钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料;
以质量百分含量计,产品纯度不低于 99.95%,杂质含量 :碳小于 0.03% ;氯小于0.02%;以所制备的钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料直接作为工作电极;在三电极体系下测试恒流充放电性能,电流密度为5A/g时,其比电容值为 511F/g;循环3000 次后比电容值仅衰减了 4.5%。”
驳回决定的具体内容为:权利要求1、2、4所要求保护的技术方案与对比文件1(CN102664103A,公开日为2012年09月12日)的区别技术特征为:复合电极的原料为硝酸镁,形成钴酸镁多孔微米棒,泡沫镍先浸入草酸水溶液,再滴加混合水溶液, 以及各原料的比例、工艺参数和产品性能。基于上述区别技术特征可以确定本申请实际解决的技术问题是:如何提高复合材料性能。对比文件2(“characterization of MgCo2O4 as an electrode for high performance supercapacitors”,Syam G.Krishnan,etal.,《Electrochimica Acta》,第161卷,第312-321页,2015年02月10日)公开了钴酸镁、钴酸锌均可作为超级电容电极材料。在此基础上,本领域技术人员有动机选择钴酸镁作为电极材料,而在对比文件1公开的使用硝酸锌作为提供锌的基础上,本领域技术人员容易想到选用硝酸镁提供镁以得到钴酸镁。此外,本领域技术人员可以根据需要调整反应的顺序,例如泡沫镍先浸入草酸水溶液,再滴加混合水溶液,至于各原料的比例、工艺参数,在本领域技术人员选择钴酸镁作为电极材料的情况下,本领域技术人员有动机根据具体生产要求,通过有限的试验调整原料比例和工艺参数,得到钴酸镁多孔微米棒;而在工艺流程、原料的比例和工艺参数确定的情况下,产品性能也就随之确定。权利要求3、5所要求保护的技术方案与对比文件1的区别技术特征为:复合电极的原料为氯化钴和氯化镁,形成钴酸镁多孔微米棒,泡沫镍先浸入草酸水溶液,再滴加混合水溶液, 以及各原料的比例、工艺参数和产品性能。基于上述区别技术特征可以确定本申请实际解决的技术问题是:如何提高复合材料性能。对比文件2公开了钴酸镁、钴酸锌均可作为超级电容电极材料。在此基础上,本领域技术人员有动机选择钴酸镁作为电极材料,钴酸镁作为电极材料,而在对比文件1公开的使用硝酸锌作为提供锌的基础上,本领域技术人员容易想到选用氯化镁提供镁以得到钴酸镁,以氯化钴代替硝酸钴是本领域的常规选择。此外,本领域技术人员可以根据需要调整反应的顺序,例如泡沫镍先浸入草酸水溶液,再滴加混合水溶液,至于各原料的比例、工艺参数,在本领域技术人员选择钴酸镁作为电极材料的情况下,本领域技术人员有动机根据具体生产要求,通过有限的试验调整原料比例和工艺参数,得到钴酸镁多孔微米棒;而在工艺流程、原料的比例和工艺参数确定的情况下,产品性能也就随之确定。
申请人(下称“复审请求人”)对上述驳回决定不服,于2019年02月18日向国家知识产权局提出了复审请求,没有修改权利要求书。复审请求人认为:(1)材料完全不同。本申请的电极材料是钴酸镁,对比文件1的材料是钴酸锌,对比文件2是钴酸镁、钴酸锰、钴酸铜,其晶体结构、电化学性质、理论比电容值完全不同。(2)制备机理和工艺条件不同。本申请与对比文件1的滴加顺序、泡沫镍的放置位置、反应温度、滴加沉积过程中的工艺参数均不同,因此参照对比文件1的工艺条件不能制备出本申请的钴酸镁微米棒,本申请的反应温度和时间明显降低,优势明显。(3)干燥和高温工艺条件不同。对比文件1没有干燥处理过程,高温锻烧过程只是简单的300?C退火2小时。本申请的高温锻烧来形成多孔结构钴酸镁过程中的干燥过程和高温处理过程也是非常重要的,本申请公布了详细升温处理过程(升温速率、保温时间等)。如果不精心控制煅烧条件,多孔结构容易坍塌。(4)产品形貌不同。本申请是多孔结构的微米棒,对比文件1不是多孔结构,对比文件2为团聚的球形颗粒。(5)产品纯度不同。对比文件1和2没有给出产品纯度的相应数据。(6)产品性能不同。本申请的钴酸镁的比电容值比320F/g高出许多,主要与其特殊形貌和多孔结构是息息相关的。(7)对比文件2钴酸镁是粉末材料,本申请是复合材料,生产工艺与对比文件2毫无关联,对比文件2没有给出技术启示 。
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年02月27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2在试验过程中仅制备了钴酸镁、钴酸锰、钴酸铜,但是在背景技术中以及图1中给出了多种适宜作为超级电容器电极材料的钴基金属氧化物,其中钴酸镁的理论比电容高于钴酸锌,因此本领域技术人员有动机选择钴酸镁与泡沫镍形成复合电极材料。(2)对比文件1公开了本申请的工艺流程,均是利用共沉淀-煅烧两步法,且是在酸性环境下得到钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极,因此本领域技术人员可在不付出创造性劳动的前提下得到微米棒材料;对比文件2公开了使用钴酸镁作为生产电极的原料,本领域技术人员在对比文件2的启示下容易想到使用钴酸镁作为生产电极的原料,并根据对比文件1提供的工艺流程和反应步骤,以及根据钴酸镁的结构特性和电化学反应原理而调节相应参数,从而得到本申请所限定的钴酸镁多孔微米棒阵列/泡沫镍复合电极材料,这对本领域技术人员来说是显而易见的,能够达到本申请的技术效果也是可以预期的。 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05 月20 日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-5相对于对比文件1和对比文件2的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。同时指出:(1)对比文件1公开了钴酸锌/泡沫镍复合材料,对比文件2公开了钴酸镁、钴酸锰、钴酸锌、钴酸镍、钴酸铜等都可以作为超级电容器电极材料,而且具体研究了钴酸镁的特性,因此本领域技术人员有动机采用钴酸镁代替对比文件1中的钴酸锌。(2)对比文件1公开了与本申请类似的工艺流程,均是利用共沉淀一锻烧两步法,且是在酸性环境下得到钴酸盐/泡沫镍复合电极,虽然泡沫镍的放置位置和滴加顺序不同,但是反应机理均是使用金属阳离子与沉淀剂草酸根反应,上述不同并未导致反应机理有变化,也未取得预料不到的技术效果。而溶液溶度、反应温度和时间等,是制备过程中必须选择的参数,本领域技术人员可以通过有限的试验确定,且未取得预料不到的技术效果。(3)对比文件1公开了洗净干燥后放入马弗炉(参见实施例1-5),锻烧温度和时间都与本申请相差不大,至于升温速度,本领域技术人员可以根据情况选择,且并未取得预料不到的技术效果。(4)对比文件1同样是多孔结构(草酸根分解形成),而对比文件2给出了采用钴酸镁的技术启示。(5)对比文件1和对比文件2没有给出产品纯度数据,然而追求高纯度和低杂质量是本领域的普遍追求,且本申请并未记载特别的控制产品杂质的手段。(6)产品的性能由产品的组成和制备工艺决定,在现有技术基础上能够得到产品的组成及其制备工艺的情况下,其得到产品的性能是本领域技术人员能够预期的。(7)对比文件2仅给出了可以采用钴酸镁作为电容器电极材料的技术启示,而对比文件1公开了钴酸锌/泡沫镍复合材料的制备方法,根据对比文件2给出的技术启示,采用钴酸镁代替对比文件1的钴酸锌从而得到本申请的钴酸镁/泡沫镍复合材料。
复审请求人于2019 年07 月03 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)对比文件2公开了钴酸镁、钴酸锰、钴酸铜,没有钴酸锌。(2)对比文件2的钴酸镁是粉末材料,而且比电容很低。本申请是钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合材料,生产工艺与对比文件2毫无关联,不可能这么去联想的。其余意见与复审请求基本相同。
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
复审请求人在复审阶段没有提交修改文件,因此本复审决定所针对的文本为:申请日2015年11月27日提交的说明书摘要、说明书第1-50段、摘要附图、说明书附图图1-9;2017年11月07日提交的权利要求第1-5项。
2、关于权利要求的创造性
专利法第22条第3款规定:创造性,指的是与现有技术相比,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。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,而其他现有技术给出了将上述区别技术特征结合到最接近的现有技术以解决相应技术问题的技术启示,则该权利要求相对于上述现有技术的结合是显而易见的,其不具有创造性。
本复审通知书引用驳回决定所引用的对比文件1和对比文件2作为现有技术,即:
对比文件1:CN102664103A,公开日为2012年09月12日;
对比文件2:characterization of MgCo2O4 as an electrode for high performance supercapacitors”,Syam G.Krishnan,et al.,《Electrochimica Acta》,第161卷,第312-321页,公开日为2015年02月10日。
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要求保护一种钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料的制备方法,对比文件1公开了一种制备钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极的方法,并具体公开了(参见说明书第[0003]-[0055]段):将泡沫镍片(必然是洁净的)浸泡在硝酸锌和硝酸钴的混合溶液中,采用回流反应炉加热至80°C-150°C后保温,滴加草酸溶液,反应1-2小时,直到泡沫镍上生长出纳米结构前驱体,取出泡沫镍,依次清洗、烘干和煅烧得到钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极,所述硝酸锌和硝酸钴的质量浓度分别为 0.008~0.034mol/L和0.017~0.066mol/L;在300~500℃下退火煅烧2小时。实施例中公开了草酸溶液的溶度为0.2mol/L,得到钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极作为工作电极,和常规的参比电极(铂电极)、参比电极(汞/氧化汞)一起组成三电极超级电容器测试体系。复合电极在2A/g的电流下循环1000次之后依然保持有高达1200E/g的容量,电容量依旧保持为初始值的97%以上。而且在高电流(6A/g)充放电测试中,发现这种电极还可以保持在1000F/g的高电容量。
权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1所公开的内容相比,区别技术特征为:(1)复合电极的原料为硝酸镁,形成钴酸镁多孔微米棒,泡沫镍浸入到1.5mol/L的草酸水溶液中,在温度25°C,搅拌速度为100转/分钟,向草酸溶液滴加镁和钴的盐溶液,硝酸镁摩尔浓度为0.25 mol/L,其中硝酸钴摩尔浓度为 0.5 mol/L,滴加速度为120 滴/分钟,最终硝酸镁和草酸的摩尔比为1:30;搅拌反应时间为15 分钟;反应结束后,将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中,程序升温速率5℃/分钟,在 100℃条件下干燥 2 小时;然后在马弗炉中煅烧2.5 小时,煅烧温度为 350℃,升温速率为 10℃/分钟;(2)以质量百分含量计,产品纯度不低于99.97%,杂质含量:碳小于 0.02% ;氮小于0.01%;在三电极体系下测试恒流充放电性能,电流密度为 5A/g时,其比电容值为 657F/g;循环3000次后比电容值仅衰减了3.6%。基于上述区别技术特征可以确定本申请实际解决的技术问题是:如何选择调整材料的组分和工艺参数。
对于区别技术特征(1),对比文件2公开了一种钴酸镁作为超级电容器电极,具体公开了(参见第312-321页)钴酸镁、钴酸锌均可作为超级电容电极材料,并且钴酸镁电极显示了优越的充放电特性和容量。在此基础上,本领域技术人员有动机选择钴酸镁作为电极材料,而在对比文件1公开的使用硝酸锌作为锌源以得到钴酸锌的基础上,本领域技术人员容易想到选用硝酸镁作为镁源以得到钴酸镁。此外,本领域技术人员可以根据需要调整滴加的顺序,例如泡沫镍先浸入草酸水溶液,再滴加混合水溶液。此外,烘箱是本领域常用的烘干设备,至于各原料的比例、工艺参数,在本领域技术人员选择钴酸镁作为电极材料的情况下,本领域技术人员有动机根据具体生产要求,通过有限的试验进行调整。
对于区别技术特征(2),追求高的产品纯度和低杂质量是本领域的普遍追求,而本申请的工艺并没有包含除了清洗等常规手段之外特别的控制某种杂质的手段。此外,材料的性能是由材料的组成和制备工艺决定的,而在对比文件1和对比文件2公开的内容基础上能够得到材料的组成和制备工艺的情况下,产品性能也是本领域技术人员能够预期的,并未取得预料不到的技术效果。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识并通过有限的试验得到权利要求1的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求1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。
权利要求2要求保护一种钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料的制备方法,对比文件1公开了一种制备钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极的方法,并具体公开了(参见说明书第[0003]-[0055]段):将泡沫镍片(必然是洁净的)浸泡在硝酸锌和硝酸钴的混合溶液中,采用回流反应炉加热至80°C-150°C后保温,滴加草酸溶液,反应1-2小时,直到泡沫镍上生长出纳米结构前驱体,取出泡沫镍,依次清洗、烘干和煅烧得到钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极,所述硝酸锌和硝酸钴的质量浓度分别为 0.008~0.034mol/L和0.017~0.066mol/L;在300~500℃下退火煅烧2小时。实施例中公开了草酸溶液的溶度为0.2mol/L,得到钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极作为工作电极,和常规的参比电极(铂电极)、参比电极(汞/氧化汞)一起组成三电极超级电容器测试体系。复合电极在2A/g的电流下循环1000次之后依然保持有高达1200E/g的容量,电容量依旧保持为初始值的97%以上。而且在高电流(6A/g)充放电测试中,发现这种电极还可以保持在1000F/g的高电容量。
权利要求2所要求保护的技术方案与对比文件1所公开的内容相比,区别技术特征为:(1)复合电极的原料为硝酸镁,形成钴酸镁多孔微米棒,泡沫镍浸入到1.0mol/L的草酸水溶液中,在温度25°C,搅拌速度为100转/分钟,向草酸溶液滴加镁和钴的盐溶液,硝酸镁摩尔浓度为0.25 mol/L,硝酸钴摩尔浓度为 0.5 mol/L,滴加速度为100 滴/分钟,最终硝酸镁和草酸的摩尔比为1:20;搅拌反应时间为20 分钟;反应结束后,将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中,程序升温速率5℃/分钟,在 100℃条件下干燥 2 小时;然后在马弗炉中煅烧2.0小时,煅烧温度为 350℃,升温速率为 10℃/分钟;(2)以质量百分含量计,产品纯度不低于99.98%,杂质含量:碳小于 0.01% ;氮小于0.01%;在三电极体系下测试恒流充放电性能,电流密度为 5A/g时,其比电容值为 652F/g;循环3000次后比电容值仅衰减了3.4%。基于上述区别技术特征可以确定本申请实际解决的技术问题是:如何选择调整材料的组分和工艺参数。
对于区别技术特征(1),对比文件2公开了一种钴酸镁作为超级电容器电极,具体公开了(参见第312-321页)钴酸镁、钴酸锌均可作为超级电容电极材料,并且钴酸镁电极显示了优越的充放电特性和容量。在此基础上,本领域技术人员有动机选择钴酸镁作为电极材料,而在对比文件1公开的使用硝酸锌作为锌源以得到钴酸锌的基础上,本领域技术人员容易想到选用硝酸镁作为镁源以得到钴酸镁。此外,本领域技术人员可以根据需要调整滴加的顺序,例如泡沫镍先浸入草酸水溶液,再滴加混合水溶液。烘箱是本领域常用的烘干设备。至于各原料的比例、工艺参数,在本领域技术人员选择钴酸镁作为电极材料的情况下,本领域技术人员有动机根据具体生产要求,通过有限的试验进行调整。
对于区别技术特征(2),追求高的产品纯度和低杂质量是本领域的普遍追求,而本申请的工艺并没有包含除了清洗等常规手段之外特别的控制某种杂质的手段。此外,材料的性能是由材料的组成和制备工艺决定的,而在对比文件1和对比文件2公开的内容基础上能够得到材料的组成和制备工艺的情况下,产品性能也是本领域技术人员能够预期的,并未取得预料不到的技术效果。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识并通过有限的试验得到权利要求2的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求2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。
2.3、权利要求3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求3要求保护一种钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料的制备方法,对比文件1公开了一种制备钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极的方法,并具体公开了(参见说明书第[0003]-[0055]段):将泡沫镍片(必然是洁净的)浸泡在硝酸锌和硝酸钴的混合溶液中,采用回流反应炉加热至80°C-150°C后保温,滴加草酸溶液,反应1-2小时,直到泡沫镍上生长出纳米结构前驱体,取出泡沫镍,依次清洗、烘干和煅烧得到钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极,所述硝酸锌和硝酸钴的质量浓度分别为 0.008~0.034mol/L和0.017~0.066mol/L;在300~500℃下退火煅烧2小时。实施例中公开了草酸溶液的溶度为0.2mol/L,得到钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极作为工作电极,和常规的参比电极(铂电极)、参比电极(汞/氧化汞)一起组成三电极超级电容器测试体系。复合电极在2A/g的电流下循环1000次之后依然保持有高达1200E/g的容量,电容量依旧保持为初始值的97%以上。而且在高电流(6A/g)充放电测试中,发现这种电极还可以保持在1000F/g的高电容量。
权利要求3所要求保护的技术方案与对比文件1所公开的内容相比,区别技术特征为:(1)复合电极的原料为氯化镁和氯化钴,形成钴酸镁多孔微米棒,泡沫镍浸入到1.5mol/L的草酸水溶液中,在温度25°C,搅拌速度为100转/分钟,向草酸溶液滴加镁和钴的盐溶液,氯化镁摩尔浓度为0.25 mol/L,氯化钴摩尔浓度为 0.5 mol/L,滴加速度为120 滴/分钟,最终氯化镁和草酸的摩尔比为1:20;搅拌反应时间为10 分钟;反应结束后,将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中,程序升温速率5℃/分钟,在 100℃条件下干燥 2 小时;然后在马弗炉中煅烧2.5小时,煅烧温度为 350℃,升温速率为 10℃/分钟;(2)以质量百分含量计,产品纯度不低于99.96%,杂质含量:碳小于 0.02% ;氯小于0.02%;在三电极体系下测试恒流充放电性能,电流密度5A/g时,其比电容值为 495F/g;循环3000次后比电容值仅衰减了3.6%。基于上述区别技术特征可以确定本申请实际解决的技术问题是:如何选择调整材料的组分和工艺参数。
对于区别技术特征(1),对比文件2公开了一种钴酸镁作为超级电容器电极,具体公开了(参见第312-321页)钴酸镁、钴酸锌均可作为超级电容电极材料,并且钴酸镁电极显示了优越的充放电特性和容量。在此基础上,本领域技术人员有动机选择钴酸镁作为电极材料,而在对比文件1公开的使用硝酸锌和硝酸钴作为锌源和钴源以得到钴酸锌的基础上,本领域技术人员容易想到选用氯化镁和氯化钴作为镁源和钴源以得到钴酸镁。此外,本领域技术人员可以根据需要调整滴加的顺序,例如泡沫镍先浸入草酸水溶液,再滴加混合水溶液。烘箱是本领域常用的烘干设备。至于各原料的比例、工艺参数,在本领域技术人员选择钴酸镁作为电极材料的情况下,本领域技术人员有动机根据具体生产要求,通过有限的试验进行调整。
对于区别技术特征(2),追求高的产品纯度和低杂质量是本领域的普遍追求,而本申请的工艺并没有包含除了清洗等常规手段之外特别的控制某种杂质的手段。此外,材料的性能是由材料的组成和制备工艺决定的,而在对比文件1和对比文件2公开的内容基础上能够得到材料的组成和制备工艺的情况下,产品性能也是本领域技术人员能够预期的,并未取得预料不到的技术效果。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识并通过有限的试验得到权利要求3的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求3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。
2.4、权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求4要求保护一种钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料的制备方法,对比文件1公开了一种制备钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极的方法,并具体公开了(参见说明书第[0003]-[0055]段):将泡沫镍片(必然是洁净的)浸泡在硝酸锌和硝酸钴的混合溶液中,采用回流反应炉加热至80°C-150°C后保温,滴加草酸溶液,反应1-2小时,直到泡沫镍上生长出纳米结构前驱体,取出泡沫镍,依次清洗、烘干和煅烧得到钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极,所述硝酸锌和硝酸钴的质量浓度分别为 0.008~0.034mol/L和0.017~0.066mol/L;在300~500℃下退火煅烧2小时。实施例中公开了草酸溶液的溶度为0.2mol/L,得到钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极作为工作电极,和常规的参比电极(铂电极)、参比电极(汞/氧化汞)一起组成三电极超级电容器测试体系。复合电极在2A/g的电流下循环1000次之后依然保持有高达1200E/g的容量,电容量依旧保持为初始值的97%以上。而且在高电流(6A/g)充放电测试中,发现这种电极还可以保持在1000F/g的高电容量。
权利要求4所要求保护的技术方案与对比文件1所公开的内容相比,区别技术特征为:(1)复合电极的原料为硝酸镁,形成钴酸镁多孔微米棒,泡沫镍浸入到0.5mol/L的草酸水溶液中,在温度25°C,搅拌速度为100转/分钟,向草酸溶液滴加镁和钴的盐溶液,硝酸镁摩尔浓度为0.05 mol/L,硝酸钴摩尔浓度为 0.1 mol/L,滴加速度为180 滴/分钟,最终硝酸镁和草酸的摩尔比为1:60;搅拌反应时间为30 分钟;反应结束后,将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中,程序升温速率5℃/分钟,在 100℃条件下干燥 2 小时;然后在马弗炉中煅烧2.5小时,煅烧温度为 350℃,升温速率为 10℃/分钟;(2)以质量百分含量计,产品纯度不低于99.96%,杂质含量:碳小于 0.02% ;氮小于0.02%;在三电极体系下测试恒流充放电性能,电流密度为 5A/g时,其比电容值为656F/g;循环3000次后比电容值仅衰减了3.3%。基于上述区别技术特征可以确定本申请实际解决的技术问题是:如何选择调整材料的组分和工艺参数。
对于区别技术特征(1),对比文件2公开了一种钴酸镁作为超级电容器电极,具体公开了(参见第312-321页)钴酸镁、钴酸锌均可作为超级电容电极材料,并且钴酸镁电极显示了优越的充放电特性和容量。在此基础上,本领域技术人员有动机选择钴酸镁作为电极材料,而在对比文件1公开的使用硝酸锌作为锌源以得到钴酸锌的基础上,本领域技术人员容易想到选用硝酸镁作为镁源以得到钴酸镁。此外,本领域技术人员可以根据需要调整滴加的顺序,例如泡沫镍先浸入草酸水溶液,再滴加混合水溶液。烘箱是本领域常用的烘干设备。至于各原料的比例、工艺参数,在本领域技术人员选择钴酸镁作为电极材料的情况下,本领域技术人员有动机根据具体生产要求,通过有限的试验进行调整。
对于区别技术特征(2),追求高的产品纯度和低杂质量是本领域的普遍追求,而本申请的工艺并没有包含除了清洗等常规手段之外特别的控制某种杂质的手段。此外,材料的性能是由材料的组成和制备工艺决定的,而在对比文件1和对比文件2公开的内容基础上能够得到材料的组成和制备工艺的情况下,产品性能也是本领域技术人员能够预期的,并未取得预料不到的技术效果。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识并通过有限的试验得到权利要求4的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求4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。
2.5、权利要求5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求5要求保护一种钴酸镁多孔微米棒/泡沫镍复合电极材料的制备方法,对比文件1公开了一种制备钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极的方法,并具体公开了(参见说明书第[0003]-[0055]段):将泡沫镍片(必然是洁净的)浸泡在硝酸锌和硝酸钴的混合溶液中,采用回流反应炉加热至80°C-150°C后保温,滴加草酸溶液,反应1-2小时,直到泡沫镍上生长出纳米结构前驱体,取出泡沫镍,依次清洗、烘干和煅烧得到钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极,所述硝酸锌和硝酸钴的质量浓度分别为 0.008~0.034mol/L和0.017~0.066mol/L;在300~500℃下退火煅烧2小时。实施例中公开了草酸溶液的溶度为0.2mol/L,得到钴酸锌纳米棒/泡沫镍复合电极作为工作电极,和常规的参比电极(铂电极)、参比电极(汞/氧化汞)一起组成三电极超级电容器测试体系。复合电极在2A/g的电流下循环1000次之后依然保持有高达1200E/g的容量,电容量依旧保持为初始值的97%以上。而且在高电流(6A/g)充放电测试中,发现这种电极还可以保持在1000F/g的高电容量。
权利要求5所要求保护的技术方案与对比文件1所公开的内容相比,区别技术特征为:(1)复合电极的原料为氯化镁和氯化钴,形成钴酸镁多孔微米棒,泡沫镍浸入到2.0mol/L的草酸水溶液中,在温度25°C,搅拌速度为150转/分钟,向草酸溶液滴加镁和钴的盐溶液,氯化镁摩尔浓度为0.25 mol/L,氯化钴摩尔浓度为 0.5 mol/L,滴加速度为60 滴/分钟,最终氯化镁和草酸的摩尔比为1:30;搅拌反应时间为20 分钟;反应结束后,将泡沫镍取出洗涤后放入烘箱中,程序升温速率5℃/分钟,在 100℃条件下干燥 2 小时;然后在马弗炉中煅烧2.5小时,煅烧温度为 350℃,升温速率为 10℃/分钟;(2)以质量百分含量计,产品纯度不低于99.95%,杂质含量:碳小于 0.03% ;氯小于0.02%;在三电极体系下测试恒流充放电性能,电流密度为 5A/g时,其比电容值为 511F/g;循环3000次后比电容值仅衰减了4.5%。基于上述区别技术特征可以确定本申请实际解决的技术问题是:如何选择调整材料的组分和工艺参数。
对于区别技术特征(1),对比文件2公开了一种钴酸镁作为超级电容器电极,具体公开了(参见第312-321页)钴酸镁、钴酸锌均可作为超级电容电极材料,并且钴酸镁电极显示了优越的充放电特性和容量。在此基础上,本领域技术人员有动机选择钴酸镁作为电极材料,而在对比文件1公开的使用硝酸锌作为锌源以得到钴酸锌的基础上,本领域技术人员容易想到选用氯化镁和氯化钴作为镁源和钴源以得到钴酸镁。此外,本领域技术人员可以根据需要调整滴加的顺序,例如泡沫镍先浸入草酸水溶液,再滴加混合水溶液。烘箱是本领域常用的烘干设备。至于各原料的比例、工艺参数,在本领域技术人员选择钴酸镁作为电极材料的情况下,本领域技术人员有动机根据具体生产要求,通过有限的试验进行调整。
对于区别技术特征(2),追求高的产品纯度和低杂质量是本领域的普遍追求,而本申请的工艺并没有包含除了清洗等常规手段之外特别的控制某种杂质的手段。此外,材料的性能是由材料的组成和制备工艺决定的,而在对比文件1和对比文件2公开的内容基础上能够得到材料的组成和制备工艺的情况下,产品性能也是本领域技术人员能够预期的,并未取得预料不到的技术效果。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识并通过有限的试验得到权利要求5的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求5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。
3、针对复审请求人提交的意见陈述书进行的答复
针对复审请求人的意见(参见案由部分),合议组认为:
(1)对比文件2公开了钴酸镁、钴酸锰、钴酸锌、钴酸镍、钴酸铜等都可以作为超级电容器电极材料(参见对比文件2的图1),而且具体研究了钴酸镁的特性,因此本领域技术人员有动机采用钴酸镁代替对比文件1中的钴酸锌。
(2)对比文件2给出了可以采用钴酸镁代替钴酸锌作为电容器电极材料的技术启示,而对比文件1公开了钴酸锌/泡沫镍复合材料的制备方法,根据对比文件2给出的技术启示,本领域技术人员容易想到采用钴酸镁代替对别文件1的钴酸锌从而得到本申请的钴酸镁/泡沫镍复合材料。
因此,复审请求人的意见陈述不具有说服力。
三、决定
维持国家知识产权局于2018 年11 月02 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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