BRPI0608851A2

BRPI0608851A2 - bateria

Info

Publication number: BRPI0608851A2
Application number: BRPI0608851-1A
Authority: BR
Inventors: James R Costanzo
Original assignee: Gillette Co
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2010-02-02
Also published as: EP1856752A2; US20060204844A1; WO2006099257A3; JP2008532256A; CN101138113A; WO2006099257A2

Abstract

BATERIA. A presente invenção refere-se a baterias (10) e métodos de fabricação destas baterias (10). Em algumas modalidades, um método de fabricação de uma bateria alcalina (10) inclui colocar um cátodo (12) em uma carcaça, e colocar uma solução eletrolítica na carcaça, (18), sendo que a solução eletrolítica tem menos que cerca de 33 por cento, em peso, de um hidróxido, água.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "BATERIA".REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS DE PATENTE CORRELACIONADOS

Este pedido de patente reivindica a prioridade ao pedido depatente provisório de número de série U.S. 60/660.981, depositado em 11 demarço de 2005, e que está aqui incorporado, a título de referência, em suatotalidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a baterias.

As baterias, ou células eletroquímicas, por exemplo bateriasalcalinas primárias, são comumente usadas como fontes de energia elétrica.Uma bateria contém um eletrodo negativo, tipicamente chamado ânodo, e umeletrodo positivo, tipicamente denominado cátodo. O ânodo contém ummaterial ativo que pode ser oxidado, enquanto o cátodo contém ou consomeum material ativo que pode ser reduzido. O material ativo do ânodo é capaz dereduzir o material ativo do cátodo. Para evitar a reação direta do material deânodo e do material de cátodo, o ânodo e o cátodo são eletricamente isoladosum do outro por um separador.

Quando uma bateria é usada como fonte de energia elétrica emum dispositivo, por exemplo um telefone celular, é feito contato elétrico com oânodo e com o cátodo, de forma que elétrons fluam através do dispositivo, eque ocorram reações de oxidação e redução para fornecer energia elétrica.Um eletrólito em contato com o ânodo e o cátodo contém íons que fluematravés do separador entre os eletrodos, para manter o equilíbrio de cargaspor toda a bateria, durante a descarga.

SUMÁRIO

Em um aspecto, a invenção apresenta uma bateria que tem ummétodo de fazer uma bateria alcalina. O método inclui colocar um cátodo emuma carcaça, e colocar uma solução eletrolítica na carcaça, sendo que asolução eletrolítica tem menos que cerca de 33 por cento, em peso, de umhidróxido, e água.Sem se ater à teoria, acredita-se que a solução eletrolítica, quetem uma concentração alcalina relativamente baixa, seja capaz de melhorar odesempenho da bateria. Por exemplo, com sua concentração de águarelativamente mais alta, a solução eletrolítica pode proporcionar transporteaprimorado de massa ou de íons. Um bom transporte de íons pode reduzir apassivação prematura do ânodo e prolongar a vida útil da bateria.Adicionalmente, sob algumas condições de descarga, o desempenho dabateria é melhorado. As condições de descarga podem incluir descargasintermitentes com taxa moderada, como aquelas utilizadas por dispositivos deáudio (por exemplo, reprodutores de CD) e brinquedos. Exemplos dedescargas intermitentes com taxa moderada incluem uma descarga decorrente constante de 0,25 A por 1 hora/dia até um valor de corte de 0,9 V, ouuma descarga de resistência constante em 3,9 ohms até o valor de corte de0,8 V. As condições de descarga com taxa alta similares àquelas de umcâmera digital também podem ser acentuadas.

As modalidades podem incluir um ou mais dos recursosapresentados a seguir. O ânodo e/ou o pré-carregamento usados paraumedecer a solução eletrolítica do separador têm de cerca de 25 por cento empeso a cerca de 33 por cento, em peso, de hidróxido. A solução eletrolíticatem de cerca de 30 por cento, em peso, a cerca de 32 por cento, em peso, dehidróxido. A solução eletrolítica inclui, ainda, um material contendo zinco ouum material contendo índio. A solução eletrolítica é colocada em contato comum separador na carcaça. A solução eletrolítica é uma parte de um ânodo. Ohidróxido é hidróxido de potássio, o cátodo inclui oxido de manganês, e ométodo inclui, ainda, a colocação de um ânodo compreendendo zinco nacarcaça. A bateria é uma bateria primária.

Em outro aspecto, a invenção apresenta uma bateria alcalinaque inclui um cátodo, um ânodo tendo uma solução eletrolítica, e umseparador posicionado entre o cátodo e o ânodo, sendo que, antes dadescarga inicial da bateria, a solução eletrolítica tem menos que cerca de 33por cento, em peso, de um hidróxido, e água.As modalidades podem incluir um ou mais dos recursosapresentados a seguir. A solução eletrolítica tem de cerca de 25 por cento, empeso, a cerca de 33 por cento, em peso, de hidróxido. A solução eletrolíticatem de cerca de 30 por cento, em peso, a cerca de 32 por cento, em peso, dehidróxido. A solução eletrolítica inclui, ainda, um material contendo zinco ouum material contendo índio. O cátodo inclui dióxido de manganês. O ânodoinclui zinco. A bateria é uma bateria primária.

Outros aspectos, características e vantagens ficarão evidentes apartir dos desenhos, da descrição e das reivindicações.

DESCRIÇÃO DO DESENHO

A figura é uma vista em corte lateral de uma bateria.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Com referência à Figura, a bateria 10 inclui um cátodo 12, umânodo 14, um separador 16 e uma carcaça cilíndrica 18. A bateria 10 inclui,também, um coletor de corrente 20, um lacre 22, e uma tampa metálicasuperior negativa 24, a qual serve como o terminal negativo da bateria. Ocátodo 12 está em contato com a carcaça 18, e o terminal positivo da bateria10 está na extremidade oposta da mesma, em relação ao terminal negativo.Uma solução eletrolítica é dispersa na bateria 10. Conforme mostrado, abateria 10 é uma bateria cilíndrica (por exemplo, bateria AA, AAA, AAAA, C ouD), porém, em outras modalidades, a bateria pode ser formada em outrasconfigurações, como uma bateria prismática ou uma célula de tipo botão.

O cátodo 12 inclui um oxido de manganês (como dióxido demanganês), um auxiliar condutor para melhorar a condutividade elétrica, umasolução eletrolítica e, opcionalmente, um aglutinante.

O dióxido de manganês pode ser Mn02 eletroliticamentesintetizado (DME), ou Mn02 quimicamente sintetizado (DMQ), ou uma misturade DME e DMQ. Os distribuidores de dióxidos de manganês incluem a KerrMcGee, Co. (Trona D), Erachem, Co., Tosoh, Delta Manganese, MitsuiChemicals e JMC. Em algumas modalidades, o dióxido de manganês é DMEque tem um coeficiente de alta potência, conforme descrito na patente U.S. n°6.509.117, depositada em 1o de maio de 2000, aqui incorporada em suatotalidade, a título de referência. O cátodo 12 pode incluir de cerca de 80% acerca de 90%, por exemplo, de cerca de 84% a cerca de 90%, de cerca de86% a cerca de 90%, ou cerca de 88.3%, de dióxido de manganês, em peso.Por exemplo, o cátodo 12 pode incluir mais que, ou igual a, cerca de 80, cercade 82, cerca de 84, cerca de 86, ou cerca de 88 por cento, em peso, de dióxidode manganês e/ou menos que, ou igual a, cerca de 90, cerca de 89, cerca de87, cerca de 85, cerca de 83, ou cerca de 81 por cento, em peso, de dióxido demanganês.

Além disso, conforme indicado acima, o cátodo 12 inclui um oumais aditivos eletricamente condutivos capazes de otimizar a condutividadeelétrica total do cátodo. Exemplos de aditivos condutores incluem grafite naturalou não-sintética, grafite natural ou não-sintética resistente à oxidação, grafitesintética, grafite sintética resistente à oxidação, negros-de-fumo altamentegrafitizados, pó de ouro, óxidos de cobalto como, por exemplo, óxi-hidróxido decobalto, e/ou nanofibras de carbono. Em certas modalidades, as partículas degrafite são partículas de grafite não-sintéticas e não-expandidas disponíveis,por exemplo, junto à Brazilian Nacional de Grafite, Itapecirica, MG, Brasil (porexemplo, Grafmax FP40). Em outras modalidades, as partículas de grafite sãopartículas de grafite sintética e não-expandida disponível, por exemplo, junto àTimcal, Ltd., Bodio, Suíça (por exemplo, Timrex® KS10, KS15, KS25). Aspartículas de grafite podem ser de grafite expandido (por exemplo, TimcalBNB90). As partículas de grafite podem ser partículas de grafite não-expandida,sintética ou natural, resistente à oxidação. Uma grafite resistente à oxidaçãopode ser preparada mediante o tratamento de uma grafite natural ou sintéticade alta pureza e não-expandida sob uma atmosfera inerte, a alta temperatura,por exemplo acima de cerca de 2.500°C ou acima de cerca de 3.000°C.Acredita-se que, mediante o tratamento de uma grafite sintética ou natural dealta pureza a uma alta temperatura de grafitização durante um período detempo prolongado, possa ser produzida uma grafite com um grau mais alto decristalinidade, um maior tamanho médio do cristalito, menos defeitos desuperfície, uma menor área de superfície específica e uma maior purezaquímica (por exemplo, menor teor de cinzas) que a grafite inicial. Em algumasmodalidades, o teor máximo de cinzas é menor que cerca de 0,1%, em peso,por exemplo, menor que cerca de 0,05%, em peso. Grafites sintéticas ounaturais resistentes à oxidação estão disponíveis, por exemplo, junto à Timcal,Ltd., Bodio, Suíça (por exemplo, Timrex® SFG10, SFG15, SFG44, SLP30) oujunto à Superior Graphite Co., Chicago, Illinois, EUA (por exemplo, 2939APH-M).

Podem-se usar misturas de aditivos condutores. Por exemplo,pode-se usar uma mistura de partículas de grafite (por exemplo, incluindo cercade 10 a cerca de 100 por cento, em peso, de grafite resistente à oxidação) enanofibras de carbono. Nanofibras de carbono são descritas, por exemplo, emU.S.S.N. 09/658.042 depositado em 7 de setembro de 2000, e em U.S.S.N.09/829.709 depositado em 10 de abril de 2001, ambos cedidos à mesmarequerente. Como outro exemplo, pode-se usar uma mistura de 40%, em peso,de grafite não-expandido (Brazilian Nacional de Grafite, Grafmax FP40) e 60%,em peso, de grafite expandido (Timcal BNB90). O cátodo 12 pode incluir decerca de 3 a cerca de 8 por cento, em peso, por exemplo, cerca de 4,8 porcento, em peso, de um ou mais aditivos condutores. Por exemplo, o cátodo 12pode incluir mais que, ou igual a, cerca de 3, cerca de 4, cerca de 5, cerca de 6,ou cerca de 7 por cento, em peso, do aditivo condutor; e/ou menos que, ouigual a, cerca de 8, cerca de 7, cerca de 6, cerca de 5, ou cerca de 4 por cento,em peso, do aditivo condutor.

Uma solução eletrolítica é dispersa no cátodo 12, por exemplo, acerca de 5 a 7 (por exemplo, 6,9) por cento em peso. As porcentagens em pesoaqui fornecidas são determinadas após a solução de eletrólito ter se dispersadono cátodo 12. A solução de eletrólito pode ser qualquer das soluções deeletrólito comumente utilizadas em baterias alcalinas. A solução eletrolíticapode ser uma solução alcalina, como uma solução aquosa (água desionizada)de hidróxido de metal alcalino, por exemplo, LiOH, NaOH, KOH, ou misturas desoluções de hidróxido de metal alcalino (por exemplo, KOH e NaOH, KOH eLiOH). A solução aquosa de hidróxido de metal alcalino pode incluir de cerca de31 a cerca de 40 por cento, em peso, de hidróxido de metal alcalino. A soluçãoaquosa de hidróxido de metal alcalino no cátodo 12 pode ser maior que ou iguala cerca de 31, cerca de 32, cerca de 33, cerca de 34, cerca de 35, cerca de 36,cerca de 37, cerca de 38, ou cerca de 39 por cento, em peso, e/ou menor queou igual a cerca de 40, cerca de 39, cerca de 38, cerca de 37, cerca de 36,cerca de 35, cerca de 34, cerca de 33, ou cerca de 32 por cento, em peso, dehidróxido de metal alcalino.

Um aglutinante opcional pode ser adicionado para melhorar aintegridade estrutural do cátodo 12, com uma redução proporcional daquantidade de dióxido de manganês. Exemplos de aglutinantes incluem pósde polietileno, poliacrilamidas, cimento Portland e diversas resinas defluorocarboneto, como fluoreto de polivinilideno (PVDF) epolitetrafluoroetileno (PTFE). Um exemplo de um aglutinante de polietilenoestá disponível sob o nome comercial Coathylene HA-1681 (junto à Hoescht).O cátodo 12 pode incluir, por exemplo, de cerca de 0,1% a cerca de 2%, empeso, de aglutinante. O cátodo 12 pode, também, incluir outros aditivosopcionais. Exemplos destes aditivos são apresentados, por exemplo, naPatente U.S. n° 5.342.712, que está aqui incorporada, por referência. Ocátodo 12 pode incluir, por exemplo, de cerca de 0,2 por cento, em peso, acerca de 2 por cento de TÍO2, em peso.

O ânodo 14 inclui um material ativo (como zinco), um eletrólitoem gel e, opcionalmente, um ou mais aditivos.

O ânodo 14 pode incluir qualquer dos materiais de zinco usadosnos ânodos de baterias alcalinas. Por exemplo, o ânodo 14 pode ser um gelque inclui partículas de zinco metálico e/ou partículas de liga de zinco, umagente geleificante e pequenas quantidades de aditivos, como um inibidor deemissão de gases. Além disso, uma porção da solução de eletrólito é dispersapor todo o ânodo.

As partículas de zinco podem ser qualquer uma das partículasde zinco usadas em ânodos de zinco geleificado. Exemplos de partículas dezinco incluem aqueles descritos nas patentes U.S. N° 6.284.410, 6.472.103,6.521.378, bem como em U.S.S.N. 10/29.575 e U.S.S.N. 10/113.075, cedidasà mesma requerente, estando todas aqui incorporadas, a título de referência.As partículas à base de zinco podem incluir, ainda, sólidos finos de zinco, porexemplo misturados a partículas de zinco tendo um maior tamanho médio departícula. Os sólidos finos de zinco podem incluir partículas à base de zincosuficientemente pequenas para passar através de uma peneira de 200 mesh(ou uma peneira com aberturas quadradas de 0,075 mm). Os sólidos finos dezinco podem incluir, ainda, partículas à base de zinco suficientementepequenas para passar através de uma peneira com tamanho de 325 mesh (ouuma peneira com aberturas quadradas de 0,045 mm). O ânodo pode incluir aomenos 10%, ao menos 15%, ao menos 30%, ou ao menos 80%, em peso, dototal de partículas à base de zinco sob a forma de sólidos finos de zinco.

Mesmo quantidades muito pequenas de sólidos finos de zinco, por exemploao menos cerca de 5%, ou ao menos cerca de 1%, em peso do total departículas à base de zinco, pode ter um efeito benéfico sobre o desempenhodo ânodo. O total de partículas à base de zinco no ânodo pode consistirsomente em sólidos finos de zinco, ser isento de sólidos finos de zinco, ou seruma mistura de sólidos finos de zinco (por exemplo, de cerca de 35% a cercade 75%, em peso) e partículas de zinco de tamanho maior. Uma mistura departículas à base de zinco pode proporcionar bom desempenho geral emrelação à capacidade de taxa do ânodo para um amplo espectro de requisitosde taxa de drenagem, além de proporcionar boas características dearmazenamento. O ânodo 14 pode incluir, em peso, entre cerca de 50% ecerca de 80% de partículas de zinco. Por exemplo, o ânodo 14 pode incluirmais que, ou igual a, cerca de 50, cerca de 52, cerca de 54, cerca de 56, cercade 58, cerca de 60, cerca de 62, cerca de 64, cerca de 66, cerca de 68, cercade 70, cerca de 72, cerca de 74, cerca de 76, ou cerca de 78 por cento empeso das partículas de zinco; e/ou menos que, ou igual a, cerca de 80, cercade 78, cerca de 76, cerca de 74, cerca de 72, cerca de 70, cerca de 68, cercade 66, cerca de 64, cerca de 62, cerca de 60, cerca de 58, cerca de 56, cercade 54, ou cerca de 52 por cento, em peso, das partículas de zinco.

A solução eletrolítica no ânodo 14 se encontra sob a forma de gel.

A solução eletrolítica no ânodo 14 pode ser qualquer solução de eletrólitocomumente usada em baterias alcalinas. A solução eletrolítica pode ser umasolução alcalina, como uma solução aquosa (água desionizada) de hidróxido demetal alcalino, por exemplo, LiOH, NaOH, KOH, ou misturas de soluções dehidróxido de metal alcalino (por exemplo, KOH e NaOH, KOH e LiOH). A soluçãoaquosa de hidróxido de metal alcalino pode incluir cerca de 25 a cerca de 33 porcento, em peso, de hidróxido de metal alcalino, como cerca de 31,15 por centoem peso. A solução aquosa de hidróxido de metal alcalino pode incluir mais que,ou igual a, cerca de 25, cerca de 25,5, cerca de 26, cerca de 26,5, cerca de 27,cerca de 27,5, cerca de 28, cerca de 28,5, cerca de 29, cerca de 29,5, cerca de30, cerca de 30,5, cerca de 31, cerca de 31,5, cerca de 32, ou cerca de 32,5 porcento, em peso, de hidróxido de metal alcalino; e/ou menos que, ou igual a,cerca de 33, cerca de 32,5, cerca de 32, cerca de 31,5, cerca de 31, cerca de30,5, cerca de 30, cerca de 29,5, cerca de 29, cerca de 28,5, cerca de 28, cercade 27,5, cerca de 27, cerca de 26,5, cerca de 26, ou cerca de 25,5 por cento, empeso, de hidróxido de metal alcalino.

Exemplos de agentes gelificantes incluem ácidos poliacrílicos,materiais de amido enxertado, sais de ácidos poliacrílicos, poliacrilatos,carbóxi metil celulose ou combinações desses itens. Exemplos de ácidospoliacrílicos são Carbopol 940 e 934 (disponíveis junto à Noveon) e Polygel4P (disponível junto à 3 V), e um exemplo de material de amido enxertado é oWaterlock A221 (disponível junto à Grain Processing Corporation, Muscatine,IA). Um exemplo de um sal de ácido poliacrílico é o Alcosorb G1 (disponíveljunto à Ciba Specialties). O ânodo pode conter, por exemplo, de 0,1% a cercade 2%, em peso, de agente geleificante.

Os inibidores de emissão de gases podem ser materiaisinorgânicos, como bismuto, estanho, chumbo e índio incluídos em ligas comzinco, ou compostos solúveis como acetato de índio, hidróxido de índio,cloreto de índio, sulfato de índio, oxido de bismuto e hidróxido de bário,incluídos no ânodo. Em algumas modalidades, a solução de eletrólito pode,também, incluir até cerca de 6%, em peso, de oxido de zinco, por exemplo,cerca de 2%, em peso, de oxido de zinco. Os inibidores de emissão de gasespodem ser compostos orgânicos, como ésteres de fosfato, tensoativosiônicos ou tensoativos não-iônicos. Exemplos de tensoativos iônicos sãoapresentados, por exemplo, na patente U.S. N° 4.777.100, que está aquiincorporada, por referência.

Um exemplo de ânodo 14 pode ser o formado por um eletrólitogeleificado, e pela combinação do eletrólito geleificado com partículas dezinco. O eletrólito geleificado pode ser preparado pela combinação, com basena massa de gel, de 1,6% de um agente de geleificação de ácido poliacrílico(Carbopol 940) e 0,25% de um agente de geleificação de poliacrilonitrila comamido enxertado (Waterlock A221) com uma solução eletrolítica em ummisturador. A solução eletrolítica pode incluir 31,15% de KOH, 2,0% de ZnO e66,85% de água desionizada. O eletrólito geleificado deve permanecerdescansando por pelo menos 12 horas. Com base na massa de zinco doânodo final, 50 ppm de um tensoativo de éster de fosfato (RM510 disponíveljunto à Rhodia) e 150 ppm de In como solução de \nCh a 13% podem sermisturados no eletrólito geleificado. Pode-se aplicar vácuo ao recipiente demisturação para remover o gás aprisionado do eletrólito geleificado.Subseqüentemente, o vácuo pode ser removido, e pó de zinco melhoradocriado por atomização centrífuga pode ser adicionado ao eletrólito geleificadopara criar uma pasta aquosa de 72% de Zn e 28% de eletrólito geleificado.Pode-se aplicar vácuo e o zinco e o eletrólito gel podem ser misturados atéque seja formada uma suspensão uniforme.

O separador 16 pode ter qualquer dos desenhos de separadorespara bateria alcalina. Em algumas modalidades, o separador 16 pode serformado por duas camadas de material não-tecido e não-membranoso,estando uma camada disposta junto a uma superfície da outra. Para minimizaro volume do separador 16 e, ao mesmo tempo, obter uma bateria eficiente,cada camada de material não-tecido e não-membranoso pode ter um pesobásico de cerca de 54 gramas por metro quadrado, uma espessura a seco decerca de 0,14 mm (5,4 mil) e uma espessura a úmido de cerca de 0,25 mm (10mil). Nessas modalidades, o separador pode não incluir uma camada dematerial de membrana ou uma camada de adesivo entre as camadasnão-tecidas e não-membranosas. As camadas podem ser substancialmentedesprovidas de cargas, como partículas inorgânicas. Em algumas modalidades,o separador pode incluir partículas inorgânicas.

Em outras modalidades, o separador 16 pode incluir umacamada externa de celofane combinada com uma camada de materialnão-tecido. O separador pode, também, incluir uma camada adicional dematerial não-tecido. A camada de celofane pode estar adjacente ao cátodo12. O material não-tecido pode conter de cerca de 78% a cerca de 82%, empeso, de álcool polivinílico (PVA) e de cerca de 18% a cerca de 22%, empeso, de raiom, e uma quantidade-traço de tensoativo. Os materiaisnão-tecidos estão disponíveis junto à PDM sob o nomes comerciais dePA25A e PA25AC. Um exemplo de um separador que inclui uma camada decelofane e um material não-tecido é o Duralam DT225 (Duracell Inc.,Aarschot, Bélgica). Outro exemplo de um separador inclui uma camadainterna de PA25A, e uma camada externa de DT225AC.

A carcaça 18 pode ser qualquer carcaça convencionalcomumente usada em baterias alcalinas. A carcaça pode tipicamente incluiruma parede metálica interna e um material externo eletricamentenão-condutivo, como um rótulo de plástico termoencolhível. Opcionalmente,uma camada de material condutor pode ser colocada entre a parede internae o cátodo 12. Esta camada pode ser disposta ao longo da superfície internada parede, ao longo da circunferência do cátodo 12, ou ambos. Esta camadacondutiva pode ser formada, por exemplo, de um material carbonáceo. Taismateriais incluem LB1000 (Timcal), Eccocoat 257 (W.R. Grace & Co.),Electrodag 109 (Acheson Colloids Co.), Electrodag 112 (Acheson) e EB0005(Acheson). Os métodos para aplicação da camada condutiva sãoapresentados, por exemplo, na Patente Canadense 1.263.697, que está aquiincorporada, por referência.

O coletor de corrente 20 é feito de um metal adequado, comolatão. O lacre 22 pode ser feito, por exemplo, de náilon.

A bateria 10 pode ser montada usando-se técnicas padrão. Emalgumas modalidades, um ou mais péletes anulares do cátodo são produzidos(por exemplo, por compactação) e colocados na carcaça. Os péletes podemser recompactados na carcaça para proporcionar um bom contato elétricocom a carcaça. Um separador é então colocado dentro da carcaça. Oseparador pode ser formado localmente na carcaça ou fora da carcaça. Umaquantidade da solução eletrolítica usada para o ânodo, às vezes chamada de"pré-carregamento", é então adicionada para umedecer o separador com afinalidade de fornecer um bom transporte de massa através do separador. O"pré-carregamento" ser formado de 0,755 ml_ a cerca de 1,133 mL (porexemplo, cerca de 0,967 mL ou 1,28 g da solução de eletrólito). O ânodo podeentão ser dispensado no separador, e a carcaça pode ser lacrada, porexemplo, por frisagem da carcaça sobre o lacre.

A bateria 10 pode ser uma célula primária, ou uma célulasecundária ou recarregável. As células eletroquímicas primárias destinam-sea serem descarregadas, por exemplo, até a exaustão apenas uma vez e,então, descartadas. As células primárias não se destinam a ser recarregadas.As células primárias são descritas, por exemplo, em "Handbook of Batteríes",de David Linden (McGraw-Hill, 2a. Edição, 1995). As células eletroquímicassecundárias podem ser recarregadas várias vezes, por exemplo mais decinqüenta vezes, mais de cem vezes, ou mais. Em alguns casos, célulassecundárias podem incluir separadores relativamente robustos, como aquelastendo várias camadas e/ou que são relativamente espessas. As célulassecundárias também podem ser projetadas de modo a acomodar alterações,como expansão, que podem ocorrer nas células. As células secundárias sãodescritas, por exemplo, em Falk & Salkind, "Alkaline Storage Batteríes", JohnWiley & Sons, Inc. 1969, na patente U.S. N° 345.124, e na patente francesa N°164.681, todos aqui incorporados a título de referência.

Os seguintes exemplos são ilustrativos e não se destinam a ser limitadores.

Exemplo

Este exemplo ilustra um método para a fabricação de uma bateria.

O cátodo, o ânodo, e o separador podem ser constituídos daseguinte forma: O cátodo pode incluir 88,3%, em peso, de DME, 4,8%, empeso, de uma mistura 40/60 de grafite não-expandido (Grafmax FP40) egrafite expandido (Timcal BNB90) e 6,9%, em peso, de solução de KOH(36,1% em peso ou 8,7 N). O ânodo geleifiçado pode ser formado conformedescrito anteriormente utilizando-se uma solução eletrolítica contendo31,15%, em peso, de KOH, 2%, em peso, de ZnO, e 66,85% de águadesionizada. O equilíbrio celular cátodo:ânodo pode ser de 1,022:1. Oseparador pode ser uma estrutura em duas camadas com uma camadainterna de PA25A e uma camada externa de DT225AC.

Depois que os péletes anulares do cátodo estiverem formados,os mesmos podem ser colocados em uma carcaça e recompactados paraproporcionar um bom contato com a carcaça. O separador pode ser colocadodentro da carcaça. Um "pré-carregamento" de 0,967 ml_ do eletrólito usadopara constituir o ânodo geleificado pode então ser adicionado na carcaça paraumedecer o separador. Depois de permitir que o separador absorva opré-carregamento de eletrólito, o ânodo pode ser colocado na carcaça. Acarcaça pode, então, ser lacrada por frisagem da carcaça sobre um selocontendo um coletor de corrente.

Todas as publicações, referências, pedidos e patentesmencionados neste documento, estão aqui incorporados em sua totalidade,a título de referência.

Outras modalidades estão nas reivindicações.

Claims

1. Método de fabricação de uma bateria alcalina, o métodocompreendendo:a colocação de um cátodo na carcaça; ea colocação de uma solução eletrolítica na carcaça, sendo que asolução eletrolítica compreende menos que 33 por cento, em peso, de umhidróxido, e água.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a soluçãoeletrolítica compreende de cerca de 25 por cento, em peso, a 33 por cento, empeso, de hidróxido.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a soluçãoeletrolítica compreende de cerca de 30 por cento, em peso, a 32 por cento, empeso, de hidróxido.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a soluçãoeletrolítica compreende, ainda, um material contendo zinco ou um materialcontendo índio.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a soluçãoeletrolítica é colocada em contato com um separador na carcaça.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a soluçãoeletrolítica é parte do ânodo.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o hidróxidoé hidróxido de potássio, o cátodo compreende oxido de manganês, e ométodo compreende, ainda, colocar um ânodo compreendendo zinco nacarcaça.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a bateria éuma bateria primária.

9. Bateria alcalina, compreendendo:um cátodo;um ânodo que compreende uma solução eletrolítica; eum separador entre o cátodo e o ânodo; eem que, antes de uma descarga inicial da bateria, a solução eletrolíticacompreende menos de 33 por cento, em peso, de um hidróxido, e água.

10. Bateria, de acordo com a reivindicação 9, em que a soluçãoeletrolítica compreende de cerca de 25 por cento, em peso, a 33 por cento, empeso, de hidróxido.

11. Bateria, de acordo com a reivindicação 9, em que a soluçãoeletrolítica compreende de cerca de 30 por cento, em peso, a 32 por cento, empeso, de hidróxido.

12. Bateria, de acordo com a reivindicação 9, em que a soluçãoeletrolítica compreende, ainda, um material contendo zinco ou um materialcontendo índio.

13. Bateria, de acordo com a reivindicação 9, em que o cátodocompreende dióxido de manganês.

14. Bateria, de acordo com a reivindicação 9, em que o ânodocompreende zinco.

15. Bateria, de acordo com a reivindicação 9, em que a bateria éuma bateria primária.