【案例简介】

中国科学技术大学先进技术研究院（以下简称中国科大先研院）于2024年5月23日向安徽省知识产权保护中心（以下简称安徽保护中心）提交了两件发明专利预审案件“硬碳材料及其制备方法、电池”和“负极材料及其制备方法、电池”。预审员殷超群、李肖受理后，围绕申请所涉及的硬碳材料和负极材料的研发设计进行了深入研究，并经过对比现有技术，准确地识别出硬碳材料技术方案采用气体活化步骤形成的开孔结构，且选用呋喃聚酰胺或呋喃聚酯作为填孔剂；负极材料技术方案采用将生物质原料、树脂和第一溶剂进行反应处理等技术要点是有别于常规钠离子电池负极材料的重要创新。在此基础上，预审员指导修改申请文本及合理划定权利要求保护范围，对说明书和附图中可能影响案件审查的问题，提出了具体优化建议，辅助申请人在答复期间内高效完成申请文本的完善，并于2024年5月31日均发出预审合格通知书。同日，中国科大先研院向国家知识产权局提交正式申请，两件申请进入快速审查通道后，均于2024年8月16日获得授权（ZL 2024 1 0698661.X、ZL 2024 1 0700258.6），授权周期仅77天。

该系列专利涉及电池材料技术领域，尤其涉及一种硬碳材料和一种负极材料。该硬碳材料技术通过气体活化作为造孔策略，并结合填孔剂进行高温煅烧实现了对硬炭材料表面缺陷的调控优化，同时形成闭孔结构，从而能够提高硬碳材料的可逆比容量和首次库伦效率。该负极材料技术将生物质原料、树脂和第一溶剂进行反应，使得树脂和生物质原料之间的界面发生化学耦合交联，这种交联是通过氢键、静电作用和共价键等多种作用实现的，以使树脂对生物质进行改性和包裹，并且通过高温热处理，使得材料从不规则形貌生长为规则的球形形貌，具有分层孔结构，有利于均匀离子通量和电荷转移。该系列专利制备的负极材料表现出较好的循环稳定性能、较高的容量和较佳的倍率性能。

【典型意义】

中国科大先研院研发的“硬碳材料及其制备方法、电池”和“负极材料及其制备方法、电池”系列专利技术，利用可再生生物质资源为原料制备钠离子电池负极硬碳材料，采用独特的生产工艺制备得到的电池产品具有高容量、高首效、高稳定性、产品一致性好的优势，可逆比容量达到350 mAh/g，首次库伦效率达92%，各项性能指标均超过国外同类产品；同时，本项目选取国内大规模种植的竹木为前驱体，原材料供应稳定，并且大幅降低生产成本，可实现快速建立硬碳材料产能。经中国科大先研院技术经理人团队辅导，开展成果转化工作，并于2025年完成“合肥国科碳芯科技有限公司”注册以及各股东实缴出资。公司聚焦“生物基材料技术研发销售”及“石墨及碳素制品制造销售”，预计2026年石墨及碳素制品实现年产值3000万元，为钠离子电池厂商提供稳定批量的高性能负极材料，助力钠电池行业降本，推动钠离子电池行业的快速发展。

【研发团队简介】

中国科学技术大学先进技术研究院是由安徽省、中国科学院、合肥市和中国科学技术大学按照“省院合作、市校共建”的原则建设的区域产业技术创新研究院，毗邻中国科大高新园区。2016年4月26日，中共中央总书记、国家主席习近平考察先研院，并就创新发展发表重要讲话。近年来，先研院牢记总书记嘱托，坚持把创新作为第一动力，建设与区域产业发展、产业人才培养接轨的新型研发机构，积极谋划自主创新举措，推动科技成果转移转化，累计建成应用工程技术中心45家，联合实验室79家，累计申请知识产权870余项、授权450项，2018-2024年连续七年入围安徽省发明专利百强榜；汇聚各类创新人才928人，其中杰青等高层次人才189人，引进创新团队82支，其中院士团队5支。截至目前，中国科大先研院向安徽保护中心提交13件发明专利预审申请，均预审合格，8件已成功获得授权。

中国科学技术大学先进技术研究院生物质硬碳团队依托安徽省生物质化学重点实验室与呋喃基生物新材料应用工程技术中心，围绕国家绿色发展战略，充分发挥中国科学技术大学在有机化学、计算化学、高分子化学、化学工程等多学科交叉优势，开展生物质资源绿色高效利用工作，在有机合成方法学和生物基新材料等前沿领域处于国际领先水平。目前研发团队围绕生物质催化转化制取能源分子、生物基化学品和新材料开展基础和应用研究，在生物质高效解聚、功能化学品合成、生物基新材料创制等方面取得了一系列重要科研成果，呋喃基单体及聚酯新材料、生物基芳纶电池隔膜材料和连续流微通道新型反应装备技术已实现产业化成果转化。团队长期致力于生物质高附加值转化研究，汇聚各类创新人才，拥有国家杰青、长江学者、万人计划等副高级职称以上人才12人，培养专业型硕博研究生30余人。

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