非显而易见性评估仅供参考,不构成法律建议。
| 编号 | 名称 |
|---|---|
| 0 | 2015-05-14_JP2015092456A_发明专利_JP2015092456A 密閉型蓄電デバイスおよびその製造方法.docx |
| 0 | 2019-02-08_KR1020190012059A_发明公开_KR20190012059A 배터리 팩_+++a+++.docx |
| 0 | 2018-12-26_KR101932862B_发明授权_KR101932862B1 안구건조증 예방 및 치료용 조성물.docx |
| 0 | 2018-11-15_JP2018181521A_发明专利_JP2018181521A 積層電池_+++A_K+++.docx |
| 0 | 2018-08-10_KR1020180090100A_发明公开_KR1020180090100A 과충전시 안전성 확보를 위한 단락 구조물 및 이를 포함하는 파우치형 이차전지_+++A_B_C_D_E_F_G_H_I_J+++.docx |
| 0 | 2018-01-05_CN206849962U_实用新型_CN206849962U 一种高安全性自加热聚合物锂离子二次电池_+++A_I_b_c_d_h+++.docx |
| 0 | 2017-12-28_KR1020170142624A_发明公开_KR1020170142624A 이차전지용 알루미늄 파우치 필름 및 이의 제조방법_+++A_B_C_D_E_F_G_H_I_J_S_T_U_V_W_X_k_m_r+++.docx |
| 0 | 2017-12-28_KR1020170142622A_发明公开_KR1020170142622A 이차전지용 알루미늄 파우치 필름 및 이의 제조방법_+++A_B_C_D_E_F_G_H_I_J_P+++.docx |
| 0 | 2016-12-14_JP6043764B_发明专利_JP6043764B2 通信端末_+++A+++.docx |
| 0 | 2016-08-02_KR101644845B_发明授权_KR101644845B1 이오나이저 및 그 제어 방법.docx |
| 0 | 2016-07-21_US2016211491A_发明申请_US20160211491A1 SEALED TYPE ELECTRICITY STORAGE DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME.docx |
| 0 | 2016-05-18_CN105594012A_发明公开_CN105594012A 密封型蓄电装置及其制造方法.docx |
| 0 | 2016-04-04_JP2016046722A_发明专利_JP2016046722A 通信端末.docx |
| 0 | 2016-03-08_KR101600488B_发明授权_KR101600488B1 디지털 방송 시스템 및 데이터 처리 방법.docx |
| 0 | 2015-06-08_KR1020150062783A_发明公开_KR1020150062783A 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차_+++a_b_c_d_e_f_g_h_i_j+++.docx |
| 0 | 2015-05-26_KR1020150056513A_发明公开_KR1020150056513A 디지털 방송 시스템 및 데이터 처리 방법.docx |
| 0 | 2001-03-27_US6207271B_发明授权_US06207271B1 Packaging material for hermetically sealed batteries_+++A_B_C_D_E_F_G_H_I_J_P_s_y+++.docx |
| 0 | 2015-05-11_KR1020150051156A_发明公开_KR1020150051156A 이오나이저 및 그 제어 방법.docx |
| 0 | 2014-12-31_KR1020140148121A_发明公开_KR1020140148121A 파우치 외장재 및 이를 포함하는 이차 전지_+++A_B_C_D_E_F_G_H_I_J_S_T_U_V_W_X_Y+++.docx |
| 0 | 2014-09-18_JP2014170720A_发明专利_JP2014170720A Packaging material for battery_+++A_B_C_D_E_F_G_H_I_J_S_T_U_W_Y+++.docx |
| 0 | 2014-09-11_US2014255765A_发明申请_US20140255765A1 PACKAGING MATERIAL FOR ELECTROCHEMICAL CELL_+++A_B_C_D_E_F_G_H_I_J_U_W_p_s_t_v_x_y+++.docx |
| 0 | 2014-07-02_CN103907219A_发明公开_CN103907219A 电化学电池用包装材料_+++A_B_C_D_E_F_G_H_I_J_Y+++.docx |
| 0 | 2014-06-10_KR101405621B_发明授权_KR101405621B1 이차전지용 파우치 포장재 및 파우치형 이차전지_+++A_B_C_D_E_F_G_H_I_J+++.docx |
| 0 | 2014-05-29_KR1020140065149A_发明公开_KR1020140065149A 밸브장치.docx |
| 0 | 2012-12-05_KR1020120132341A_发明公开_KR1020120132341A 이차 전지_+++A_I_h+++.docx |
| 0 | 2012-11-29_US2012301777A_发明申请_US20120301777A1 SECONDARY BATTERY_+++A_D_I_b_h_k_r+++.docx |
| 0 | 2010-03-25_JP2010067524A_发明专利_JP2010067524A Container for power storage device_+++A_H_I_b_c_d_e_f_g_j+++.docx |
| 0 | 2008-11-06_JP2008267817A_发明专利_JP2008267817A Surface inspection method and surface inspection device.docx |
| 0 | 2007-06-11_KR100724781B_发明授权_KR100724781B1 흙막이 판_+++a+++.docx |
| 0 | 2007-04-26_JP2007107048A_发明专利_JP2007107048A Aluminum alloy sheet for battery lid.docx |
| 0 | 2006-04-21_KR1020060034130A_发明公开_KR1020060034130A 방열층이 형성된 전지 외장재 및 이를 이용한 리튬 폴리머전지_+++A_E_F_G_H_I_K+++.docx |
| 0 | 2006-04-20_US2006083984A_发明申请_US20060083984A1 Battery sheath having radiation layer formed thereon and lithium polymer battery using the same.docx |
一种用于二次电池的袋,包括;表面保护层,;所述表面保护层由第一聚合物制成;且形成在所述袋的最外层;密封剂层,;所述密封剂层由第二聚合物制成;且形成在所述袋的最内层;气体阻挡层,;所述气体阻挡层由金属制成;且堆叠在所述表面保护层与所述密封剂层之间;和散热层,;所述散热层由λ‑五氧化三钛制成,;堆叠在所述表面保护层与所述密封剂层之间,;并且当所述散热层被施加特定压力时向外释放热量。
作为一名经验丰富的专利代理师,我将为您对该目标专利的权利要求1进行深度解析,并结合提供的四篇对比文件(D1至D4)进行逐项特征比对、最接近对比文件选择以及无效宣告请求的风险与检索策略分析。
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## 一、 权利要求1的技术特征比对分析
经过对目标专利说明书的整体理解,本申请的核心发明点在于**在二次电池的袋(Pouch)膜结构中引入了由“$\lambda$-五氧化三钛($\lambda$-Ti₃O₅)”制成的散热层**。其利用二次电池在低温发生过电压析锂、阳极厚度增加膨胀所产生的特定压力,触发$\lambda$-五氧化三钛向$\beta$-五氧化三钛的相变,从而释放出热量提升电池环境温度,从根本上抑制或消除析锂现象。
下面将权利要求1拆解为14个具体技术特征(A~N),并与四篇对比文件进行逐项比对。
### 技术特征比对表
| 权利要求1的技术特征 | D1 (US6207271B1)<br>公开号:US6207271B1 | D2 (KR1020060034130A)<br>公开号:KR1020060034130A | D3 (KR100724781B1)<br>公开号:KR100724781B1 | D4 (JP2010067524A)<br>公开号:JP2010067524A |
| A:包括 | 实质公开<br>“comprising...[FIG.3A]” | 实质公开<br>“이루어져 있다...[53]” | 实质公开<br>“포함한다...[15]” | 实质公开<br>“を備えている...[2]” |
| B:表面保护层, | 实质公开<br>由第一层自密封层或中间分离层起到保护作用。[FIG.3A-3D] | 毫无疑问公开<br>外部的“방열층(112)”同时起到绝缘、抗冲击及散热作用。[53, 56] | 实质公开<br>公开了金属面板(1a),但非电池外壳保护层。[16] | 实质公开<br>外表面的被覆层(3)中包含热可塑性树脂层。[2] |
| C:所述表面保护层由第一聚合物制成 | 实质公开<br>自密封层或层压聚合物由热可塑性聚合物制成。[SUMMARY] | 实质公开<br>放热层采用导热聚合物/弹性体或带有接合树脂的陶瓷粉末。[35, 36] | 未公开<br>其为金属材质面板。[16] | 实质公开<br>被覆层积层膜含有热可塑性树脂层(如PP/PE)。[2] |
| D:形成在所述袋的最外层 | 实质公开<br>“comprise at least one of the outer layers...”[DETAILED DESCRIPTION] | 毫无疑问公开<br>“전지 외장재(110)의 외부 표면이 되도록 한다.”[71] | 未公开<br>非电池外壳。 | 实质公开<br>“容器本体の外表面を被覆する被覆層”。[2] |
| E:密封剂层, | 毫无疑问公开<br>“layers of a sealant-adhesive material”[SUMMARY] | 毫无疑问公开<br>“변성 폴리프로필렌(113)”[53] | 未公开 | 实质公开<br>树脂制容器本体(2),通常在开口或接缝处热熔。 |
| F:所述密封剂层由第二聚合物制成 | 毫无疑问公开<br>“adhesive layers formed of a thermoplastic polymer”[SUMMARY] | 毫无疑问公开<br>变性聚丙烯(CPP)属于聚合物。[32] | 未公开 | 实质公开<br>容器本体由聚丙烯(PP)等树脂制成。[2] |
| G:形成在所述袋的最内层 | 实质公开<br>包覆并接触电芯内部的一层。[DETAILED DESCRIPTION] | 毫无疑问公开<br>“차후 전극 조립체 등이 직접 접촉되고”[58] | 未公开 | 实质公开<br>“发电要素を收容するための容器本体”。[2] |
| H:气体阻挡层, | 毫无疑问公开<br>“metallic foil layer to form a hermetic barrier”[BACKGROUND] | 毫无疑问公开<br>“금속판(111)”起到阻挡和强度支撑作用。[53] | 未公开 | 毫无疑问公开<br>“アルミ箔層”[2] |
| I:所述气体阻挡层由金属制成 | 毫无疑问公开<br>“aluminum foil layers”或铜、镍、不锈钢。[SUMMARY, DETAILED DESCRIPTION] | 毫无疑问公开<br>由铁、铬、锰、镍合金或铝(Al)制成。[33] | 未公开 | 毫无疑问公开<br>“アルミ箔層を有する積层フィルム”[2] |
| J:堆叠在所述表面保护层与所述密封剂层之间 | 实质公开<br>金属箔夹在自密封层/结构聚合物层之间。[FIG.3A] | 实质公开<br>金属板位于外部放热层与内部变性PP层之间。[53] | 未公开 | 实质公开<br>铝箔层位于积层膜的上下树脂层(PP)之间。[2] |
| K:和散热层, | 未公开<br>仅公开了常规机械支撑或分离层。 | 毫无疑问公开<br>“방열층(112)”[53] | 未公开 | 实质公开<br>提及铝箔层能起到一定的“放热性”[2] |
| L:所述散热层由$\lambda$-五氧化三钛制成, | 未公开 | 未公开<br>仅公开了Al₂O₃, AlN, BN, BeO, SiC等传统陶瓷粉末。[37] | 未公开 | 未公开 |
| M:堆叠在所述表面保护层与所述密封剂层之间, | 未公开 | 实质公开<br>放热层(112)作为最外层,其金属板夹在放热层与内层CPP之间,空间上位于内层与最外表皮之间。[53] | 未公开 | 未公开 |
| N:当所述散热层被施加特定压力时向外释放热量。 | 未公开 | 未公开<br>D2是通过热传导和正温度系数(PTC)元件感温,而非压力触发放热。 | 未公开<br>D3虽有“受到土压弯曲以利于回收”的结构,但无任何放热功能。[25] | 未公开 |
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## 二、 最接近的对比文件(D1/D2/D3/D4)筛选与分析
在创造性(Invalidity/Non-obviousness)评价中,选择“最接近的对比文件”通常应优先考虑**技术领域相同或相近、解决的技术问题最类似、且公开的技术特征最多**的现有技术。
### 1. 各对比文件分析
* **D3 (KR100724781B1) —— 排除:** 属于建筑公用工程/土木工程领域的“基坑支护挡土板(흙막이 판)”。虽然其涉及“承受土压力并发生折叠弯曲以利于回收”的物理行为,但与二次电池、袋式外壳、热管理完全属于不同技术领域,解决的问题和技术方案风马牛不相及,绝不适合作为最接近的对比文件。
* **D4 (JP2010067524A) —— 次选:** 属于蓄电装置用容器技术领域,公开了树脂本体外部包裹含有铝箔层的积层膜,并提及了“放热性”。但其本质上是刚性或半刚性的塑料注塑/挤出容器,而非本申请完全由柔性复合膜拉延形成的“袋(Pouch)”结构。
* **D1 (US6207271B1) —— 候选:** 属于电池柔性包装材料(Flexible laminate for packaging batteries)领域,其公开的多层膜结构(最外层聚合物、中间双层金属箔障壁层、最内层热封密封胶层)与本申请的袋膜层压基本架构高度契合。
* **D2 (KR1020060034130A) —— 最佳首选:** 同样属于锂聚合物电池外包装(Pouch)技术领域,不仅公开了最外层、金属阻挡层、最内层密封剂层的三层基本软包电池壳结构,而且**明确提出了为了解决软包电池“充放电发热、导致电池产生大量气体发生溶胀(Swelling)并降低寿命和可靠性”的技术问题,在外包装上专门设置了一层“散热层(방열층 112)”的技术方案**。
### 2. 结论:最接近的对比文件首选为 D2(KR1020060034130A)
* **技术领域与技术问题完全一致:** 二者均涉及二次电池的软包袋外壳,且都旨在解决电池运行过程中的异常热量/温度以及由此引发的劣化(析锂或溶胀)问题,以提升可靠性。
* **特征覆盖度最高:** D2公开了袋的主体、气体阻挡层(金属板111)、密封剂层(变性PP 113)以及外侧的“散热层(112)”,基本覆盖了权利要求1中除具体特定相变材料($\lambda$-Ti₃O₅)以及压力触发释放热量特性之外的所有架构特征。
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## 三、 未被最接近对比文件公开特征的分析
以 **D2** 作为最接近的对比文件,权利要求1区别于D2的**区别技术特征**为:
1. **特征L(材质限定):** 散热层由“$\lambda$-五氧化三钛”制成(D2公开的是氧化铝、氮化铝、氮化硼等常规高导热陶瓷粉末)。
2. **特征N(机理限定):** 当散热层被施加特定压力时向外释放热量(D2的散热层仅作为静态的高热传导介质,将内部热量被动传导至外部PTC元件,本身不具备“受压相变主动放热”的功能)。
### 其他对比文件是否公开了上述区别特征?
经全面核查,**D1、D3、D4 均未公开特征L和特征N**:
* D1 仅公开了利用双层金属箔错位重叠来防针孔、防泄漏的常规阻挡结构。
* D4 虽提及容器具有放热性,但完全依靠的是铝箔层本身的金属热传导。
* D3 虽提及“受到特定压力(土压)”,但其产生的效果是物理机械结构上的固定销脱出、板体发生铰链折叠便于拔出回收,根本不涉及相变材料,更不具备加压释放热量的技术效果。
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## 四、 对请求方(无效宣告提起方)而言最薄弱的技术特征
若您代表无效宣告请求方尝试无效这件目标专利,**最薄弱的技术特征(即对请求方而言,最难攻克、最缺乏现有技术支持的堡垒特征)是:特征L与特征N的结合。**
### 原因分析:
1. **非显而易见的材料改性机理:**
普通的电池散热设计(如D2、D4)都遵循“产生热量 $\rightarrow$ 通过高导热材料(金属/常规陶瓷)迅速排走”的被动散热逻辑。而本申请的特征L和特征N反其道而行之,利用的是$\lambda$-Ti₃O₅这种特殊的“蓄热/压敏放热”陶瓷。它在平时吸收储存热量,在电池发生过电压析锂、导致阳极溶胀挤压外壳(压力大于60MPa)时,被动承受压力并产生晶型转变($\lambda$型 $\rightarrow$ $\beta$型),从而主动释放热量。
2. **反向的技术启示:**
在低温下电池本来就由于电化学活性低而面临析锂,传统观念是需要外部加热。而本申请是在电池“因析锂而开始溶胀挤压”的特定危险时刻,通过材料相变进行局部原位精准补热,从而抑制析锂。这种“压力触发放热”的联动配合,在D1~D4中完全没有任何技术启示,甚至D2等现有技术还在极力通过高导热性把热量散失掉。
因此,单凭目前的对比文件D1~D4,请求方**完全无法构造出一个合乎逻辑的创造性缺陷证据链**,直接宣告其无效的成功率极低。
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## 五、 进一步的检索策略建议
鉴于目前的证据组在“$\lambda$-五氧化三钛($\lambda$-Ti₃O₅)的压敏放热特性”及“在电池包装中的应用”上存在严重缺口,建议请求方调整方向,开展以下**精准补充检索策略**:
### 1. 跨领域检索——特种功能材料领域(突破特征L和N)
既然电池包装领域目前未见该材料报道,必须去**功能陶瓷、相变储能材料、压敏/智能材料**等上游材料学领域寻找突破口。
* **检索核心:** 检索$\lambda$-Ti₃O₅($\lambda$-trititanium pentoxide)或其与$\beta$-Ti₃O₅相互转化的非专利文献(如学术论文、材料学博士论文、学术会议记录)。
* **寻找方向:** 寻找是否有文献公开过“$\lambda$-五氧化三钛在受到压力(如大于60MPa)时会向$\beta$型转化并释放热量(约230 kJ/L)”这一物理化学性质。一旦证明该材料的这一常数性质属于**公开的已知公知常识**,就能大大削弱特征N的创造性高度。
### 2. 检索“电池溶胀/析锂与智能响应”的交叉结合(突破应用启示)
寻找是否有其他专利或文献,公开过“利用软包电池溶胀产生的挤压力,来触发某种外壳夹层材料发生物理/化学响应以反哺电池”的思路。
* **检索关键词组合示例(中英双管齐下):**
* (二次电池 OR 锂 OR 软包 OR 袋) AND (溶胀 OR 膨胀 OR 压力 OR 析锂) AND (相变 OR 放热 OR 储能 OR 五氧化三钛)
* (Secondary battery OR lithium plating OR pouch OR swelling OR expansion) AND (pressure OR stress) AND (phase change OR heat release OR trititanium pentoxide OR Ti3O5)
* **目标:** 只要能检索到任意一篇文献提到“利用电池膨胀压力触发出发热材料工作以抑制低温析锂”,哪怕该发热材料不是五氧化三钛,也能成功打掉“利用压力触发放热来解决析锂问题”这一**整体方案的构思创造性(意图结合启示)**。
### 3. 追溯目标专利发明人的学术圈与优先权
目标专利要求了韩国优先权(10-2019-0024846),其发明人极有可能是韩国高校、科研院所或大型电池企业(如LG、SK、三星等)的材料学专家。
* **针对性检索:** 针对该优先权日(2019年3月4日)之前,该关联企业或发明人团队在韩国国内发表的学术论文。很多时候,科研人员会先有实验室的学术成果发表,滞后数月才在全球布局专利,这极易形成决定性的现有技术突袭。
作为一名经验丰富的专利代理师,我将为您对该目标专利(袋型二次电池用袋)的权利要求1进行深度法律与技术层面的无效可行性分析。
以下将紧密结合目标专利说明书的本意,对各对比文件进行逐字逐句的原文特征比对,确定最接近的对比文件、找出最薄弱的特征,并为您制定下一步的检索策略。
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## 一、 目标专利说明书对权利要求1的合理解释
在专利法及无效宣告程序中,对权利要求特征的解释应立足于**说明书的整体发明目的与技术效果**。
* **散热层(特征K、L、M、N):**
* **λ-五氧化三钛($\lambda\text{-Ti}_3\text{O}_5$):** 说明书明确指出该陶瓷材料的特殊物理机制([0068]):它仅由钛和氧原子构成,能吸收并储存约 $230\text{ kJ/L}$ 的热量。
* **特定压力的物理转化:** 说明书[0068]~[0069]揭示,当被施加**大于约 60MPa** 的特定压力时,$\lambda$-五氧化三钛会发生**物理键合结构的转变,转化成 $\beta$-五氧化三钛($\beta\text{-Ti}_3\text{O}_5$)**,从而将储存的约 $230\text{ kJ/L}$ 的热量瞬间释放到外部。
* **解决的技术问题与效果:** 解决传统电池在**低温下发生过电压导致阳极析锂(Lithium Plating)**、进而引起电池异常溶胀厚度增大的问题(说明书[0006],[0028])。当低温析锂导致电极组件厚度增大并产生内部加压时,散热层因受压释放热量,升高局部环境温度,从而逆转或防止析锂反应,且该过程具有吸收周围热量再转回 $\lambda$ 型的**可逆循环特性**([0072])。
* **表面保护层、密封剂层、气体阻挡层(特征B~J):**
这些是二次电池软包外包装袋(袋膜)的标准常规三层复合结构:外层聚合物(如尼龙/PET)用于抗磨绝缘;内层聚合物(如PP/PE)用于热封和耐腐蚀;中间金属箔(如铝箔)作为气体/湿气阻挡层(说明书[0055]~[0063])。
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## 二、 对比文件技术特征比对与出处分析
为方便表述,各对比文件公开号及代称定义如下:
* **D1:** `US20120301777A1`(SECONDARY BATTERY)
* **D2:** `KR1020120132341A`(이차 전지 / 二次电池)
*(注:经核对,D1与D2为同一专利家族,内容完全对应。为确保严谨,下文同时列出D1英文与D2韩文原文出处。)*
* **D3:** `KR101405621B1`(이차전지용 파우치 포장재 및 파우치형 이차전지)
* **D4:** `CN103907219A`(电化学电池用包装材料)
### 权利要求1技术特征逐项比对表
| 权利要求1的技术特征 | D1 (US20120301777A1) / D2 (KR1020120132341A) | D3 (KR101405621B1) | D4 (CN103907219A) |
| A: 一种用于二次电池的袋,包括; | 实质公开<br>作为电池盒/外壳的一部分公开。<br>D1:[0025],[0058];D2:[0023],[0050] | 毫无疑问公开<br>“이차전지용 파우치 포장재” (二次电池用袋包装材料)<br>D3:[1],[20],[56] | 毫无疑问公开<br>“电化学电池用包装材料”,可制成包装体。<br>D4:[0001],[0037] |
| B: 表面保护层,<br>C: 由第一聚合物制成<br>D: 形成在最外层 | 实质公开<br>基材层由金属制成,不符合聚合物外层,但属包装常规。 | 毫无疑问公开<br>“외부층(10)”,为通常由尼龙或PET构成的保护层。<br>D3:[7],[20],[27],[59] | 毫无疑问公开<br>“基体材料层112”,由树脂膜构成,赋予绝缘性和保护性。<br>D4:[0002],[0048],[0061]-[0063] |
| E: 密封剂层,<br>F: 由第二聚合物制成<br>G: 形成在最内层 | 实质公开<br>公开了第一粘接层,由丙烯酸树脂等合成树脂制成。<br>D1:[0051];D2:[0042] | 毫无疑问公开<br>“내부층(30)”,为热粘接层,由CPP等变性聚丙烯制成。<br>D3:[7],[20],[26],[57] | 毫无疑问公开<br>“热粘接层116”,配置在最内层,由热粘接性树脂(如PP)构成。<br>D4:[0002],[0048],[0084]-[0086] |
| H: 气体阻挡层,<br>I: 由金属制成<br>J: 堆叠在表面保护层与密封剂层之间 | 实质公开<br>“base layer 204”,由铝、钢等金属制成,维持外壳形状。<br>D1:[0047];D2:[0038] | 毫无疑问公开<br>“금속박층(20)”,为阻挡层铝箔,堆叠在内外层之间。<br>D3:[7],[20],[22],[58] | 毫无疑问公开<br>“阻挡层114”,由金属箔(铝)构成,配置在基体与热粘接层之间。<br>D4:[0002],[0048],[0064]-[0067] |
| K: 和散热层,<br>M: 堆叠在表面保护层与密封剂层之间 | 毫无疑问公开<br>公开有安全层(safety layer 202),位于基材层与第一粘接层之间。<br>D1:[0046],[0049];D2:[0037],[0040] | 毫无疑问公开<br>公开有内热性共聚物增强层(내열성 보강층 40),位于内部层与金属层之间。<br>D3:[13],[20],[23],[60] | 毫无疑问公开<br>公开有绝缘层117或化学表面处理层114a,位于金属层与内层之间。<br>D4:[0011],[0105] |
| L: 所述散热层由λ-五氧化三钛制成,<br>N: 当被施加特定压力时向外释放热量。 | 未公开<br>其安全层由PE蜡+碳颗粒制成,靠短路产生的高温融化来吸热防燃。<br>D1:[0049]-[0050];D2:[0040]-[0041] | 未公开<br>其增强层由PET/尼龙等高熔点高分子构成,纯耐热绝缘骨架。<br>D3:[23] | 未公开<br>其绝缘层由氧化铝(三氧化二铝)粒子、氧化锆等构成,纯耐热绝缘。<br>D4:[0011],[0074],[0118] |
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## 三、 最接近对比文件的选择与创造性评述
### 1. 哪个文件最适合作为创造性分析的“最接近对比文件”?
在本案中,**D3 (`KR101405621B1`)** 和 **D4 (`CN103907219A`)** 均适合作为最接近的对比文件(第一独立出发点)。
* **技术领域与结构高度契合:** 目标专利要求保护的是一种用于二次电池的“袋”(软包包装材料)。D3 和 D4 均属于**电化学电池软包膜/外包装材料**技术领域,且毫无疑问地公开了最外层树脂保护层、最内层热封密封层、中间金属箔阻挡层以及**额外堆叠在中间的第四功能层**(D3的内热性增强层40、D4的颗粒绝缘层117)。这与目标专利四层袋膜的机械空间排布结构完全一致。
* **反观D1/D2的局限性:** D1/D2 保护的是一种带有安全附加件的“二次电池整机”,其安全层202是作为“安全构件(safety member)”粘结在电极组件表面,或即便作为壳体一体化形式,其最外层也是金属基材层(Base layer 204),不属于常规袋膜的聚合物外保护层。
### 2. 技术问题与技术效果的转换分析
虽然 D3/D4 结构最贴近,但它们与目标专利在**解决的技术问题**和**技术效果**上存在本质的“方向性对立”:
* **D3/D4 解决的技术问题与效果:** 针对的是电池热封密封时,由于压力和高温导致内层树脂破裂,微小金属异物或极耳毛刺刺穿内层,从而与中间的铝箔阻挡层发生**“短路”**的问题。其采用的第四层是利用高分子(D3)或氧化铝纳米颗粒(D4)的**高熔点、耐热绝缘性**,在受压时**坚硬不熔融**,从而起到**机械阻挡与电绝缘**的效果。
* **目标专利 解决的技术问题与效果:** 针对的是电池在低温下过电压充电导致阳极**“析锂”**,引起电极体积膨胀加压的问题。它利用的是 $\lambda$-五氧化三钛陶瓷在受到特定压力时发生晶型转变(变更为 $\beta$ 型)的**“压阻/压热效应”**,效果是**主动向外释放热量**,通过局部升温来抑制析锂。
**结论:** 没有任何一个对比文件公开了特征 L($\lambda$-五氧化三钛材料)和特征 N(受压放热的物理机制)。
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## 四、 请求方最薄弱的技术特征与法律死角
如果您代表无效请求方,去挑战该专利的创造性,**最薄弱(即最难攻破、专利权人防御最稳固)的技术特征是:**
> **特征L + 特征N:所述散热层由λ-五氧化三钛制成,并且当所述散热层被施加特定压力时向外释放热量。**
### 为什么这是死角?
1. **材料的功能属性背离:** 二次电池袋膜行业对中间添加层的技术期待无外乎“阻水、阻气、增强、绝缘、耐热”。D4 虽然提到了“铝的氧化物(氧化铝粒子)”,但这与目标专利的“$\lambda$-五氧化三钛”是完全不同的化合物。普通氧化铝在受压时提供的是机械硬度与绝缘;而 $\lambda$-五氧化三钛利用的是特殊的**相变蓄热与压力释放机制**,属于**受压放热的功能层**。这超出了本领域技术人员的常规技术预期。
2. **技术启示极难建立:** 专利权人可以轻松驳回 D3/D4 的结合,理由是 D3/D4 旨在提供一层“在热封压力下顽强抵抗、不熔不裂的绝缘骨架”,而目标专利是利用“电池内部膨胀产生的压力触发相变放热”。两者利用的物理性质(绝缘耐热 vs 压敏相变放热)和解决的技术问题(防止热封短路 vs 防止低温析锂)完全风马牛不相及。
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## 五、 下一步针对性的专利检索策略
鉴于目前的 4 份对比文件均只能覆盖三层袋膜的常规结构,无法解决相变散热层的问题,建议无效请求方立即调整检索方向,实施以下**三步走**补充检索:
### 1. 改变检索领域(跨界检索压敏/相变陶瓷)
不要再局限于“二次电池袋(Pouch)”或“包装材料”领域。应将检索范围扩大至**二次电池内部组件(电极活性材料改性、隔膜涂层、正负极集电器涂层)**,或者**热力学相变蓄热材料、智能功能陶瓷**领域。
* *技术逻辑:* 检查是否有人曾将 $\lambda$-五氧化三钛作为蓄热/放热陶瓷涂覆在电池隔膜或电极上,用以解决低温析锂或过热失控问题。如果能找到该材料在电池内部的应用,则可以利用“材料位置的惯常变更”来论证创造性。
### 2. 精准关键词检索式设计
重点围绕材料名称和其特有的相变物理特性进行检索。
* **中文关键词组合:**
`("五氧化三钛" OR "Ti3O5" OR "钛酸盐陶瓷") AND ("λ" OR "lambda" OR "相变" OR "晶型转变" OR "相转变") AND ("压力" OR "压敏" OR "加压" OR "释热" OR "放热" OR "蓄热")`
* **英文关键词组合(切入 IPC 分类号如 H01M 电池、C04B 陶瓷):**
`("trititanium pentoxide" OR "Ti3O5" OR "lambda-Ti3O5") AND ("pressure" OR "phase transition" OR "exothermic" OR "heat release")`
### 3. 跟踪核心课题组与非专利文献(NPL)
$\lambda$-五氧化三钛的受压放热/相变特性在凝聚态物理和先进材料领域属于相对前沿的研究。
* 建议检索**非专利文献(如大连化物所、中科院材料所、或日本东京大学等相关课题组的学术论文)**。重点寻找**目标专利优先权日(2019年3月4日)之前**发表的论文,确认是否已有学者公开了“$\lambda\text{-Ti}_3\text{O}_5$ 在承受特定压力(如 >60MPa)时释放热量”的物理现象。
* 一旦证明该材料的压敏放热机理在 2019 年前属于公知常识(已经被科学论文广泛报道),那么将其应用在同样会产生膨胀压力的二次电池软包袋中,其创造性高度将大大降低,这也是无效宣告中最具杀伤力的证据组合方式。
作为一名经验丰富的专利代理师,我将紧密结合目标专利说明书的架构与核心发明点,对权利要求1进行深度解析,并结合四份对比文件的原文及详细出处进行逐项特征比对和创造性、无效可行性分析。
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### 一、 目标专利权利要求1的紧密结合说明书解释
目标专利(CN111653691B)的核心发明点在于解决**“二次电池在低温下发生过电压时,阳极表面发生析锂(Lithium Plating)导致电池厚度增加、质量劣化及能量效率降低”**的技术问题(参见说明书\[0003\]-\[0006\], \[0051\]-\[0052\])。
为了解决该技术问题,本发明创造性地在表面保护层与密封剂层之间引入了**由陶瓷材料 $\lambda$-五氧化三钛($\lambda\text{-Ti}_3\text{O}_5$)制成的散热层**(说明书\[0011\]-\[0012\], \[0064\])。其工作原理与微观机理在说明书具体实施方式中进行了详尽阐述:
1. **吸热储存**:$\lambda$-五氧化三钛仅由钛原子和氧原子构成,能够吸收并储存约 $230\text{ kJ/L}$ 的热量(说明书\[0068\])。
2. **压致相变放热**:当低温过电压导致析锂、电极组件厚度增大并产生内部压力时(说明书\[0051\], 图3),若该特定压力**大于约 60MPa**,$\lambda$-五氧化三钛会发生物理键合结构的转化,转化成 $\beta$-五氧化三钛($\beta\text{-Ti}_3\text{O}_5$)(说明书\[0013\], \[0068\])。
3. **防止析锂**:相变过程瞬间释放出储存的 $230\text{ kJ/L}$ 热量,使二次电池的环境温度升高,从而增加锂离子在阳极活性材料中的扩散和容纳速度,**从根本上防止了低温下的金属锂析出**(说明书\[0053\], \[0069\]-\[0071\])。
4. **可逆循环**:释放热量后的 $\beta$-五氧化三钛通过吸收周围热量,可再次转化回 $\lambda$-五氧化三钛,实现动态循环(说明书\[0072\])。
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### 二、 对比文件原文公开情况分析(D1 - D4)
根据引用的对比文件,各案信息如下:
* **D1**: US20140255765A1 (PACKAGING MATERIAL FOR ELECTROCHEMICAL CELL)
* **D2**: JP2014170720A (Packaging material for battery)
* **D3**: KR1020140148121A (파우치 외장재 및 이를 포함하는 이차 전지)
* **D4**: KR1020150062783A (배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차)
#### 1. D1 (US20140255765A1) 公开情况
D1公开了一种用于电化学电池的包装材料(\[0001\])。
* **技术特征B、C、D**:公开了由树脂薄膜构成的“基材层(Base material layer 112)”,对应目标专利的最外层表面保护层。原文见\[0007\]: "*a base material layer formed of a resin film...*"; \[0034\] 中公开了PET或尼龙等聚合物(第一聚合物)。
* **技术特征E、F、G**:公开了设置在最内层的“热封层(Thermally adhesive layer 116)”,由热封树脂(如聚丙烯PP,即第二聚合物)构成。原文见\[0007\]: "*a thermally adhesive layer arranged as an innermost layer and formed of a thermally adhesive resin...*"; 详见\[0056\]。
* **技术特征H、I、J**:公开了夹在基材层与热封层之间的“阻挡层(Barrier layer 114)”,由金属箔(铝箔)制成。原文见\[0007\]: "*a barrier layer arranged between the base material layer and the thermally adhesive layer and formed of a metal foil.*"
* **技术特征K、L、M、N(散热层及材料、机理)**:**未公开**。D1虽在\[0007\]、\[0012\]、\[0044\]-\[0045\]中提及了含有“氧化铝(Alumina particles)”等金属氧化物微粒的化成处理层(114a)或绝缘层(117),但其明确声明该层的作用是**“提高电气绝缘性、防止极耳毛刺或金属异物刺破引起的短路”**,且其材料(氧化铝、氧化锆、氧化钛等)在受到压力时**不发生相变放热**,无法解决低温析锂问题。
#### 2. D2 (JP2014170720A) 公开情况
D2公开了一种通过复合层结构改善安全性的电池包装材料(\[0002\]、\[0011\])。
* **技术特征B、C、D**:公开了“基材层1”,为最外层,采用聚酯、聚酰胺等树脂(\[2\]-3)。
* **技术特征E、F、G**:公开了最内层的“シーラント層(密封层4)”,且其进一步公开了复合层结构:第1密封层4a(酸改性聚酰纤维/聚olefin)和第2密封层4b(聚olefin)(\[0011\]、\[0012\]),这实质公开或启发了目标专利从属权利要求中的复合密封层设计。
* **技术特征H、I、J**:公开了夹在中间的“金属层3(铝箔)”(\[0011\]、\[0012\])。
* **技术特征K、L、M、N**:**未公开**。D2在\[0011\]-\[0012\]中虽提及当温度达到设定温度 $T^\circ\text{C}$($140\sim 160^\circ\text{C}$)时,包装材料会产生微小开裂(针孔)以**释放内部可燃性气体压力**,防止爆炸,但这属于**“熔融热力开裂泄压”**机制,与目标专利通过“压致相变主动释放热量”来抑制低温析锂的构思完全不同。
#### 3. D3 (KR1020140148121A) 公开情况
D3公开了一种能够在低温情况下防止性能下降的软包外装材(\[0001\])。
* **技术特征B、C、D、E、F、G、H、I、J**:在具有外侧绝缘层(130,包含PET/尼龙)、金属层(120,铝)、内部粘结层(110,CPP)的常规三层软包结构基础上进行改良(\[0006\], \[0043\]-\[0054\])。
* **技术特征K、M**:公开了在最外层和最内层之间(具体在第一绝缘层131与第二绝缘层132之间)堆叠了“发热层(발열층 140)”(\[0016\], \[0055\]-\[0059\])。
* **技术特征L、N(关键区别)**:**未公开**。D3的发热层140是由“热可塑性树脂中含有导电碳黑的导电复合物”或“金属薄板/碳纤维”构成,其加热机制是**“电加热”**(经由第一电极图案151和第二电极图案152通电,利用电阻发热,参见\[0018\], \[0056\]-\[0067\])。这与目标专利**“无需外接电源、完全依赖析锂产生的内部机械压力触发相变自发热”**的特征N和特征L本质不同。
#### 4. D4 (KR1020150062783A) 公开情况
D4公开了一种用于电动汽车的电池包,具备低温预热功能(\[0001\]、\[0004\])。
* **技术特征A-J**:针对的是整个“电池包(Battery Pack)”及外壳“Pack Case 120”,包内装有多个软包二次电池110(\[0008\], \[0021\]-\[0024\]),并非改进单个软包膜的层状结构。
* **技术特征K、M**:公开了在电池包壳体外围设置有“发热部130”,内部容纳有发热材料135(\[0008\], \[0025\])。
* **技术特征L、N(压力触发发热)**:**实质公开/启发了特征N,但未公开特征L**。D4明确公开了**“当从外部施加压力时,发热材料发生相变释放热量”**的物理机制,原文见\[0008\]: "*외부에서 압력 인가시 열 에너지를 발생시키는 액체 상태의 발열재...*", 且\[0009\]明确指出其机制为压力触发下从液态变为固态并释放热量。然而,D4公开的材料是**醋酸钠或硫代硫酸钠**(过饱和结晶发热,参见\[0010\], \[0027\]),且其应用场景是通过外部主动压力施加部(140)和开关(145)对**整个电池包进行使用前的预热**(\[0028\]-\[0030\], \[0036\]),无法被直接应用或层压在单个软包电池的表面保护层与密封层之间,更未公开适用于经受 $60\text{MPa}$ 高压固-固相变的陶瓷材料 $\lambda$-五氧化三钛。
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### 三、 技术特征比对表
下表将权利要求1的技术特征与各对比文件原文进行了详细对立比对:
| 权利要求1的技术特征 | D1 (US20140255765A1) | D2 (JP2014170720A) | D3 (KR1020140148121A) | D4 (KR1020150062783A) | 目标专利对应说明书出处及解释说明 |
| A:包括 | 公开 (\[0007\]) | 公开 (\[0011\]) | 公开 (\[0016\]) | 公开 (\[0008\]) | 开放式结构引导词。 |
| B:表面保护层 | 公开 (\[0007\] 基材层) | 公开 (\[0011\] 基材层) | 公开 (\[0016\] 外部绝缘层) | 实质公开 (\[0023\] 软包外装材) | 对应说明书\[0011\], \[0058\]。 |
| C:由第一聚合物制成 | 公开 (\[0034\] PET/尼龙) | 公开 (\[2\]-3 聚酯/聚酰胺) | 公开 (\[0047\]-\[0048\] PET/尼龙) | 实质公开 (\[0023\] 软包外装材) | 对应说明书\[0011\], \[0058\]。 |
| D:形成在袋的最外层 | 公开 (\[0007\]) | 公开 (\[2\]-1) | 公开 (\[0006\], \[0045\]) | 实质公开 (\[0023\]) | 对应说明书\[0011\], \[0058\]。 |
| E:密封剂层 | 公开 (\[0007\] 热封层) | 公开 (\[0011\] 密封层) | 公开 (\[0016\] 内部粘结层) | 实质公开 (\[0023\]) | 对应说明书\[0011\], \[0061\]。 |
| F:由第二聚合物制成 | 公开 (\[0056\] 聚丙烯等) | 公开 (\[0011\] 聚olefin) | 公开 (\[0052\]-\[0053\] CPP) | 实质公开 (\[0023\]) | 对应说明书\[0011\], \[0061\]。 |
| G:形成在袋的最内层 | 公开 (\[0007\]) | 公开 (\[2\]-1) | 公开 (\[0006\], \[0050\]) | 实质公开 (\[0023\]) | 对应说明书\[0011\], \[0061\]。 |
| H:气体阻挡层 | 公开 (\[0007\] 阻挡层) | 公开 (\[0011\] 金属层) | 公开 (\[0016\] 金属层) | 实质公开 (\[0023\]) | 对应说明书\[0011\], \[0056\]。 |
| I:由金属制成 | 公开 (\[0007\] 金属箔) | 公开 (\[0012\] 铝箔) | 公开 (\[0028\], \[0044\] 铝) | 实质公开 (\[0023\]) | 对应说明书\[0011\], \[0056\]。 |
| J:堆叠在保护层与密封层之间 | 公开 (\[0007\]) | 公开 (\[2\]-1) | 公开 (\[0006\], \[0043\]) | 实质公开 (\[0023\]) | 对应说明书\[0011\], \[0056\]。 |
| K:和散热层 | 未公开 | 未公开 | 实质公开 (\[0016\] 发热层) | 实质公开 (\[0008\] 发热部) | 对应说明书\[0011\], \[0064\]。 |
| L:散热层由$\lambda$-五氧化三钛制成 | 未公开 | 未公开 | 未公开 (公开为碳黑/碳纤维) | 未公开 (公开为醋酸钠等) | 核心发明点。 说明书\[0012\], \[0065\]。 |
| M:堆叠在保护层与密封层之间 | 未公开 | 未公开 | 公开 (\[0017\], \[0059\] 夹在两绝缘层间) | 未公开 (在外壳周缘,非层压结构) | 对应说明书\[0011\], \[0064\]。 |
| N:当散热层被施加特定压力时向外释放热量 | 未公开 (氧化铝层受压绝缘,不发热) | 未公开 (受热开裂泄压而非受压放热) | 未公开 (通电发热而非压力触发) | 实质公开/启发 (\[0008\]-\[0009\] 外部施压触发相变放热) | 核心发明点。 结合说明书\[0011\], \[0068\]-\[0071\]。 |
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### 四、 创造性分析与最接近对比文件选择
#### 1. 最接近对比文件的选择(D3 或 D1)
在创造性审查或无效宣告程序中,本案适合选择 **D3** 或 **D1** 作为最接近的对比文件(第一实际审查基准)。
* **选择D3的理由(推荐作为主攻线)**:
* **整体解决的技术问题和领域极其贴近**:D3同样聚焦于“防止二次电池(软包电池)在低温环境下的性能劣化”这一技术问题(D3\[0001\], \[0008\]-\[0009\]),这与目标专利在低温下防止析锂以确保电池高效运作的初衷高度一致。
* **结构最为接近**:D3已经在最外层(外部绝缘层)与最内层(内部粘结层)之间加入了一层**用于提供热量的“发热层”**(D3\[0016\], \[0028\])。
* **主要技术区别**:目标专利与D3的区别在于**特征L(材料为$\lambda$-五氧化三钛)**和**特征N(压力触发的主动放热机制)**。D3需要复杂的外部电极图案(151/152)及控制电路通电才能加热,而目标专利巧妙利用析锂产生的内部膨胀压力触发无源自发热。
* **选择D1的理由(备选线)**:
* **结构形态完全一致**:D1公开了最标准的软包三层膜结构(基材-阻挡层-热封层,\[0007\]),且在金属阻挡层表面涂布了含有“氧化铝(Alumina)等陶瓷/金属氧化物微粒”的薄层(\[0012\], \[0045\]),其在空间堆叠位置上与目标专利的散热层堆叠位置(特征M)非常相似。
* **主要技术区别**:D1的氧化铝薄层是为了解决毛刺刺破导致短路的“电气绝缘”问题(\[0018\]-\[0019\]),其晶体结构受压不发生变化,即未公开特征L和特征N,且未关注低温析锂的技术问题。
#### 2. 其余特征是否被其他对比文件公开及创造性评述
若以D3为最接近的对比文件:
* **区别特征**:特征L($\lambda$-五氧化三钛材料)与特征N(压力触发放热机制)。
* **其他对比文件的组合可行性分析**:
* **关于特征N**:D4虽然公开了“外部施加压力时从液态变固态并释放热量(相变)”的机制(D4\[0008\]-\[0009\]),但其针对的是电池包外壳预热,且利用的是过饱和盐溶液(醋酸钠)的结晶动力学。
* **关于特征L**:没有任何一篇对比文件(D1-D4)公开或提示了将 $\lambda$-五氧化三钛作为软包层压膜的一部分应用到二次电池中。说明书阐明,$\lambda$-五氧化三钛发生固-固压致相变($\lambda \rightarrow \beta$ 转化)所需的特定压力**大于 60MPa**(说明书\[0013\], \[0068\]),这属于极其特殊的无机非金属固体材料物理特性。
**创造性结论**:即使将D3与D4进行结合,本领域技术人员也无法想到在软包电池的层压膜内部,使用能在高压($>60\text{MPa}$)下发生固-固相变并精准释放 $230\text{kJ/L}$ 热量的陶瓷材料 $\lambda$-五氧化三钛来对抗内部析锂膨胀力。因此,**权利要求1具备显著的创造性。**
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### 五、 无效请求方最薄弱的技术特征
若作为无效宣告请求方,意图击落此专利,**最薄弱(即最难攻克、最难找到现有技术公开)的技术特征是:特征L(所述散热层由$\lambda$-五氧化三钛制成)以及特征N中限定的“当所述散热层被施加特定压力时向外释放热量”这一材料本身固有的物理相变机制在电池软包上的应用。**
* **原因分析**:
1. **跨领域及新材料应用**:$\lambda$-五氧化三钛作为一种具有超高蓄热密度、能通过光/电/压触发相变(储热-放热)的新型陶瓷材料,在2019年前后多见于基础材料学固态相变研究,将其跨界做成厚度仅为微米级的软包复合膜涂层,并精确利用电池内部过电压析锂带来的机械膨胀力触发放热,构思极其独特。
2. **D4无法形成强有力结合**:D4的相变是“液-固结晶”(醋酸钠溶液),其压力是外部人为主动施加的(开关控制压敏),而本案是析锂引起的电池内压。两者的压力源、压力定量级(D4通常极低,而本案陶瓷需约 $60\text{MPa}$)以及材料形态有本质的区别,很难认定存在“技术启发”。
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### 六、 进一步的检索策略建议
鉴于特征L与特征N的强耦合性,常规的电池外壳专利检索已很难找到更佳的现有技术,建议调整检索策略如下:
1. **变更检索主题与IPC分类号,切入“新材料相变储热”领域**:
* 摆脱“二次电池袋/软包(H01M50/等)”的限制,专门针对 **$\lambda$-五氧化三钛($\lambda\text{-Ti}_3\text{O}_5$ 或 lambda-trititanium pentoxide)** 这一化学物质进行主题检索。
* 重点检索IPC分类号:**C01G23/00**(钛的化合物)、**C04B35/46**(含钛氧化物陶瓷)、**F28D20/02**(利用相变材料的潜热蓄热装置)。
2. **锁定“压致相变”与“蓄热放热”关键词**:
* 构造检索式:`(五氧化三钛 OR "Ti3O5") AND (压力 OR 压致 OR 加压 OR 施压 OR 60MPa) AND (相变 OR 放热 OR 释热 OR 蓄热 OR 储热)`。
* 寻找在2019年3月4日(优先权日)之前,是否有材料学者公开过将该相变陶瓷用于“微小空间受压自散热/加热”、“电子元器件膨胀自温控”或者“压力敏感型保护膜”的公开文献。
3. **关注目标专利发明团队及相关科研院校的早期论文**:
* λ-五氧化三钛的压致相变特性在2010-2015年间由东京大学Ohkoshi教授团队首次发现并发表在*Nature Chemistry*等期刊。重点检索该学者及国际上跟进研究相变钛氧化物(特别是固-固相变固热存储)的学术论文、会议报告。即使论文中没有提到二次电池,如果提到了“将其制成薄膜/涂层用于受压释放潜热”,也可以作为极佳的公知常识证据或非类似领域结合证据,配合D1或D3来全面质疑其创造性。
作为一名经验丰富的专利代理师,我现围绕目标专利(CN111653691B)的说明书及给出的四份对比文件(D1~D4),针对权利要求1进行深入的法律与技术架构分析。
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## 一、 权利要求1的技术特征拆解与说明书合理解释
根据目标专利说明书(特别是\[0011\]、\[0028\]、\[0054\]、\[0068\]等段落),权利要求1的核心发明点在于通过在二次电池袋的复合膜结构中引入**由$\lambda$-五氧化三钛($\lambda\text{-Ti}_3\text{O}_5$)制成的散热层**,利用其特殊的物理性质(加压相变放热)来解决低温下二次电池析锂的问题。
* **技术特征K、L、M、N(散热层/$\lambda$-五氧化三钛/相变放热):**
说明书\[0028\]、\[0068\]段指出,$\lambda$-五氧化三钛是一种能够吸收并储存热量的陶瓷材料。当电池在低温下过电压充电导致电极组件膨胀(析锂导致体积增大)并产生大于60MPa的特定压力时,$\lambda$-五氧化三钛会触发压力相变,转化成 $\beta$-五氧化三钛($\beta\text{-Ti}_3\text{O}_5$),并向外释放约230 kJ/L的热量。这部分热量提升了电池的环境温度,从而从根本上**抑制或防止了低温析锂(Lithium Plating)**现象。释放热量后的 $\beta$ 型在吸收周围热量后可逆转回 $\lambda$ 型,实现循环工作。
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## 二、 对比文件技术特征比对分析(D1 ~ D4)
根据给出的对比文件原文,首先明确各对比文件的全称及公开号:
* **D1:** JP6043764B2(通信端末)
* **D2:** KR1020170142622A(이차전지용 알루미늄 파우치 필름 및 이의 제조방법,二次电池用铝袋膜及其制造方法)
* **D3:** KR1020170142624A(이차전지용 알루미늄 파우치 필름 및 이의 제조방법,二次电池用铝袋膜及其制造方法)
* **D4:** CN206849962U(一种高安全性自加热聚合物锂离子二次电池)
### 1. 各对比文件公开特征详细出处及比对表格
以下为权利要求1的各个技术特征(A~N)与对比文件的详细原文比对(包含毫无异议公开/实质公开的判定及具体出处):
| 权利要求1的技术特征 | D1 (JP6043764B2) | D2 (KR1020170142622A) | D3 (KR1020170142624A) | D4 (CN206849962U) |
| A:包括 | 未公开 | 完全公开<br>\[0013\] "구성되어 있다(由...构成)" | 完全公开<br>\[0014\] "구성되고(由...构成)" | 完全公开<br>\[0013\] "构成电池芯..." |
| B:表面保护层 | 未公开 | 完全公开<br>\[0013\] "외부수지층(1)(外部树脂层)" | 完全公开<br>\[0014\] "제2외부수지층(1), 제1외부수지층(2)" | 实质公开<br>\[0013\] "外壳"(起保护作用的外壳层) |
| C:由第一聚合物制成 | 未公开 | 完全公开<br>\[0023\] "폴리에스테르 수지를 사용하거나 또는 나일论 필름(聚酯树脂或尼龙薄膜)" | 完全公开<br>\[0019\],\[0021\] "나일론 필름(尼龙)...PET 필름" | 实质公开<br>自加热组件外侧包覆的"外壳5",具有聚合物属性。 |
| D:形成在袋的最外层 | 未公开 | 完全公开<br>\[0023\] "하드웨어와 직접 맞닿는 부위에 해당(直接与硬件接触的部位)" | 完全公开<br>\[0014\] "최외각층(最外层,从图1及上下文可知其处于最外侧)" | 实质公开<br>\[0013\] "电池芯外侧包覆外壳" |
| E:密封剂层 | 未公开 | 完全公开<br>\[0013\] "내부수지층(4)(内部树脂层)" | 完全公开<br>\[0014\] "내부수지층(4)(内部树脂层)" | 未公开<br>(其公开的是胶体电解质和外壳,无独立袋状密封剂层描述) |
| F:由第二聚合物制成 | 未公开 | 完全公开<br>\[0002\],\[0025\] "폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀" | 完全公开<br>\[0004\],\[0023\] "폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀" | 未公开 |
| G:形成在袋的最内层 | 未公开 | 完全公开<br>\[0002\] "실링제 역할을 하는...내부수지층(起密封剂作用的内部树脂层)" | 完全公开<br>\[0004\] "실링제 역할을 하는...내부수지층(起密封剂作用的内部树脂层)" | 未公开 |
| H:气体阻挡层 | 未公开 | 完全公开<br>\[0013\] "제1알루미늄층(2), 제2알루미늄층(3)" | 完全公开<br>\[0014\] "알루미늄층(3)(铝层)" | 实质公开<br>\[0013\] "导热金属箔片"(除了导热,金属箔天然具有阻挡气体水分能力) |
| I:由金属制成 | 未公开 | 完全公开<br>\[0002\] "금속박층인 알루미늄층(属于金属箔层的铝层)" | 完全公开<br>\[0004\] "금속박층인 알루미늄층(属于金属箔层的铝层)" | 完全公开<br>\[0020\] "导热金属箔片为铜、镍、铝" |
| J:堆叠在表面保护层与密封剂层之间 | 未公开 | 完全公开<br>\[0013\] "외부수지층(1) 및 내부수지층(4)의 사이에...알루미늄층" | 完全公开<br>\[0014\] "내부수지층과 제1외부수지층 사이...알루미늄층(3)" | 实质公开<br>\[0013\] 导热金属箔片位于外壳与最外层电芯之间。 |
| K:散热层 | 未公开 | 未公开 | 完全公开<br>\[0025\],\[0026\] "방열 필러를 포함하는...접착층(包含散热填料的接着层)" | 完全公开<br>\[0013\] "PTC发热膜片"(虽然偏向于主动发热,但也承担热传导散热功能) |
| L:由$\lambda$-五氧化三钛制成 | 未公开 | 未公开 | 未公开<br>(仅公开了黑铅、碳纤维、氮化硼等陶瓷填料,未公开$\lambda$-五氧化三钛) | 未公开<br>(其公开的是PTC发热材料) |
| M:堆叠在表面保护层与密封剂层之间 | 未公开 | 未公开 | 完全公开<br>\[0014\] 带有散热填料的接着层(5,6,7)分布在最外层与最内层之间。 | 实质公开<br>发热组件层叠在内电芯与外壳之间。 |
| N:当被施加特定压力时向外释放热量 | 未公开 | 未公开 | 未公开<br>(D3是单纯的静态热传导,非压力敏感型相变放热) | 未公开<br>(D4为通电引发PTC效应自加热,非压力触发) |
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## 三、 最接近对比文件(Closest Prior Art)的筛选与分析
在创造性(Inventive Step)评价中,确定最接近对比文件通常需要从**技术领域、解决的技术问题、技术效果以及公开技术特征的数量**四个维度进行综合考量。
### 1. D1 ~ D4 的整体筛选过滤
* **D1 (JP6043764B2):** 属于通信终端的呼叫控制及内部接口数据流切换技术领域,与二次电池的结构包装袋完全不在同一技术领域,公开特征最少,直接排除。
* **D2 (KR1020170142622A):** 属于二次电池袋膜领域,公开了外层、内层、铝阻挡层的多层复合袋结构,但其发明核心在于“取消铝表面化学处理以缩短工艺时间、通过双层铝层减薄厚度”,**未涉及任何散热、发热或解决低温析锂的问题**。
* **D3 (KR1020170142624A):** 属于二次电池用铝袋膜领域。技术领域与目标专利完全一致。
* **D4 (CN206849962U):** 属于自加热锂离子电池领域,侧重于电芯外部与外壳之间的“微孔膜+金属箔+PTC膜”的整体配置。
### 2. D3 与 D4 作为最接近对比文件的深度辨析
本案中,最接近的对比文件可以有**两个不同的方向选择**(视无效请求人构建的系统缺陷而定):
#### 选择一:D3(KR1020170142624A)—— 结构与领域最接近方案
* **技术领域:** 完全相同,均为“二次电池用铝袋膜”(이차전지용 알루미늄 파우치 필름)。
* **解决的技术问题与技术效果:** D3的说明书\[0006\]指出:“中大型电池在行驶中为了高效冷却电池发热...但传统袋膜多层结构导热率低”。D3旨在解决**电池包的散热和热管理问题**,通过在袋膜的接着层中混入氮化硼等陶瓷散热填料,使热传导率提高150%以上(\[0030\])。这与目标专利在包装袋内设置“散热层”以进行热控制的构思最为契合。
* **结论:** **D3最适合作为最接近的对比文件(第一选择)**。它毫无异议地公开了传统外壳保护层、金属阻挡层、密封剂层的三层袋体架构,并且公开了在袋体内部层间设置“陶瓷散热/导热层(接着层中含陶瓷填料)”的特征(即公开了特征A~J、K、M)。
#### 选择二:D4(CN206849962U)—— 功能/技术效果最接近方案
* **解决的技术问题与技术效果:** D4的说明书\[0022\]明确指出:“低温环境下电池充电时……防止电池在低温环境下充电析锂,延长了电池的使用寿命。”。这与目标专利的技术目的——**“即使在低温下发生过电压也能够防止发生析锂”\[0008\]——完全一致。**
* **结论:** **D4可作为并列的最接近对比文件(第二选择)**。虽然D4的外壳结构未细化为由第一/第二聚合物及金属层构成的规范化“袋膜”,但其针对的靶向技术问题(低温析锂)及达到的最终技术效果与目标专利高度重合。
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## 四、 未公开特征的交叉覆盖与请求方最薄弱特征分析
### 1. 未被最接近对比文件(D3/D4)公开的特征是否被其他文件公开?
无论是以D3还是D4为基础,目标专利的核心区别特征均在于:
> **特征L:** 散热层由 $\lambda$-五氧化三钛制成;
> **特征N:** 当所述散热层被施加特定压力时向外释放热量(压力相变放热机制)。
审查其余文件:
* **D3**仅公开了利用“黑铅、碳纤维、氮化硼”等材料作为**静态高导热填料**,依靠温差进行被动传热。
* **D4**公开的是利用“PTC发热膜片”在**外部通电**情况下发热(依靠电通路触发)。
* **D1、D2**完全未涉及任何压力感应相变或 $\lambda$-五氧化三钛材料。
**结论:** **特征L和特征N在现有给出的对比文件D1~D4中,完全没有被公开,也没有提供任何技术启示。**
### 2. 无效请求方最薄弱的技术特征(即专利所有人的核心防线)
对于无效请求方而言,**最薄弱(即最难攻破、最不容易被成功无效掉)的技术特征是特征N联合特征L。**
* **理据:** 目标专利并不是将 $\lambda$-五氧化三钛作为常规的静态散热片使用,而是巧妙地利用了电池在低温析锂膨胀时产生的“特定压力(>60MPa)”,将**机械应力转化为热能**(触发 $\lambda \rightarrow \beta$ 相变)。
* 这种“内生压力触发、蓄热自放热、防止析锂”的动态闭环机制,在D3(被动散热袋)和D4(通电PTC发热电池)中均不存在。这种通过材料相变将压力与温度调控相耦合的设计,具备极高的非显而易见性。
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## 五、 进一步检索策略建议(针对无效请求方)
由于目前的D1~D4未能覆盖 $\lambda$-五氧化三钛的压力相变放热特征,若要成功发起无效宣告请求,建议调整检索方向,采取以下联合检索策略:
### 1. 跨领域引入“非晶态/特种陶瓷相变蓄热材料”的固体物理学检索
* **突破口:** $\lambda$-五氧化三钛具有高度非线性的吸热/放热和压力敏感相变特性,是由大岛、常行等学者或科研机构在凝聚态物理领域研究出来的。
* **检索关键词:** `五氧化三钛` OR `三氧化三钛` OR `Ti3O5` OR `lambda-Ti3O5` AND `压力相变` OR `加压放热` OR `蓄热材料` OR `Pressure-induced phase transition` OR `heat storage`。
* **目标:** 寻找是否有在其他储能、传感器或航天热控领域中,将 $\lambda$-Ti3O5 作为“加压放热材料”使用的先例,从而论证材料选择属于公知常识或技术迁移。
### 2. 二次电池“膨胀力/压力触发式”安全防护组件的专利检索
* **突破口:** 寻找在锂电池膨胀时,利用其产生的物理应力来触发安全保护的现有专利。
* **检索关键词:** `二次电池` OR `锂离子电池` AND `袋` OR `壳` AND `膨胀力` OR `压力` OR `应力` AND `自加热` OR `放热` OR `防止析锂`。
* **目标:** 证明“利用电池膨胀压力作为触发源来产生热量或切断电流”这一**机理/架构**在电池安全包装领域已经被公开,以此去拼凑组合,削弱特征N的创造性高度。
### 3. 追溯目标专利同族的引证文件与优先权文件
* 目标专利主张了韩国优先权 `KR10-2019-0024846`。建议立刻进入韩国特许厅(KIPO)或WIPO数据库,检索该优先权文件在韩国本土审查时的**审查意见通知书(OA)**,以及其韩国同族在审查过程中被韩国审查员检索到的**对比文件(X/Y类文献)**。通常,母国审查员针对此类本土前沿材料申请所检索到的朝/日/美语种的非专利文献(NPL)精准度极高,常能找到致命的突防证据。
作为一名经验丰富的专利代理师,我将为您对本案的目标专利权利要求1进行深入的法律与技术分析。以下是针对目标专利权利要求1(简称“本申请”)结合对比文件D1、D2、D3进行的全面无效可行性分析报告。
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### 一、 目标专利权利要求技术特征分解与技术方案解析
本申请权利要求1的技术方案是一项关于“用于二次电池的袋(Pouch)”的改进。其核心发明点在于通过引入特定材料($\lambda$-五氧化三钛)制成的散热层,利用该材料“**压致放热**”的物理特性,在电池发生过电压、析锂导致体积膨胀产生特定压力时向外释放热量,从而提升局部环境温度,防止在低温下发生严重的析锂现象。
根据说明书和权利要求书,其14个技术特征分解见后文表格。
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### 二、 对比文件公开情况及详细出处分析
为了客观评价各对比文件,在此明确各对比文件的公开号及基础信息:
* **D1**:KR1020180090100A(公开日:2018年08月10日)
* **D2**:JP2018181521A(公开日:2018年11月15日)
* **D3**:KR1020190012059A(公开日:2019年02月08日)
#### 1. D1(KR1020180090100A)的公开情况
D1公开了一种用于在过充电时确保安全性的短路结构及包含其的袋型二次电池。
* **毫无异议公开的特征**:D1段落`[0059]`明确公开了袋型电池的常规外壳膜结构(Pouch Film),其由外向内包括:表面保护层(主要为尼龙树脂,属于第一聚合物)、气体阻挡层(主要为铝箔,属于金属)以及密封剂层(主要为聚丙烯PP或聚乙烯PE,属于第二聚合物)。
* **实质公开/相关对应的特征**:D1公开了一种在电池膨胀(特定压力/体积变动)时起作用的结构。其段落`[0028]-[0029]`提到在短路结构的孔表面形成有用于切断电极接片的“切断层(절단층)”,其材质可以由“金属、陶瓷(세라믹)、高分子树脂”中的任一种或两种以上的材质制成。此处的“陶瓷”材质虽然具有在特定压力下通过机械位移切断接片的功能,但其未公开本申请核心的$\lambda$-五氧化三钛材料,亦没有公开通过特定压力释放热量的机理。
#### 2. D2(JP2018181521A)的公开情况
D2公开了一种积层电池(全固体电池),其在短路电流分散体和发电要素之间设置了放热层和断热层。
* **毫无异议公开的特征**:D2段落`[0009]`、`[0014]`公开了电池中包含“放热层(放熱層)”,并且在`[0010]`、`[0032]`中明确指出放热层的材质可以由金属(铝、铜、银等)或“陶瓷(陶瓷,如氮化铝、硝化硅、铝多晶等)”制成。
* **未公开的特征**:D2虽然明确公开了在电池积层结构中设置“由陶瓷制成的放热层”,但其目的是在短路发生时进行被动的导热/除热(利用高热导率或高比热容,见段落`[0010]`),而不是在受到特定压力时主动“向外释放热量”的相变放热。且其陶瓷材料未提及$\lambda$-五氧化三钛。
#### 3. D3(KR1020190012059A)的公开情况
D3公开了一种通过重叠形成的电池模块均匀供热或排热的电池包。
* **公开情况**:D3段落`[0008]`、`[0049]`等明确指出其单元电池采用的是“圆筒形电池(원통형 배터리 셀)”,其电极组件为卷绕的“果冻卷型(젤리-롤형)”。它公开了通过BMS控制的发热部件(如加热垫、热线,见`[0021]`)在低温度时主动向电池模块供热的系统。
* **比对结论**:D3没有公开软包二次电池的“袋(Pouch)”的多层膜复合结构,其发热机制是外接BMS控制的电加热,与本申请基于材料压致相变的发热机制完全不同。
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### 三、 技术特征比对表格
| 权利要求1的技术特征拆解 | D1 (KR1020180090100A) | D2 (JP2018181521A) | D3 (KR1020190012059A) | 比对评述与结论 |
| A:一种用于二次电池的袋,包括; | 公开 (见[0001],[0020]) | 未公开 (D2为全固体积层电池外壳) | 未公开 (D3明确为圆筒形金属罐[0004],[0008]) | D1完全公开本特征。 |
| B:表面保护层, | 公开 (见[0059]) | 未公开 | 未公开 | D1完全公开。 |
| C:所述表面保护层由第一聚合物制成 | 公开 (见[0059]尼龙树脂) | 未公开 | 未公开 | D1完全公开。 |
| D:形成在所述袋的最外层; | 公开 (见[0059]最外层) | 未公开 | 未公开 | D1完全公开。 |
| E:密封剂层, | 公开 (见[0059]) | 未公开 | 未公开 | D1完全公开。 |
| F:所述密封剂层由第二聚合物制成 | 公开 (见[0059]PP或PE) | 未公开 | 未公开 | D1完全公开。 |
| G:形成在所述袋的最内层; | 公开 (见[0059]最内层) | 未公开 | 未公开 | D1完全公开。 |
| H:气体阻挡层, | 公开 (见[0059]) | 未公开 | 未公开 | D1完全公开。 |
| I:所述气体阻挡层由金属制成 | 公开 (见[0059]铝薄膜) | 未公开 | 未公开 | D1完全公开。 |
| J:且堆叠在所述表面保护层与所述密封剂层之间; | 公开 (见[0059]) | 未公开 | 未公开 | D1完全公开。 |
| K:和散热层, | 实质对应 (见[0028]切断层) | 公开 (见[0009]放热层) | 实质对应 (见[0016]发热/防热部件) | D2明确公开了积层电池中的放热层。 |
| L:所述散热层由$\lambda$-五氧化三钛制成, | 未公开 | 未公开 | 未公开 | 三份对比文件均未公开此核心材料。 |
| M:堆叠在所述表面保护层与所述密封剂层之间, | 未公开 (D1切断层设在接片处) | 未公开 (D2设在发电要素外侧) | 未公开 | D1、D2虽公开了层状结构,但由于未公开该散热层本身,故未公开此特定堆叠位置。 |
| N:并且当所述散热层被施加特定压力时向外释放热量。 | 未公开 (D1为压力下机械切断) | 未公开 (D2为被动高热导率放热) | 未公开 (D3为BMS控制电发热) | 三份对比文件均未公开“压致放热”的物理机理。 |
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### 四、 最接近对比文件的选择与创造性评述
在创造性分析中,**D1(KR1020180090100A)最适合作为最接近的对比文件(D1可作为独立唯一的单重最接近对比文件)**。
**原因分析如下:**
1. **整体解决的技术问题和领域最贴近**:D1和目标专利同属于“袋型(软包)二次电池”的外壳结构设计领域(目标专利`[0003]`,D1`[0001]`)。两案关注的都是**“当电池在异常状态(如过充电、过电压)下发生体积膨胀/ 스웰링(Swelling)/内压增大”**这一相同触发场景(目标专利说明书`[0006]`,D1`[0001]`、`[0005]`)。
2. **技术效果的逻辑终点一致**:目标专利是通过软包膨胀产生压力,触发散热层放热,从而在低温过压时抑制析锂,最终保障电池安全;D1则是通过软包膨胀变形,触发机械结构切断电流,同样是为了保障异常状态下的电池安全(D1`[0017]`、`[0040]`)。
3. **技术特征覆盖度最高**:如上表所示,D1完全毫无异议地公开了目标专利权利要求1中除散热层材料及机理(特征K、L、M、N)之外的全部袋体复合膜的架构(特征A~J)。
**结合D2、D3的创造性评述:**
本申请权利要求1相对于D1的区别特征在于:**设置了特定位于表面保护层和密封剂层之间的散热层,且该散热层由$\lambda$-五氧化三钛制成,具有被施加特定压力时向外释放热量的特性(即特征K、L、M、N)**。
即使引入D2,D2虽然公开了“由陶瓷制成的放热层”,但其陶瓷是为了发挥**高热传导率**来被动除热(D2`[0010]`、`[0011]`);而本申请的$\lambda$-五氧化三钛是利用其遭遇压力时从$\lambda$型转变为$\beta$型的**压致相变主动放热**机制(目标专利说明书`[0013]`、`[0068]`)。这种“压力变动$\rightarrow$主动放热”的技术手段和技术效果,在D1、D2、D3中均未给出任何暗示。因此,直接基于目前D1+D2+D3的组合,**很难成功否定权利要求1的创造性**。
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### 五、 无效请求方最薄弱的技术特征
对于无效请求方(拟对该专利提出无效宣告的人)而言,**最薄弱(即最难攻克、对方最稳固)的技术特征是:特征L与特征N的结合,即“所述散热层由$\lambda$-五氧化三钛制成,并且当所述散热层被施加特定压力时向外释放热量。”**
**原因在于:**
1. **材料的非常规性**:$\lambda$-五氧化三钛($\lambda\text{-Ti}_3\text{O}_5$)在二次电池外壳(袋膜)领域绝对属于非常规的、极具行业特异性的功能材料。常规袋膜只考虑阻水阻气(铝箔)和绝缘耐磨(尼龙/PP)。
2. **机理的独特结合**:利用蓄热后的$\lambda$-五氧化三钛在受到>60MPa的压力时转化为$\beta$-五氧化三钛并释放~230 kJ/L热量(目标专利说明书`[0068]`)的这一物理特性,巧妙地与“电池析锂体积增大产生压力”这一蓄电池领域的特定问题相结合,构成了极强的“预料不到的技术效果”。在现有检索到的对比文件中,完全没有任何关于该相变陶瓷在电池包覆膜中应用的启示。
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### 六、 进一步的检索策略建议
鉴于目前的D1~D3无法对核心特征L和N构成实质性威胁,若要成功无效该权利要求,必须调整检索策略,启动第二阶段针对性强检索:
1. **关键词扩展与物理相变领域跨界检索**:
* **核心关键词组合**:将阻燃/蓄热材料、储能相变材料作为核心。如:`"λ-Ti3O5"` 或 `"lambda-trititanium pentoxide"` 或 `"lambda-五氧化三钛"`。
* **跨界物理化学领域**:不应局限于“电池(Battery/Pouch)”分类号,应扩大至**C01G(钛的化合物)**、**C09K5/06(通过物态相变吸热或放热的材料)**、**F28D20/02(利用相变热的蓄热装置)**。检索是否有文献公开了“$\lambda$-五氧化三钛在受到机械压力时放热”的物理性质应用。
2. **寻找共同发明人/竞争对手的早期基础研究专利(追根溯源法)**:
* 目标专利要求了2019年03月04日的韩国优先权(KR10-2019-0024846)。建议重点检索该韩国申请人(推测为LG新能源或SK On等韩国主流电池大厂)在2017-2019年期间关于“相变陶瓷”、“$\text{Ti}_3\text{O}_5$”或“低温锂析出”的基础材料研究论文或前置专利。
3. **针对“压致放热材料在电池/电子器件中应用”的上位/下位概念检索**:
* 检索是否有对比文件公开了在软包电池层间、或者电池热管理系统(TMS)中使用“压致变相发热材料(Pressure-induced phase transition exothermic material)”来应对电池膨胀或低温启动的方案。如果能找到陶瓷材料在压力下放热用于供暖/电池加热的上位公开,则可以结合D1的袋体结构进行评述。
如权利要求1所述的袋,其中当被施加大于60MPa的压力时所述λ‑五氧化三钛转化成β‑五氧化三钛。
如权利要求1所述的袋,其中设置有多个气体阻挡层。
如权利要求3所述的袋,其中所述散热层堆叠在所述多个气体阻挡层之间。
如权利要求1所述的袋,其中所述散热层堆叠在所述气体阻挡层内侧。
如权利要求1所述的袋,其中设置有多个表面保护层。
如权利要求6所述的袋,其中所述多个表面保护层包括;由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成;且形成在最外层的第一表面保护层;和由尼龙制成;且堆叠在所述第一表面保护层内侧的第二表面保护层。
如权利要求1所述的袋,其中设置有多个密封剂层。
如权利要求8所述的袋,其中所述多个密封剂层包括;由酸改性的聚丙烯制成;且形成在最内层的第一密封剂层;和由流延聚丙烯制成;且堆叠在所述第一密封剂层外侧的第二密封剂层。