CN1220779A - 用于碱性蓄电池的锌酸钙电极及制造该电极的方法 - Google Patents

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Abstract

在蓄电池外部形成一种包含锌酸钙组分的锌活性材料。锌活性材料用作蓄电池中所使用的锌电极的活性材料。

Description

用于碱性蓄电池的锌酸钙电极及 制造该电极的方法
本发明涉及电化学储能装置，并且特别涉及包含锌电极这样类型的装置。
已知许多类型的包含锌电极的电化学储能装置，并且它们已经在本领域中得到实施。这些电化学储能装置可以用电或机械再充电(二次蓄电池)，或不可再充电(一次蓄电池)。在这些装置中所使用的典型锌电极包括镍-锌、银-锌、锌-氧、锌-空气、锌-氧化汞、锌-碳和锌-氧化锰。
在可充电蓄电池中，由于锌在碱性蓄电池电解液中的溶解性，而使锌电极表现相对短的充电/放电循环寿命。在蓄电池充电/放电循环期间，锌溶入碱性电解液，然后再敷到电极上。锌不一定再敷回到它先前所溶解的相同位置处。这样结果使锌活性材料在电极表面上再分配，由此能引起单元电池容量降低，循环寿命缩短，以及电池故障过早出现。
许多因素影响称为形变的锌再分配过程。这些因素包括电池设计和构造、所使用的隔层的类型、热效应、电解液浓度梯度、电流密度分布及其他因素。过程的复杂性及影响过程的许多因素和变量使得过程非常难以控制。
已经尝试了若干方法，包括各种各样的电极添加物、电解液添加物和隔层类型。其他更精心方法包含电极、单元电池、蓄电池和系统设计。这些方法的说明是循环锌浆型蓄电池和机械可再充电蓄电池，其中所消耗的阳极锌用新的锌来物理替换。
以前使用的锌电极添加物包括氢氧化钙及其他添加物。属于W.Vander Grinten的美国专利3,516,862公开了把氢氧化钙添加到氧化锌活性材料混合物中。并且，属于Allen Charkey且就此转让给相同受让人的美国专利5,460,899公开了一种制造密封镍锌单元电池中的氢氧化钙/氧化锌电极的方法。在两种情况下，通过把氢氧化钙和氧化锌结合成电极混合物，并且在碱性电解液活性单元电池中就地形成锌酸钙，来制造锌电极。
氢氧化钙与氧化锌相结合形成一种称为锌酸钙的不溶性相，并且由x射线衍射识别具有结构式Ca[Zn(OH)3]2·2H2O。这种相对不溶性结构有效地束紧锌酸盐阴离子，防止其扩散到由此使电极消耗的体电解液中。因此锌酸钙结构有助于使锌活性材料在电极上保持就位，由此能电化学地利用它来提供储能能力。
在现有方法中，在电极制造期间对氧化锌活性材料添加氢氧化钙。然后把包括氢氧化钙和氧化锌的混合物的电极结合到碱性电解液蓄电池中。在蓄电池的充电/放电过程中，氢氧化钙与氧化锌活性材料相结合，然后就地形成锌酸钙的不溶性相。然而，由于电流密度分布、电解液浓度梯度及其他因素的影响，而使氢氧化钙和氧化锌向锌酸钙的转变不均匀。
就使用就地形成锌酸钙添加物的过程来说，有附加的不利情况。一个不利情况是锌活性材料溶解到蓄电池电解液中。这种情况在用电解液浸湿单元电池期间及在完成氢氧化钙向锌酸钙转变之前的初始循环期间发生。结果使电化学锌容量损耗。另一个不利情况是由于从蓄电池电解液中消耗水，而使电解液浓度和分布发生变化。这些不利情况降低了蓄电池充电/放电循环寿命。
因此，本发明的一个目的是提供一种包含锌酸钙的改进型锌电极活性材料，以及一种制造这种电极活性材料的方法。
本发明的又一个目的是提供一种结合了这样改进型锌电极活性材料的锌电极和锌蓄电池。
按照本发明的原理，上述和其他目的由一种用于蓄电池的锌电极的活性材料来实现，其中该活性材料包含在蓄电池外部形成的锌酸钙组分。锌酸钙组分通过一种方法在活性材料在蓄电池外部形成期间生成，这种方法利用氧化锌和一种基于钙的材料作为原材料，并且有选择地处理这些材料。
还叙述一种包括该锌活性材料的锌电极和一种结合了该锌电极的蓄电池。
连同附图阅读下列详细叙述，本发明的上述和其他特点和方面将变得更加明显，其中：
图1说明按照本发明的原理包含锌酸钙的锌活性材料；
图2说明用于形成图1锌活性材料的处理步骤的流程图；
图3说明用图1锌活性材料制成的锌电极；
图4说明用图3锌电极构成的蓄电池；以及
图5表示作为图4蓄电池循环的函数的电池放电容量。
图1表示按照本发明原理的锌活性材料1。更具体地说，按照本发明，锌活性材料1包含锌酸钙组分，它在其中待使用活性材料1的蓄电池的外部形成。优选地，锌酸钙组分是一种从基于钙的组分和氧化锌而形成的不溶性锌酸钙/氧化锌材料。
通过在电池构造之前形成不溶性锌酸钙组分，则使锌活性材料在蓄电池的碱性电解液中的溶解性降低。此外，与其中通过含水氢氧化钾电解液和以后蓄电池的电循环而发生转变的就地形成比较，则使基于钙的材料和氧化锌获得向锌酸钙更完全的转变。
并且由于对转变过程不再要求电解液，所以蓄电池的电解液浓度更稳定。如果就地执行转变，则因为在化学转变中消耗水，所以通常发生蓄电池中氢氧化钾电解液浓度从典型的20％增加到约28％。浓度的这种增加能引起氢氧化钾和锌酸钾的浓度梯度，导致早从蓄电池的最初充电开始，就使锌沉淀和形变不均匀。这种情况通过在蓄电池外部形成活性材料1而全部避免。
按照本发明，并且如图2流程图所示，在步101首先通过准备锌酸钙材料来形成活性材料1。这是通过把氧化锌活性材料转变成锌酸盐而完成的。优选转变技术或是对氢氧化钙和氢氧化钾进行含水碱性处理，或是把氧化锌和氧化钙或氢氧化钙一起直接高温焙烧。这些转变技术结果产生希望的锌酸钙材料，其还包含剩余的氧化锌和氢氧化钙或氧化钙。此外，应该注意，用于提供锌酸钙的其他转变技术及其他活性原材料亦在本发明的预期范围之内。
然后在步102，把按如上述准备且用x射线衍射识别的锌酸钙Ca[Zn(OH)3]2·2H2O添加到附加电极活性材料混合物中，以便其按重量以百分之30-60的百分比范围存在。在优选结构中，附加电极活性材料由锌和/或氧化锌，添加物如氧化铅或氧化铋，以及粘结剂组成。优选粘结剂是聚四氟乙烯(PTFE)，按重量在百分之1-5范围内。
然后在步103，把这些材料的合成混合物形成一个整层。优选地，该层取三维原纤维形成结构。这是通过把剪切力传到混合物中，使粘结剂原纤维化而完成的。剪切力能通过若干对材料给予加工，并引起粘结剂原纤维化的过程，例如混合、挤压、碾磨、砑光、压制、滚压或其他方法，经过加热、加压和/或机械处理，或它们的组合而传给混合物。
然后在步104，把这样形成的活性层1结合到蓄电池电极中。这是通过把该活性层压到一个集流器上来完成的，该集流器能用多孔铜或其他导电材料制成。
一旦电极形成，就在步105用它和适当的正电极、隔层及电解液一起形成完整的蓄电池。完整的蓄电池电解液优选地是低浓度的含水氢氧化钾，按重量在百分之10-30范围内。蓄电池的正电极依次可以包括镍/氧化镍、银/氧化银、氧化锰、氧或其他组分。然后对蓄电池充电储能，以为以后对电负载放电提供电力。蓄电池的充电/放电循环能重复用于多种用途。
首先从氢氧化钙和氧化锌形成具有结构式Ca[Zn(OH)3]2·2H2O的锌酸钙。通过氢氧化钾含水溶液中的悬浮物来执行氧化锌和氢氧化钙向锌酸钙的碱性转变。更具体地说，把氢氧化钙和氧化锌的化学计量混合物添加到氢氧化钾含水溶液中。氢氧化钾的浓度按重量在百分之5-30范围内。氢氧化钙和氧化锌形成饱和溶液/悬浮物。
把这种溶液/悬浮物放置在一个有盖玻璃烧杯中，加热到40-80℃范围内的温度，并且用一个磁性搅拌棒搅拌。使该溶液/悬浮物搅拌48-72小时范围内的时限。在这个时限结束时，过滤该搅拌混合物(Whatman#2过滤纸)，用去电离水至少洗涤两次，并且在一个有盖容器中在约80℃或之下温度下烘干。这样形成的干性固态材料包含锌酸钙、氧化锌和未转变的氢氧化钙。这样形成并用x射线衍射分析的特别材料按重量包含40％的Ca[Zn(OH)3]2·2H2O，按重量包含50％的ZnO，按重量包含剩余10％的未转变的Ca(OH)2。
然后使干性固态锌酸钙混合物与附加氧化锌、氧化铅和PTFE粘结剂于性混合。这些材料的一种可用组合是百分之85重量准备好的锌酸钙材料，百分之6-12重量的氧化铅，及百分之1-4重量的PTFE，剩余是氧化锌。还可以使用其他电极组分。例如，可以在混合物中添加或替换其他成分或组分，例如氧化铋、氧化汞、氢氧化铟或其他组分。
然后通过粘结剂的原纤维化，使干性混合粉末形成一个整层或基质层。这是通过如美国专利4,976,904所述的塑性滚压结合过程而完成的。结果得到希望的包含锌酸钙的锌活性层。
然后把锌活性层层压到集流器的一面上，集流器由具有0.003英寸厚度的多孔铜箔形成。集流器包括0.005英寸厚的金属银电接头，其通过电阻焊接而附着。多孔铜箔优选地敷有金属，例如银、铅或铋。
然后在集流器的对面结合具有0.005英寸厚度的PTFE膜部分，以形成疏水气体复合部分。这种组件构成一个合成锌酸钙/氧化锌电极组件的第一拼合电极部分。除不对集流器结合一个疏水PTFE膜部分外，与第一部分相同地形成第二拼合电极部分。通过对接第一和第二拼合电极部分来形成合成电极，以便使第一拼合电极部分的PTFE膜部分与第二拼合电极部分的集流器对接。
图3表示包括活性层1、集流器2和PTFE部分3的合成电极组件10。如图4示意所示，用六个这样的合成锌电极组件10来制造镍锌蓄电池20。这些电极在一个具有盖14的蓄电池箱13中，与适当的正电极11、隔层及电解液12一起组装。
正电极是镍/氧化镍电极(也称为氢氧化镍电极)。镍/氧化镍正电极由百分之66重量氢氧化镍、百分之30重量石墨和百分之4重量PTFE形成。石墨如美国专利4,546,058所述可以涂有百分之5重量的氧化钴。这些电极通过如美国专利4,976,904所述的塑性滚压结合过程来制造，并且具有镍箔(0.01英寸厚)电附着接头。
用于六个正电极的隔层包括三层Celgard3406微孔聚丙烯膜，如由Hoechst-Celanese Chemical Company,Charlotte,North Carolina所制造。Celgard膜厚度为0.001英寸。用于锌负电极组件的隔层依次包括两层吸收性酰胺纤维材料，例如由Freudenberg,Lowell,Massachusetts制造的Pellon。
按交替方式间置包装的正电极和负锌电极组件，以形成蓄电池电极叠置组件。然后把这种叠置组件插入一个模制塑料棱矩形蓄电池箱中。对蓄电池箱装配一个盖并加以溶化焊接，以提供制成的镍锌蓄电池。通过模制到电池箱盖中的蓄电池端引线来提供电连接。该盖还包括小通孔开口，以便在对电池箱进行封盖之后，允许把电解液引入蓄电池。该盖还包含一个可重新填缝的压力安全孔，其允许蓄电池在密封条件下安全操作。
蓄电池箱装满百分之20重量的氢氧化钾含水溶液，其按重量包含百分之1氢氧化锂，用作碱性蓄电池电解液。在引入蓄电池电解液之后，用一个孔塞密封盖中的通孔，并且溶化焊接就位。
然后把完成的镍锌蓄电池置于循环充电/放电试验状态。蓄电池包含约66克锌酸钙/氧化锌活性材料，其为过剩的负极活性材料。根据限制成分设来定蓄电池电容量，在本例中限制成分为正镍/氧化镍电极材料。根据52克正活性材料，蓄电池定额为13.5安培小时的标称容量。
蓄电池按3小时定额充电，并且按一个定额放电到根据额定电池容量提供80％的等效深度放电。作为循环的函数的电池放电容量示于图5。在大于170次充电/放电循环之后，蓄电池传送上述额定容量。
就所有情况而论，应该理解上述布置只是表示本发明的各种应用的许多可能特定实施例的说明。按照本发明的原理，在不违反本发明的精神和范围下，能容易发明无数的和变化的其他布置。一个例子是结合锌电极的其他类型的蓄电池，例如银锌或氧化锌锰蓄电池。并且，对锌活性材料的附加金属氧化物添加物可以是氧化铊、氧化锡、二氧化锡和氧化钙。
权利要求书
                        按照条约第19条的修改
1．一种用于蓄电池电极的活性材料，所述活性材料在所述蓄电池外部形成，并且包括：锌酸钙组分；氧化锌和/或锌组分；氢氧化钙或氧化钙组分中之一；以及氧化铅、氧化铋、氧化铟、氧化铊、氧化锡、二氧化锡和氧化钙组分中之一。
5．一种按照权利要求1的活性材料，还包括：
粘结剂。
6．一种按照权利要求5的活性材料，其中：
所述锌酸钙组分按所述活性材料的百分之30-60重量范围存在。
7．一种按照权利要求6的活性材料，其中：
所述粘结剂是聚四氟乙烯。
8．一种按照权利要求7的活性材料，其中：
所述粘结剂按活性材料的百分之1-5重量范围存在。
9．一种按照权利要求6的活性材料，其中：
所述活性材料取自支持层形式，并且使所述粘结剂形成原纤维。
10．一种按照权利要求1的活性材料，其中：
所述锌酸钙材料按所述活性材料的百分之30-60重量范围存在。
11．一种用于蓄电池的电极，包括：
一种活性材料，所述活性材料在所述蓄电池外部形成，并且包括：锌酸钙组分；氧化锌和/或锌组分；氢氧化钙和氧化钙组分中之一；以及氧化铅、氧化铋、氧化铟、氧化铊、氧化锡、二氧化锡和氧化钙组分中之一。
15．一种按照权利要求11的电极，其中：
所述活性材料还包括粘结剂。
16．一种按照权利要求15的电极，其中：
所述锌酸钙组分按活性材料的百分之30-60重量范围存在。
17．一种按照权利要求16的电极，其中：
所述粘结剂是聚四氟乙烯。
18．一种按照权利要求16的电极，其中：
所述粘结剂按活性材料的百分之1-5重量范围存在。
19．一种按照权利要求16的电极，其中：
所述活性材料取自支持层形式，并且使所述粘结剂形成原纤维。
20．一种按照权利要求19的电极，还包括：
一个集流器，附加在所述活性材料层上。
21．一种按照权利要求20的电极，其中：
所述集流器包括铜材料。
23．一种按照权利要求11的电极，其中：
所述锌酸钙组分按活性材料的百分之30-60重量范围存在。
24．一种蓄电池，包括：
一个正电极；以及
一个负电极，所述负电极包括：一种活性材料，所述活性材料在所述蓄电池外部形成，并且包括：锌酸钙组分；氧化锌和/或锌组分；氢氧化钙和氧化钙组分中之一；以及氧化铅、氧化铋、氧化铟、氧化铊、氧化锡、二氧化锡和氧化钙组分中之一。
25．一种按照权利要求24的蓄电池，其中：
所述正电极包括镍/氧化镍、银/氧化银、氧化锰和氧中之一。
29．一种按照权利要求24的蓄电池，其中：
所述活性材料还包括粘结剂。
30．一种按照权利要求29的蓄电池，其中：
所述锌酸钙组分按活性材料的百分之30-60重量范围存在。
31．一种按照权利要求30的蓄电池，其中：
所述粘结剂是聚四氟乙烯。
32．一种按照权利要求30的蓄电池，其中：
所述粘结剂按活性材料的百分之1-5重量范围存在。
33．一种按照权利要求30的蓄电池，其中：
所述活性材料取自支持层形式，并且使所述粘结剂形成原纤维。
34．一种按照权利要求33的蓄电池，其中：
所述负电极还包括一个集流器，附加在所述活性材料层上。
35．一种按照权利要求34的蓄电池，其中：
所述集流器包括铜材料。
37．一种按照权利要求24的蓄电池，其中：
所述锌酸钙组分按活性材料的百分之30-60重量范围存在。
38．一种方法，用于形成一种蓄电池的电极的活性材料，包括：
在蓄电池外部形成锌酸钙组分，包括把氧化锌与氧化钙和氢氧化钙中之一一起直接高温焙烧；以及
在锌酸钙组分中添加活性组分，以形成所述活性材料，所述活性材料包含一种包括锌的材料，所述包括锌的材料包括氧化锌。
39．一种按照权利要求38的方法，其中：
所述锌酸钙组分按活性材料的百分之30-60重量范围存在。
42．一种按照权利要求38的方法，其中：
所述形成所述锌酸钙组分的步骤包括：在含水氢氧化钾浴中把氢氧化钙和氧化锌一起化学计量混合成稀浆；加热所述混合物；洗涤所述混合物以除去过剩氢氧化钾；以及烘干所述混合物。
43．一种按照权利要求42的方法，其中：
所述加热在40-80℃温度范围内进行。
44．一种按照权利要求43的方法，其中：
所述混合在48-72小时时限内发生；
所述洗涤用去电离水至少进行两次；以及
所述烘干在一个有盖容器中在约80℃温度或之下进行。
46．一种按照权利要求38的方法，其中所述活性组分还包括氧化铅、氧化铋、氧化铟、氧化铊、氧化锡、二氧化锡和氧化钙中之一或多种。
47．一种按照权利要求38的方法，其中：
所述活性组分包括粘结剂；
并且所述方法还包括：用形成原纤维的所述粘结剂，把所述活性材料形成一层。
48．一种按照权利要求47的方法，其中：
所述粘结剂是聚四氟乙烯。
49．一种按照权利要求47的方法，还包括：
把所述活性材料层压制到一个集流器上，以形成一个电极。

Claims (49)

1．一种用于蓄电池电极的活性材料，所述活性材料在所述蓄电池外部形成，并且包括锌酸钙组分。
2．一种按照权利要求1的活性材料，还包括：
氧化锌和/或锌组分。
3．一种按照权利要求2的活性材料，还包括：
氢氧化钙或氧化钙组分中之一。
4．一种按照权利要求3的活性材料，还包括：
氧化铅、氧化铋、氧化铟、氧化铊、氧化锡、二氧化锡和氧化钙组分中之一。
5．一种按照权利要求4的活性材料，还包括：
粘结剂。
6．一种按照权利要求5的活性材料，其中：
所述锌酸钙组分按所述活性材料的百分之30-60重量范围存在。
7．一种按照权利要求6的活性材料，其中：
所述粘结剂是聚四氟乙烯。
8．一种按照权利要求7的活性材料，其中：
所述粘结剂按活性材料的百分之1-5重量范围存在。
9．一种按照权利要求6的活性材料，其中：
所述活性材料取自支持层形式，并且使所述粘结剂形成原纤维。
10．一种按照权利要求2的活性材料，其中：
所述锌酸钙材料按所述活性材料的百分之30-60重量范围存在。
11．一种用于蓄电池的电极，包括：
一种活性材料，所述活性材料在所述蓄电池外部形成，并且包括锌酸钙组分。
12．一种按照权利要求11的电极，其中：
所述活性材料还包括氧化锌和/或锌组分。
13．一种按照权利要求12的电极，其中：
所述活性材料还包括氢氧化钙和氧化钙组分中之一。
14．一种按照权利要求13的电极，其中：
所述活性材料还包括氧化铅、氧化铋、氧化铟、氧化铊、氧化锡、二氧化锡和氧化钙组分中之一。
15．一种按照权利要求14的电极，其中：
所述活性材料还包括粘结剂。
16．一种按照权利要求15的电极，其中：
所述锌酸钙组分按活性材料的百分之30-60重量范围存在。
17．一种按照权利要求16的电极，其中：
所述粘结剂是聚四氟乙烯。
18．一种按照权利要求16的电极，其中：
所述粘结剂按活性材料的百分之1-5重量范围存在。
19．一种按照权利要求16的电极，其中：
所述活性材料取自支持层形式，并且使所述粘结剂形成原纤维。
20．一种按照权利要求19的电极，还包括：
一个集流器，附加在所述活性材料层上。
21．一种按照权利要求20的电极，其中：
所述集流器包括导电材料。
22．一种按照权利要求21的电极，其中：
所述导电材料包括铜。
23．一种按照权利要求11的电极，其中：
所述锌酸钙组分按活性材料的百分之30-60重量范围存在。
24．一种蓄电池，包括：
一个正电极；以及
一个负电极，所述负电极包括：一种活性材料，所述活性材料在所述蓄电池外部形成，并且包括锌酸钙组分。
25．一种按照权利要求22的蓄电池，其中：
所述正电极包括镍/氧化镍、银/氧化银、氧化锰和氧中之一。
26．一种按照权利要求24的蓄电池，其中：
所述活性材料还包括氧化锌和/或锌组分。
27．一种按照权利要求26的蓄电池，其中：
所述活性材料还包括氢氧化钙和氧化钙组分中之一。
28．一种按照权利要求27的蓄电池，其中：
所述活性材料还包括氧化铅、氧化铋、氧化铟、氧化铊、氧化锡、二氧化锡和氧化钙组分中之一。
29．一种按照权利要求28的蓄电池，其中：
所述活性材料还包括粘结剂。
30．一种按照权利要求29的蓄电池，其中：
所述锌酸钙组分按活性材料的百分之30-60重量范围存在。
31．一种按照权利要求30的蓄电池，其中：
所述粘结剂是聚四氟乙烯。
32．一种按照权利要求30的蓄电池，其中：
所述粘结剂按活性材料的百分之1-5重量范围存在。
33．一种按照权利要求30的蓄电池，其中：
所述活性材料取自支持层形式，并且使所述粘结剂形成原纤维。
34．一种按照权利要求33的蓄电池，其中：
所述负电极还包括一个集流器，附加在所述活性材料层上。
35．一种按照权利要求34的蓄电池，其中：
所述集流器包括导电材料。
36．一种按照权利要求35的蓄电池，其中：
所述导电材料包括铜。
37．一种按照权利要求24的蓄电池，其中：
所述锌酸钙组分按活性材料的百分之30-60重量范围存在。
38．一种方法，和一种蓄电池的电极的活性材料一起使用，包括：
在蓄电池外部形成锌酸钙组分；
在锌酸钙组分中添加活性组分，以形成所述活性材料。
39．一种按照权利要求38的方法，其中：
所述锌酸钙组分按活性材料的百分之30-60重量范围存在。
40．一种按照权利要求38的方法，其中：
所述活性组分包含一种包括锌的材料。
41．一种按照权利要求40的方法，其中：
所述活性组分包括氧化锌，并且
所述形成所述锌酸钙组分的步骤包括：把氧化锌与氧化钙和氢氧化钙中之一一起直接高温焙烧。
42．一种按照权利要求40的方法，其中：
所述活性组分包括氧化锌；并且
所述形成所述锌酸钙组分的步骤包括：在含水氢氧化钾浴中把氢氧化钙和氧化锌一起化学计量混合成稀浆；加热所述混合物；洗涤所述混合物以除去过剩氢氧化钾；以及烘干所述混合物。
43．一种按照权利要求42的方法，其中：
所述加热在40-80℃温度范围内进行。
44．一种按照权利要求43的方法，其中：
所述混合在48-72小时时限内发生；
所述洗涤用去电离水至少进行两次；以及
所述烘干在一个有盖容器中在约80℃温度或之下进行。
45．一种按照权利要求40的方法，其中：
所述活性组分还包括一种或多种其他金属氧化物。
46．一种按照权利要求45的方法，其中：
所述其他金属氧化物包括氧化铅、氧化铋、氧化铟、氧化铊、氧化锡、二氧化锡和氧化钙。
47．一种按照权利要求40的方法，其中：
所述活性组分包括粘结剂；
并且所述方法还包括：使用形成原纤维的所述粘结剂，把所述活性材料形成一层。
48．一种按照权利要求47的方法，其中：
所述粘结剂是聚四氟乙烯。
49．一种按照权利要求47的方法，还包括：
把所述活性材料层压制到一个集流器上，以形成一个电极。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007059687A1 (en) * 2005-11-23 2007-05-31 Byd Company Limited A composition for zinc negative electrode material, and zinc negative electrode and secondary battery comprising the same
CN101969121A (zh) * 2010-09-15 2011-02-09 昆明理工大学 一种改善锌电极充放电循环寿命的方法
CN112038622A (zh) * 2020-09-02 2020-12-04 河南超力新能源有限公司 一种锌基二次电池用锌酸钙负极材料及其制备方法、锌基二次电池

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100307453B1 (ko) * 1999-02-19 2001-09-26 김순택 리튬이온 2차 전지의 음극
FR2796496A1 (fr) * 1999-07-15 2001-01-19 Cit Alcatel Electrode au zinc pour generateur electrochimique a electrolyte alcalin
US6673487B2 (en) 2000-11-17 2004-01-06 Wilson Greatbatch Ltd. Double current collector cathode design using the same active material in varying thicknesses for alkali metal or ION electrochemical cells
US6737191B2 (en) 2000-11-17 2004-05-18 Wilson Greatbatch Ltd. Double current collector negative electrode design for alkali metal ion electrochemical cells
US6673493B2 (en) 2000-11-17 2004-01-06 Wilson Greatbatch Ltd. Double current collector cathode design using the same active material in varying formulations for alkali metal or ion electrochemical cells
US6692865B2 (en) 2000-11-17 2004-02-17 Wilson Greatbatch Ltd. Double current collector cathode design using mixtures of two active materials for alkali metal or ion electrochemical cells
US7255720B2 (en) * 2001-03-15 2007-08-14 Powergenix Systems, Inc. Methods for production of zinc oxide electrodes for alkaline batteries
US20030077512A1 (en) * 2001-10-18 2003-04-24 Allen Charkey Electrolyte for alkaline rechargeable batteries
US20050250011A1 (en) * 2004-04-02 2005-11-10 Maxwell Technologies, Inc. Particle packaging systems and methods
US20070122698A1 (en) * 2004-04-02 2007-05-31 Maxwell Technologies, Inc. Dry-particle based adhesive and dry film and methods of making same
CA2536021A1 (en) * 2003-08-18 2005-03-03 Powergenix Systems, Inc. Method of manufacturing nickel zinc batteries
US20060246343A1 (en) * 2004-04-02 2006-11-02 Maxwell Technologies, Inc. Dry particle packaging systems and methods of making same
CN100355120C (zh) * 2004-09-24 2007-12-12 比亚迪股份有限公司 碱性蓄电池负极活性物质锌酸钙的制备方法
EP1715536A3 (en) * 2005-04-20 2007-10-10 ReVolt Technology AS Zinc electrode comprising an organic gelling agent and an organic binder.
US8703330B2 (en) * 2005-04-26 2014-04-22 Powergenix Systems, Inc. Nickel zinc battery design
CA2685277A1 (en) * 2007-04-27 2008-11-06 Power Air Corporation Electrolyte management in zinc/air systems
CA2720078A1 (en) * 2008-04-02 2009-10-08 Powergenix Systems, Inc. Cylindrical nickel-zinc cell with negative can
US20100062347A1 (en) * 2008-09-09 2010-03-11 Lin-Feng Li Rechargeable zinc cell with longitudinally-folded separator
CN102013526B (zh) * 2009-09-08 2012-08-29 清华大学深圳研究生院 可充电的锌离子电池
WO2011047105A1 (en) 2009-10-14 2011-04-21 Research Foundation Of The City University Of New York Nickel-zinc flow battery
TWI425696B (zh) * 2010-05-07 2014-02-01 Chun-Chieh Chang 高耐久性鋰離子電池
US20120171535A1 (en) 2010-12-31 2012-07-05 Fuyuan Ma Nickel-zinc battery and manufacturing method thereof
CN102263269B (zh) * 2011-06-22 2015-04-01 广东博特动力能源有限公司 锌镍电池负极活性材料、斜拉网负极基体、负极及其制备方法
US20130136991A1 (en) 2011-11-30 2013-05-30 Lawrence Livermore National Security, Llc High energy/power density nickel oxide/hydroxide materials and nickel cobalt oxide/hydroxide materials and production thereof
AU2013342282B2 (en) 2012-11-09 2018-07-12 Research Foundation Of The City University Of New York Secondary zinc-manganese dioxide batteries for high power applications
FR3034412B1 (fr) 2015-04-03 2018-10-05 Easyl Procede de fabrication de cristaux de zincate de calcium, ainsi que ses utilisations
US20190379010A1 (en) * 2018-06-08 2019-12-12 Cyberx Engineering Inc. Flexible batteries
US11228032B1 (en) * 2021-04-06 2022-01-18 ZAF Energy Systems, Incorporated Secondary electrode including styrene-butadiene rubber
US11404696B1 (en) 2022-01-05 2022-08-02 ZAF Energy Systems, Incorporated Secondary aqueous battery electrodes including vinyl acetate-ethylene

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1316760A (en) * 1919-09-23 Electric batojest
US3607409A (en) * 1967-06-28 1971-09-21 Gen Electric Method of forming calcium zincate powder and electrode
US3516862A (en) * 1968-04-01 1970-06-23 Gen Electric Rechargeable alkaline-zinc cell with porous matrix containing trapping material to eliminate zinc dendrites
US3703413A (en) * 1969-12-11 1972-11-21 Mc Donnell Douglas Corp Flexible inorganic fibers and battery electrode containing same
JPS4813775B1 (zh) * 1970-04-17 1973-04-28
DE2219129A1 (de) * 1972-04-19 1973-11-08 Rhein Westfael Elect Werk Ag Negative elektrode fuer akkumulatoren und verfahren zu ihrer herstellung
US3870564A (en) * 1973-03-30 1975-03-11 Tokyo Shibaura Electric Co Alkaline cell
US4041221A (en) * 1976-07-27 1977-08-09 Yardney Electric Corporation Zinc electrodes and methods of making same
US4084047A (en) * 1976-11-29 1978-04-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Stable alkaline zinc electrode
US4091193A (en) * 1977-03-31 1978-05-23 Polymer Research Corp. Of America Rechargeable silver-zinc batteries
US4292357A (en) * 1979-07-25 1981-09-29 Eagle-Picher Industries, Inc. Zinc/zinc oxide laminated anode assembly
US4279978A (en) * 1980-05-23 1981-07-21 Energy Research Corporation Battery separator employing zinc selective additive materials
US4418130A (en) * 1981-06-10 1983-11-29 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Additive for zinc electrodes
EP0172255B1 (en) * 1984-02-20 1988-12-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Zinc alkaline battery
US4976904A (en) * 1989-04-20 1990-12-11 Energy Research Corporation Method and apparatus for continuous formation of fibrillated polymer binder electrode component
US5045170A (en) * 1989-05-02 1991-09-03 Globe-Union, Inc. Electrodies containing a conductive metal oxide
US5556720A (en) * 1994-08-18 1996-09-17 Energy Research Corporation Sealed zinc secondary battery and zinc electrode therefor
US5460899A (en) * 1994-08-18 1995-10-24 Energy Research Corporation Sealed zinc secondary battery and zinc electrode therefor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007059687A1 (en) * 2005-11-23 2007-05-31 Byd Company Limited A composition for zinc negative electrode material, and zinc negative electrode and secondary battery comprising the same
CN101969121A (zh) * 2010-09-15 2011-02-09 昆明理工大学 一种改善锌电极充放电循环寿命的方法
CN112038622A (zh) * 2020-09-02 2020-12-04 河南超力新能源有限公司 一种锌基二次电池用锌酸钙负极材料及其制备方法、锌基二次电池
CN112038622B (zh) * 2020-09-02 2021-11-30 河南超力新能源有限公司 一种锌基二次电池用锌酸钙负极材料及其制备方法、锌基二次电池

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JP2001514797A (ja) 2001-09-11
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