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審決分類 |
審判 全部無効 2項進歩性 H01M |
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管理番号 | 1255865 |
審判番号 | 無効2011-800170 |
総通号数 | 150 |
発行国 | 日本国特許庁(JP) |
公報種別 | 特許審決公報 |
発行日 | 2012-06-29 |
種別 | 無効の審決 |
審判請求日 | 2011-09-13 |
確定日 | 2012-04-23 |
事件の表示 | 上記当事者間の特許第4632809号発明「非水電解液二次電池用電極の製造方法及び非水電解液二次電池」の特許無効審判事件について、次のとおり審決する。 |
結論 | 特許第4632809号の請求項に係る発明についての特許を無効とする。 審判費用は、被請求人の負担とする。 |
理由 |
第1 手続の経緯 本件特許第4632809号の請求項1?8に係る発明についての出願は、平成17年2月23日に出願され、平成21年4月9日付けで刊行物提出がされ、平成22年11月26日に特許の設定登録がなされ、平成23年9月13日に請求人であるプライミクス株式会社により本件請求項1?8に係る発明の特許について特許無効審判の請求がなされたものであって、同年9月30日に特許無効審判請求書副本が送達されたが、これに対し、被請求人から応答がされなかったものである。 その後、当審において、平成24年1月11日付けで新たな無効理由を通知したところ、これに対しても、請求人の応答がなかったものである。 第2 本件特許発明 本件特許の請求項1?8に係る発明(以下、それぞれ、「本件特許発明1」?「本件特許発明8」という。)は、本件特許請求の範囲の請求項1?8に記載された次のとおりのものであると認める。 「【請求項1】 活物質を含むスラリーを金属芯体に塗布して合剤層を形成する非水電解液二次電池用電極の製造方法であって、 円筒形の攪拌槽と、該攪拌槽内に設けられ、該攪拌槽の内面近傍を回転して移動する、複数の孔が形成された円筒部を有する回転羽根とを備える攪拌機の攪拌槽内に、前記スラリーを入れ、前記回転羽根の回転により前記スラリーを前記攪拌槽の内面に押しつけて薄膜円筒状に拡げながら攪拌処理する工程と、 前記攪拌処理したスラリーを金属芯体に塗布して合剤層を形成する工程とを備える非水電解液二次電池用電極の製造方法。 【請求項2】 前記繊維状炭素が、繊維状黒鉛であることを特徴とする請求項1に記載の非水電解液二次電池用電極の製造方法。 【請求項3】 前記繊維状黒鉛の繊維径が50?300nmであり、繊維長が5?100μmであることを特徴とする請求項2に記載の非水電解液二次電池用電極の製造方法。 【請求項4】 前記電極が正極であることを特徴とする請求項1?3のいずれか1項に記載の非水電解 液二次電池用電極の製造方法。 【請求項5】 前記正極の活物質が、層状構造を有し、かつ遷移金属として少なくともNi及びMnを含有するリチウム遷移金属複合酸化物であることを特徴とする請求項4に記載の非水電解液二次電池用電極の製造方法。 【請求項6】 前記活物質として、前記リチウム遷移金属複合酸化物と、スピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物とを混合して用いることを特徴とする請求項5に記載の非水電解液二次電池用電極の製造方法。 【請求項7】 請求項1?6のいずれか1項に記載の方法で製造されたことを特徴とする非水電解液二次電池用電極。 【請求項8】 請求項4?6のいずれか1項に記載の方法で製造された正極と、負極と、非水電解液とを備えることを特徴とする非水電解液二次電池。」 第3 請求人の主張 請求人は、本件特許発明1?8についての特許を無効とする、審判費用は被請求人の負担とする、との審決を求め、その理由として概ね次のように主張するとともに、証拠方法として、甲第1号証?甲第6号証を提出している。 本件特許発明1?8は、本件特許出願前に日本国内及び外国において頒布された甲第1号証に記載の発明及び甲第2?6号証に記載の技術的事項に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができないものである。 よって、本件特許発明1?8についての特許は、特許法第123条第1項第2号に該当し、無効とすべきものである。 (証拠方法) 甲第1号証:特開平11-45706号公報 甲第2号証:特開平11-347388号公報 甲第3号証:特開平6-176759号公報 甲第4号証:特開平4-289658号公報 甲第5号証:特開2001-126733号公報 甲第6号証:特開2004-152753号公報 第4 当審における無効理由通知の内容 当審において通知した無効理由の内容は、以下のものである。 なお、以下の刊行物2,3は、それぞれ、刊行物提出書による刊行物3,4と同じものである。 本件特許発明1?8は、その出願前日本国内又は外国において頒布された下記の刊行物1?5に記載された発明に基いて、その出願前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであるから、本件特許発明1?8についての特許は、特許法第29条第2項の規定に違反してされたものであり、同法123条第1項第2項に該当し無効とすべきものである。 記 <引用刊行物> 刊行物1:特開2001-222994号公報 刊行物2:化学装置「用途開発進む「フィルミックス」?超臨界流体プラントへの援用?」2001年2月号 第11?15頁 刊行物3:麻彪「21世紀の攪拌技術?サブミクロン・ナノメータの乳化・分散への挑戦?」初版 工業調査会 2000年11月20日 第152?154頁 刊行物4:特開平6-176759号公報(甲第3号証と同じ) 刊行物5:特開平4-289658号公報(甲第4号証と同じ) <具体的な理由> 1 引用刊行物の記載事項 刊行物1には、「非水電解液二次電池」に関して、以下の事項が記載されている。 (a)「【0004】上述した正極活物質のうち、マンガン酸リチウムは結晶構造にスピネル構造を有するので、コバルト酸リチウムやニッケル酸リチウムと比べて熱的安定性に優れるという特性がある。… 【0005】しかしながら、マンガン酸リチウムは、充放電によりリチウムイオンの挿入・脱離に伴い結晶が膨張・収縮するので、充放電を繰り返すと、膨張・収縮により正極の電子伝導性が低下し、放電容量が低下する、という問題点がある。…」 (b)「【0007】 【発明が解決しようとする課題】…現在のところマンガン酸リチウムを用いた非水電解液二次電池では、充分なサイクル寿命特性が得られていないのが実状である。本発明者らは、この原因ついて詳細に検討をしたところ、正極にマンガン酸リチウムを使用すると、コバルト酸リチウムを使用した場合に比べて、マンガン酸リチウムは充電時に体積が減少するために電極群(捲回群)の加圧力が低下し、その結果、正極活物質間の電子伝導ネットワークが崩れることを知見した。また、正極にマンガン酸リチウムを使用すると、負極側でも、コバルト酸リチウムを使用した場合に比べて、劣化が大きいことも知見した。この原因は、マンガン酸リチウムが充電時に体積が減少するために電極群の加圧力が低下し、負極においても負極活物質間の電子伝導ネットワークが崩れるためと考えられる。 【0008】本発明は上記事案に鑑み、正極にマンガン酸リチウムを用いた非水電解液二次電池のサイクル寿命特性を向上させることを目的とする。 【0009】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の第1態様は、充放電によりリチウムイオンの放出・吸蔵が可能なリチウムマンガン複酸化物を含む正極合剤を正極集電体に塗着した正極と、放充電によりリチウムイオンの吸蔵・放出が可能な非晶質炭素材を含む負極合剤を負極集電体に塗着した負極と、を備える非水電解液二次電池において、前記正極合剤中に繊維状又は針状の形状をした導電材を0.1重量%乃至10重量%含有することを特徴とする。正極合剤中に導電材を含有しないと、非水電解液二次電池のサイクル寿命が短くなり、逆に、正極合剤中の導電材量が10重量%を超えると正極合剤の密着性が低下し電子伝導ネットワークが崩れやすくなるので、本態様では、正極合剤中に繊維状又は針状の形状をした導電材を含有させ、該正極合剤中の導電材量を0.1重量%乃至10重量%とした。…」 (c)「【0012】 【発明の実施の形態】(第1実施形態)以下、図面を参照して本発明が適用可能な円筒形リチウムイオン二次電池の第1の実施の形態について説明する。 【0013】図1に示すように、本実施形態の円筒形リチウムイオン二次電池20は、正極板11及び負極板12を、厚さ25μmのリチウムイオンが通過可能な微多孔性のポリエチレンフィルムからなるセパレータ5を介して渦巻き状に捲回した捲回群10を備えている。 【0014】正極板11は、厚さ20μm、平面サイズ50mm×450mmのアルミニウム箔からなる正極集電体1の両面に、正極合剤が塗着された正極活物質層2が形成されている。この正極活物質層2の作製手順について詳述すれば、リチウムマンガン複酸化物としてのマンガン酸リチウム粉末と、炭素粉末と、導電材としての気相法により作製した炭素繊維又は導電性セラミック繊維と、バインダ(結着剤)であるポリフッ化ビニリデン(PVDF)と、を重量比で80:12:3:5として混合し、そこへ分散溶媒となるN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を適量加えて十分に混練し、分散させて、スラリ状の合剤溶液とする。 【0015】この合剤溶液をロールからロールへの転写(ロール・ツー・ロール転写)によって正極集電体1の両面に塗着して乾燥させる。その後、80°C?120°Cに加熱したロールを有するロールプレス機により、プレス圧(線圧)2×10^(3)N/cm?5×10^(3)N/cmで、密度が2.8g/cm^(3)となるまで圧縮することにより、正極活物質層2が形成される。そして、正極活物質層2が両面に形成された正極集電体1を所定寸法に裁断することにより、短冊状の正極板11を得る。」 2 刊行物1に記載された発明 上記の記載事項(a)、(c)によると、刊行物1には、以下の発明(以下、「引用発明」という。)が記載されていると認められる。 「合剤溶液をアルミニウム箔からなる正極集電体に塗着して正極活物質層を形成するリチウムイオン二次電池用正極板の製造方法であって、 スピネル構造を有するリチウムマンガン複酸化物と、炭素粉末と、導電材としての炭素繊維と、結着剤とを混合し、そこへ分散溶媒を加えて十分に混練し、分散させてスラリ状の合剤溶液とする工程を有し、 この合剤溶液を正極集電体に塗着して乾燥させ、正極活物質層を形成するリチウムイオン二次電池用正極板の製造方法」 3 判断 (1)本件特許発明1に対して (1-1)本件特許発明1と引用発明との対比 本件特許発明1(前者)と引用発明(後者)とを対比すると、後者の「スピネル構造を有するリチウムマンガン複酸化物」、「導電材としての炭素繊維」、「分散溶媒」、及び「スラリ状の合剤溶液」は、それぞれ前者の「活物質」、「繊維状炭素からなる導電剤」、「溶剤」、及び「スラリー」に相当し、後者の「十分に混練し、分散させてスラリ状の合剤溶液とする工程」は、スラリーを調製するとともに、スラリー中の各成分を分散処理する工程であるといえるから、前者の「スラリーを調製する工程」に相当する工程と、前者の「撹拌処理する工程」に対応する工程を含み、後者の「アルミニウム箔からなる正極集電体」、「正極活物質層」、及び「リチウムイオン二次電池用正極板」は、それぞれ前者の「金属芯体」、「合剤層」、及び「非水電解液二次電池用電極」に相当する。 したがって、両者は以下の点で一致し、以下の相違点1を有する。 一致点 活物質を含むスラリーを金属芯体に塗布して合剤層を形成する非水電解液二次電池用電極の製造方法であって、 繊維状炭素からなる導電剤、活物質、結着剤及び溶剤を混合してスラリーを調製する工程と、 前記スラリー中の各成分を分散処理する工程と、 前記分散処理したスラリーを金属芯体に塗布して合剤層を形成する工程とを備える非水電解液二次電池用電極の製造方法 相違点1 前者は、スラリー中の各成分を分散処理する工程が、「円筒形の攪拌槽と、該攪拌槽内に設けられ、該攪拌槽の内面近傍を回転して移動する、複数の孔が形成された円筒部を有する回転羽根とを備える攪拌機の攪拌槽内に、前記スラリーを入れ、前記回転羽根の回転により前記スラリーを前記攪拌槽の内面に押しつけて薄膜円筒状に拡げながら攪拌処理する工程」であるのに対して、後者は、「十分に混練し、分散させてスラリ状の合剤溶液とする工程」である点 (1-2)相違点1についての判断 引用発明におけるスラリーは、導電剤として繊維状炭素を含み、当該繊維状炭素は、記載事項(b)によると、合剤中の電子伝導ネットワークを保つ作用を奏するものである。 そして、電子伝導ネットワークは、繊維状炭素が切れたり、絡まって不均一に分散した合剤では良好に機能しないことが明らかであるから、引用発明における「十分に混練し、分散させてスラリ状の合剤溶液とする工程」として、繊維状炭素が切れたり、絡まって不均一に分散したりしないような分散処理工程が要請されることは、当業者が容易に理解できる事項である。 これに対して、刊行物2には、「撹拌技術における,サブミクロン・ナノメータレベルの乳化や分散・粒子などへのユーザーニーズ」(第11頁第8?9行)であって、「電池原料のペーストをより微細化できればさらに高性能な電池が作れる」(第11頁第20?21行)という電池業界の課題に対して、「フィルミックス」(登録商標)なる攪拌機が記載され、当該攪拌機により「強せん断型の分散機では切れたり折れたりするタンパク質やウイスカを,そのまま傷つけずにサブミクロンに分散する手法が確立された。」(第13頁左欄第22?24行)と記載されている。 また、刊行物3にも、「FILMICSには…高速に走る処理物の液膜が容器の内壁との間で起こすズリ応力が物質の界面を変え,絡み合っているものをほぐして行くのである。したがって,絡み合っている物を壊さないでほぐすのに役立つときがある。」(第152?154頁 12.7)と記載されている(「FILMICS」は登録商標である。)。 そして、刊行物2のフィルミックス(登録商標)の機構及び機能についての記載(第11頁下から第5行?第12頁左欄第8行)、図1、及び刊行物3の上記の記載によると、この攪拌機は、「円筒形の攪拌槽と、該攪拌槽内に設けられ、該攪拌槽の内面近傍を回転して移動する、複数の孔が形成された円筒部を有する回転羽根」を備え、「攪拌槽内に、対象液を入れ、前記回転羽根の回転により前記対象液を前記攪拌槽の内面に押しつけて薄膜円筒状に拡げながら攪拌処理する」ものと認められる。 そうすると、引用発明における「十分に混練し、分散させてスラリ状の合剤とする工程」として、電池原料に対する使用が示唆され、かつ、繊維状物を切らずにほぐした状態で分散処理をすることができる刊行物2,3に記載の公知の攪拌機を使用した撹拌処理工程を含ませることは、当業者が容易に想到し得ることである。 (2)本件特許発明2,3に対して 電池用電極の導電剤である炭素繊維として、繊維状黒鉛であって、繊維径が50?300nm、繊維長が5?100μmの範囲にあるものは、刊行物4の【0010】や、刊行物5の【0013】に記載の公知のものであり、引用発明において、炭素繊維として上記の繊維状黒鉛を採用しても、格別の効果を奏するものとは認められない。 したがって、本件特許発明2,3は、引用発明及び刊行物2?5に記載の公知の事項に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである。 (3)本件特許発明4に対して 本件特許発明4の「電極」は、引用発明の「正極板」に相当するから、本件特許発明1?3についての理由と同様の理由により、本件特許発明4は、引用発明及び刊行物2?5に記載の公知の事項に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである。 (4)本件特許発明5,6に対して (4-1)本件特許発明5,6と引用発明との対比 本件特許発明5,6(前者)と引用発明(後者)とを対比すると、両者は、上記の相違点1に加えて、正極の活物質に関して、後者が、スピネル構造を有するリチウムマンガン複酸化物であるのに対して、それぞれ以下の点2,3で相違する。 相違点2 本件特許発明5は、正極の活物質が、層状構造を有し、かつ遷移金属として少なくともNi及びMnを含有するリチウム遷移金属複合酸化物である点 相違点3 本件特許発明6は、正極の活物質として、上記のリチウム遷移金属複合酸化物と、スピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物とを混合して用いる点 (4-2)相違点2,3についての判断 刊行物4の請求項1、【0008】や、刊行物5の【0010】、【0022】?【0037】、【0045】の記載によると、正極活物質が層状構造のリチウム遷移金属複合酸化物であるLiNiO_(2)であっても、スピネル構造を有するLiMn_(2)O_(4)であっても、導電剤として繊維状炭素を正極合剤に加えると、充放電に伴う正極活物質の膨張又は収縮による集電不良が解消する作用効果を奏することは、公知の事項であるから、引用発明における正極活物質について、導電剤としての繊維状炭素が同様の作用効果を奏する上記の層状構造のリチウム遷移金属複合酸化物や、当該リチウム遷移金属複合酸化物とスピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物との混合物に置き換えることは、当業者が容易になし得ることである。 したがって、本件特許発明5,6も、引用発明及び刊行物2?5に記載の公知の事項に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである。 (5)本件特許発明7,8に対して 刊行物1には、引用発明に係る方法で製造された非水二次電池用電極、及び引用発明に係る方法で製造された正極と、負極と、非水電解液とを備える非水電解液二次電池も記載されているといえる。 したがって、本件特許発明7,8も、引用発明及び刊行物2?5に記載の公知の事項に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである。 第5 むすび 上記の無効理由は妥当なものと認められる。 したがって、本件特許発明1?8についての特許は、特許法第29条第2項の規定に違反してされたものであり、同法123条第1項第2項に該当し無効とすべきものである。 審判に関する費用については、特許法第169条第2項の規定において準用する民事訴訟法第61条の規定により、被請求人が負担すべきものとする。 よって、結論のとおり審決する。 |
審理終結日 | 2012-02-29 |
結審通知日 | 2012-03-02 |
審決日 | 2012-03-14 |
出願番号 | 特願2005-46878(P2005-46878) |
審決分類 |
P
1
113・
121-
Z
(H01M)
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最終処分 | 成立 |
前審関与審査官 | 結城 佐織 |
特許庁審判長 |
吉水 純子 |
特許庁審判官 |
山田 靖 野田 定文 |
登録日 | 2010-11-26 |
登録番号 | 特許第4632809号(P4632809) |
発明の名称 | 非水電解液二次電池用電極の製造方法及び非水電解液二次電池 |
代理人 | 山崎 徹也 |
代理人 | 宮▲崎▼ 主税 |
代理人 | 目次 誠 |
代理人 | 中山 和俊 |
代理人 | 水谷 馨也 |
代理人 | 北村 修一郎 |