DE3613237A1 - Mit luft depolarisiertes metallelement - Google Patents
Mit luft depolarisiertes metallelementInfo
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Description
t Iepolam3iegt.es Metallelement"
Die Erfindung betrifft ein depolarisiertes Metall/Luftelement mit einer Metallanode, einer hydrophoben katalytischen
Kathode, einem Scheider dazwischen und einem
flüssigen alkalischen Elektrolyten.
flüssigen alkalischen Elektrolyten.
Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit Kathoden für mit Luft depolarisierte Elemente, insbesondere solche
Elemente, die eine Zinkanode und einen Durchmesser über 1,27 cm (0,5 inen) besitzen.
Elemente, die eine Zinkanode und einen Durchmesser über 1,27 cm (0,5 inen) besitzen.
Kathoden von mit Luft depolarisierten Elementen sind
ihrer Art nach katalytisch und bleiben im allgemeinen von einer Entladung des Elements hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung und der Volumensänderung unbeeinflußt.
Zusätzlich sind solche Kathoden wegen der normalerweise verwendeten hydrophoben Bindemittel, wie z. B. Polytetraflourethylen (PTFE), gewöhnlich auch hydrophob. Diese
hydrophobe Eigenschaft der Kathode ist wichtig, um eine
ihrer Art nach katalytisch und bleiben im allgemeinen von einer Entladung des Elements hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung und der Volumensänderung unbeeinflußt.
Zusätzlich sind solche Kathoden wegen der normalerweise verwendeten hydrophoben Bindemittel, wie z. B. Polytetraflourethylen (PTFE), gewöhnlich auch hydrophob. Diese
hydrophobe Eigenschaft der Kathode ist wichtig, um eine
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09.04.1986 . : : KW&P": l£DU037bJ-UJL
Sättigung oder Überflutung der Kathode mit Elektrolyten verhindern zu helfen, da eine solche Überflutung die
Menge an Luft, die die Kathode zur elektrochemischen Depolarisierung erreicht, wirksam verringern würde. Eine
sorgfältig ausgewogene Elektrolytenbenetzung der Kathode ist deswegen für einen ordentlichen Betrieb von mit Luft
depolarisierten Elementen nötig. Jedoch führen die vorgenannten katalytischen und hydrophoben Eigenschaften der
Kathoden in solchen Elementen zu Problemen, die für mit Luft depolarisierte Elementsysteme in Bezug auf eine
solche Elektrolytenbenetzung einzigartig sind.
Kathoden von mit Luft depolarisierten Elementen weisen im allgemeinen ein leitfähiges Material, wie z. B. Kohle,
auf, das mit einem hydrophoben Bindemittel zusammengehalten wird und mit einem Katalysator imprägniert ist,
der Luft-(Sauerstoff-)reduktion katalysiert. Das Kathodengemisch
ist auf einem Trägermaterial, wie z. B*. einem
Metallnetz, zur Abstützung der Konstruktion angeordnet. 20
Eine übliche Kathode für mit Luft depolarisierte Elemente, wie sie z. B. in handelsüblich erhältlichen Zink/-Luft-Elementen
verwendet wird, besteht aus einem mit PTFE gebundenem porösem leitfähigen Kohleträger, ist mit
geringen Mengen Manganoxid katalysiert und in ein Nickelnetz als Stromsammler eingebettet. Eine Seite der Kathode
(die zur ankommenden Luft gerichtet ist) ist mit einer Filmschicht aus ungesintertem PTFE laminiert, die als
hydrophobe Schranke wirkt, um eine Auslaufen von Elektrolyten aus dem Element so gering wie möglich zu halten,
während sie den Eintritt von depolarisierender Luft ermöglicht. Ein Scheider, wie z. B. aus mikroporösem
Polypropylen, ist an der anderen Seite der Kathode als physikalische Schranke zwischen Anode und Kathode angebracht.
Da das Element eine kontinuierlich erneuerbare Quelle an Kathoden-Depolarisator (Luft) besitzt, ist das
Element mit einer beträchtlichen Menge an Anodenmaterial,
09.04.1986 KW&P: 16DU03763-01
/ c 36Ί3237
'5'
üblicherweise einem pulverisiertem Metall, wie Zink, und einer Leervolumen (in der Größe von 20 %) gebaut, um
sich an eine Ausdehnung der Anode mit Abfallmaterial
anzupassen. In anderen Elemententypen, wie z. B. alkalisehen Zn/MnO -Elementen, die eher aktive als katalytische
Kathoden besitzt, ergänzen sich Anode und Kathode im allgemeinen gegenseitig bei Expansion und Kontraktion,
wobei ein ähnliches Leervolumen zur Anpassung an Anodenexpansion unnötig ist. Ein anderes einzigartiges Merkmal
von Metall/Luft-Elementen ergibt sich aus der Tatsache, daß die Kathode hydrophob ist und Elektrolyt nicht hält.
Es ist daher ausschlaggebend, daß der Scheider, mit dem er in Kontakt ist, den notwendigen Elektrolytkontakt herstellt.
Es wurde jedoch festgestellt, daß bei Metall/ Luft-Elementen, wie ζ. Β Zink/Luft-Elementen, insbesondere
bei Elementgrößen mit Durchmessern über 1,27 cm (0,5 inch) ein großer Anstieg der inneren Impedanz während
der Lagerung des Elements auftritt. Es wurde festgestellt, daß eine solche Erhöhung der Impedanz ein Ergeb-
nis von Abtrennung des Scheiders aus der Kathode wegen Anodenverschiebung ist, die durch den freien Raum ermöglicht
wird. Wenn sich der Scheider von einem Teil der Kathode abgelöst hat, fehlt solchem Teil Elektrolyt (die
Kathode hat wenig oder keinen zurückbleibenden Elektrolyten) und er wird inaktiv, was sich in einer Erhöhung
der Elementenimpedanz auswirkt. Dieses Problem verschlimmert sich, wenn die Elemente einer Vibration unterworfen
werden, wie z. B. während des Transports, selbst wenn sie in luftdichten Behältern verpackt sind. Sollten
die Elemente nicht in luftdichten Behältern gelagert sein, tritt weiterhin das Problem des "Austrocknens" des
Elements auf, wobei die Kathode ihren Elektrolyten wegen ihrer hydrophoben Art und ihrer Lage benachbart zum Lufteinlaß,
der auch ein Auslaß für Feuchtigkeit wird, verliert. Die hydrophobe Schranke aus ungesintertem PTFE
verlangsamt im allgemeinen eher den Feuchtigkeitsverlust als daß sie ihn völlig verhindert.
09.04.1986 KW&F: 16DUUJ/bj-uj.
Da die Neigung besteht, Anoden mit absorbierenden Materialien herzustellen (Geliermaterialien werden
verwendet zum homogenen Suspendieren und zum Halten der Anodenmetallpulver in Stellung), wird der verbleibende
Elektrolyt in der Anode absorbiert, während die Kathode einen Elektrolytenmangel bekommt, was ein Ungleichgewicht
an Elektrolyten schafft und zu vorzeitiger Deaktivierung des Elements führt. Ein solches Ungleichgewicht ist bei
Elementen akuter, die ein "Austrocknen" erlitten, da dort ein Mangel an Elektrolyt vorliegt.
Es ist ein Zweck der vorliegenden Erfindung, ein Mittel zur Verfügung zu stellen, durch das die Ablösung des
Scheiders von der Kathode verringert oder vermieden wird und durch das gleichzeitig vermieden wird, daß die Elementenimpedanz
übermäßig hoch wird.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Mittel zur Verfügung zu stellen, das die Wirkungen des
"Austrocknens" des Elements an hydrophoben Kathoden so gering wie möglich hält.
Es ist weiterhin ein Zweck der vorliegenden Erfindung/ ein Mittel zur Korrektur des Ungleichgewichts an Elementenelektrolyten
in Elementen mit solchen hydrophoben Kathoden zur Verfügung zu stellen.
Diese und andere Zwecke, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Erläuterung
deutlicher.
Im allgemeinen weist die vorliegende Erfindung die Vereinheitlichung
eines absorbierenden Materials mit der Kathodenoberfläche benachbart zum Scheider auf. Solches
Absorptionsmaterial muß eine haftende Eigenschaft besitzen, wodurch es im wesentlichen den Scheider an die
Kathode bindet, um Ablösung zu verhindern. Weiterhin muß
09.04.1986 " ■"" ' KW&P: 1J5DU03763-01
es Elektrolyten absorbieren, wodurch es nicht selbst den Kontakt des Elektrolyten zwischen dem Scheider und der
Kathode behindert, und tatsächlich wird es ein nicht
eindringendes Elektrolytenreservoir für die Kathode. Die 5
Verwendung eines stärker absorbierenden Scheiders löst nicht das Problem des Ablösens und die Verwendung eines
Klebstoffs zwischen einem solchen stärker absorbierenden Scheider und der Kathode zur Verhinderung von Ablösung
führt zu einer höheren Elementenimpedanz, die von dem
Klebstoff selbst hervorgerufen wird. Zwar offenbart die US-PS 3 746 580 die Anordnung eines gelatinösen thixotropen
Materials in einem eingegrenzten Bereich oberhalb einer Kathodenoberfläche als ein Scheider selbst oder in
Verbindung mit einem zusätzlichen Scheider, jedoch be-
steht hierdurch keine Haftung zwischen einem solchen anderen Scheider und der Kathodenoberfläche. Das gelatinöse
Material wird nur auf die Oberfläche der Kathode verbracht und wird nicht zu einer Einheit damit, wie es
in der vorliegenden Erfindung notwendig ist. Im Ergebnis
findet keine Verlangsamung der Ablösung durch solches gelatineartiges Material statt. Weiterhin beschreibt
jenes Patent die Verwendung eines Scheiders zusätzlich zu dem gelatinearti-jen Material nur, wenn die Anode kein
Zinkgel ist. Bei der vorliegenden Erfindung ist es die Verwendung eines Anodengels selbst, die Probleme der
Elementenimpedanz verschlimmert (wegen einer Anodenabsorption des Elektrolyten), wobei das haftende Absorptionsmaterial
spezifisch in Verbindung mit einem vorhandenem Scheider zur Lösung eines solchen Problems verwendet
wird.
Vorzugsweise ist das Absorptionsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung, das haftende Eigenschaften besitzt,
einstückig mit der Kathodenoberfläche und zwischen Kathode und Scheider angeordnet. Weniger brauchbar, jedoch
immer noch anwendbar ist die Eingliederung des Absorptionsmaterials
direkt in die Kathode, wie z. B. durch
09.04.1986 KW&?: 16DU03763-01
Vermischen mit den Bestandteilen der Kathode, da eine ausreichende Menge des Absorptionsmaterials an der Oberfläche
der Kathode benachbart zum Scheider ist, um die
notwendige Haftung zu bewirken. Ideale Materialien zur 5
Verwendung als Absorptionsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung sind Geliermittel, die in Anoden von elektrochemischen
Zellen zur Erhaltung ihrer Homogenität verwendet werden (Kathoden, insbesondere solche mit luftdepolarisierten
Elementen, die in der Konstruktion einstückig bzw. vollständig sind, besaßen jedoch keinen
wirklichen Anlaß für den Einschluß eines Geliermittels im Gegensatz zu pulverisierten Anoden). Insbesondere das
Geliermittel, das zwischen der Kathode und dem Scheider verwendet wird, sollte, wie es am stärksten bevorzugt
wird, dasselbe sein wie das, was in der Anode verwendet wird. Wenn dies nicht der Fall ist, muß solches Geliermaterial
im wesentlichen dieselben Feuchtigkeits-Absorptionseigenschaften
wie das Geliermaterial, das in der Anode verwendet wird, besitzen, um die Elektrolytenver-
teilung in dem Element ausgleichen zu helfen.
Vorzugsweise ist das Geliermaterial im wesentlichen in dem Elektrolyten des Elementen unlöslich, wodurch es
nicht aus einer Lage zwischen der Kathode und dem Scheider entweicht. Dementsprechend werden Geliermaterialien,
wie z. B. Karboxymethylzellulose (CMC), welche in gewissem Ausmaße in alkalischen Elektrolytlösungen löslich
sind, weniger bevorzugt, während Stärke-Pfropfmischpolymerisate, wie z. B. Water Lock A 221 der Grain
Processing Corp., Xanthangummi, vernetzte Polyacrylamide,
vernetzte CMC, vernetzte Polyacrylsäure, wie z. B. Karopol der B. F. Goodrich Co., Alkali-verseiftes Polyacrylonitril,
wie z. B. Water Lock A 400 der Grain Processing Corp. sowie Polyacrylsäuren, wie z. B. die Natriumsalzsäure
Water Lock J 500 und J 550 der Grain Processing Corp. usw., die in sochen Elektrolyten weniger löslich
oder unlöslich sind, stärker bevorzugt sind.
09.04.1986 KW&P: 16DU03763-01
ι '3*
Das Absorptionsvermögen solcher Materialien wird in verschiedenen Medien, wie z. B. deionisiertem Wasser und
Salzlösungen gemessen, wie sie gewöhnlich in der Produktliteratur beschrieben werden. Z. B. werden Schichten aus
5
im Luftstrom aufgebrachten Papier und Tissue, die mit Water Lock J 500 und J 550 (0,3 g/dm2, 3g/ft2) laminiert
sind, in der Produktliteratur mit Absorptionsvermögen in destiliertem Wasser bzw. 1 %-iger Salzlösung von 172 und
32 g/dm2 (1600 und 300 g/ft2) bzw. 150 und 28 g/dm2 (1400
und 260 g/ft2) beschrieben. Jedoch werden gemäß der vorliegenen
Erfindung solche Absorptionsvermögen für die alkalischen Elektrolytlösungen, in welche solcheMaterialien
eingebracht wurden, gemessen, wobei solchen Absorptionsvermögen in alkalischen Lösungen niedriger sind als
für Salzlösungen.
Die Menge des verwendeten Absorptionmaterials, wie z. B. des Geliermittels, hängt von seiner Flüssigkeitabsorptionsrate
und der Art der Anwendung, d. h. ob es mit der
Kathode vermischt ist oder mit ihrer Oberfläche integral ist, ab. Da die Kathode in einem mit Luft depolarisierten
Element eher eine katalytische Kathode als eine aktive ist, können gro£a Mengen des Geliermaterials der Kathode
ohne Verringerung der Kapazität des Elements zugesetzt
werden. Jedoch sollten aus anderen Überlegungen (abgesehen
von wirtschaftlichen Erwägungen) sehr große Einschlüße begrenzt werden. Die Kathode darf nicht zu
einem gelartigen Material gebildet werden, wodurch sie ihre bauliche Einheit verliert; überschüssige Mengen von
Absorptionsmaterial in der Kathode würden dazu führen, daß größere Mengen an Elektrolyten festgehalten werden,
was möglicherweise zu einer schädlichen Überflutung der mit Luft depolarisieten Kathode führt.
Die geringste Menge an Geliermaterial muß beim Einfügen
in die Kathodenoberfläche ausreichend sein, um eine kontunierliche Beschichtung der Oberfläche der Kathode
09.04.1986 KW&B: JL6DU03763-01
benachbart zum Scheider zu bilden, wodurch der Scheider mit der Kathode haftend verbunden wird. Bevorzugt wird
eine ausreichende Menge, die genügend Elektrolyten zurückhält, wodurch sie als ein Elektrolytenbehälter für
die Kathode wirkt, ohne sie zu überfluten. Zusätzliche Mengen an Geliermittel zwischen Kathode und Scheider
würden die Menge an Volumen, die für aktives Anodenmaterial verfügbar ist, verringern ohne gleichzeitigen Nutzen,
abgesehen davon, daß sie zu viel Elektrolyt an solchem Ort zurückhält.
Die vorliegende Erfindung ist besonders nützlich in Knopfzellen mit Durchmessern über 1,27 cm (0,5 inch), da
Scheider, die solche Durchmesser aufweisen, mit größerer Wahrscheinlichkeit von einer Kathodenoberfläche abgelöst
werden. Bei Elementen anderer Gestalten und Abmessungen dient das Absorptionsmaterial jedoch dem zusätzlichen
wichtigen Zweck, daß es als Elektrolytenreservoir" für die hydrophobe Kathode dient, wodurch die Effekte des "Aus-
trocknens" des Elements so gering wie möglich gehalten werden können.
Zu Scheidermaterialien, die in Metall/Luft-Elementen verwendet werden, gehören sowohl das vorerwähnte mikro-
poröse Polypropylen als auch andere Scheidermaterialien einschließlich mikroporösem Polyethylen, Polyvinylchlorid
(PVC), Zellophan, Acrylonitril usw.
Verschiedene Methoden sind zum Einfügen des Geliermate-
r.ials in die Kathodenoberfläche anwendbar, wie z. B. das
Aufbringen des Geliermaterials (gewöhnlich in Pulverform) auf das fertige Kathodenblech vor dem Laminieren mit dem
Scheider und das Pressen des Geliermaterials in die Kathodenoberfläche
durch Kalandrieren. Ein anderes Verfahren besteht in dem direkten Zusatz des Geliermittels zu
der Kathodenmischung, im allgemeinen in Mengen im Bereich
09.04.1986 - ' KW&F: -t6DU03763-01
von 2 bis 2 0 Gew.-% der Kathode. Das am meisten bevorzugte Verfahren mit den wirkungsvollsten Ergebnissen enthält
die folgenden Schritte: man dispergiert das Geliermaterial auf eine Arbeitsfläche, wie z. B. ein Stahlband
und danach dispergiert man das kohlehaltige Kathodenmaterial darauf. Beide Materialien werden dann zu einem
Sieb verpreßt unter Bildung der Kathode, die dann mit dem Scheider an der Geliermaterialseite der Kathode laminiert
wird.
um die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung mehr zu
verdeutlichen, werden die folgenden Vergleichsbeispiele gebracht. Es ist jedoch selbstverständlich, daß solche
Beispiele nur zur Verdeutlichung dienen und die vorlie-
gende Erfindung nicht auf die speziellen Beispiele beschränkt sein soll. Soweit nicht anders bestimmt wird,
sind alle Teile Gewichtsteile.
Beispiel 1
20
20
Identische Zink/Luft-Elemente vom Knopftyp mit 1,55 cm
(0,610 inch) Durchmesser und 0,60 cm Höhe (0,238 inch) werden mit 1,34 g einer 3 %-igen mit Quecksilber amalgamierten
Zinkanode, die Water Lock J-550 (der Grain Processing Corp.) als Geliermittel enthält, hergestellt.
Die Höhe der Anode beträgt 0,5 cm (0,197 inch) und die Höhe des Hohlraums beträgt 0,089 cm (0,035 inch). Die
Kathode ist aus mit PTFE gebundener Kohle, die mit Mangandioxid katalysiert ist und auf einem Stromsammler aus
einem Nickelsieb gelagert ist, hergestellt. Ein Scheider aus einem mikroporösen Polypropylenfilm ist an die Kathodenoberfläche,
die zur Anode gerichtet ist, laminiert und ein Film aus ungesintertem PTFE ist an die andere Oberfläche
der Kathode als die luftdurchlässige hydrophobe
Elektrolytenschranke laminiert.
Die Elemente enthalten jeweils 410 mg einer 30 %-igen
09.04.1986
A-
KOH-Lösung als Elektrolyt. Eine Gruppe aus 32 Elementen (Gruppe I) wird mit Kathoden hergestellt, die durch Bespritzen
von Water Lock J-550 auf ein Stahlband/ Verteilen der Kathodenmischung aus Kohle, PTFE und MnO darauf
und Einpressen des Nickelsiebs in die Kathode hergestellt sind. Das Water Lock J-550 und die Kathodenoberfläche
werden mit solchem Verpressen einstückig gemacht. Die zweite Gruppe aus 32 Elementen (Gruppe II) werden
ohne solches Spritzen hergestellt und sind beispielhaft für den Elementenbau nach dem Stand der Technik. Die
Elementewerden getestet, indem man sie im Ofen bei Raum-
o ο feuchtigkeit (R.H.) einen Monat lang auf 66 C (150 F)
erhitzt. Die Zellen werden während des Monats dem Ofen entnommen und ihre Impedanz, Grenzstrom und Kapazität
geprüft (alle Elemente werden durch einen 50 Ohm-Widerstand auf eine Abschaltung von 1,1 Volt entladen). Die
gemittelten Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben:
Gruppe I (Stand der Technik) Tage Grenzstrom
3
7
7
14
21
28
21
28
(mA)
31.629
31.416
31.050
30.829
29.909
31.416
31.050
30.829
29.909
Kapazität (mfth)
937 943 948 927 938
Gruppe II | (J-550 verspritzt) |
Grenzstrom | Kapazität |
(rnA) | (mfth) |
32.139 | 930 |
32.979 | 961 |
32.816 | 950 |
32.646 | 966 |
31.665 | 920 |
Aus den angegebenen Werten ist ersichtlich, daß der Grenzstrom für die Elemente der vorliegenden Erfindung
wesentlich höher ist als derjenige der Elemente nach dem Stand„der Technik und daß die Kapazität der erfindungsgemäßen
Elemente etwa dieselbe ist wie diejenige der bekannten Elemente. Eine erwartete Kathodenüberflutung
09.04.1986
Γ/ί3
KW&P: 16DU03763-01
bei Verwendung des J-55 0 als Äbsorptionsmaterial war
nicht ersichtlich, da kein Abfall der Elementenleistung erfolgte.
Zusätzliche Elemente (32 in jeder Gruppe) werden wie in Beispiel 1 hergestellt; diese Elemente werden in einem
Test mit 0 % relativer Luftfeuchtigkeit getestet, was die schlimmsten Bedingungen, d. h. das Austrocknen des Elements,
nachahmt. Die Elemente werden gewogen und in einem Trockenschrank einen Monat lang getrocknet und während
dieses Zeitraums entnommen und gewogen, um den Prozentsatz an Wasserverlust zu bestimmen; die Entladung wurde
unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 getestet. Der Wasserverlust der Elemente, die dieselbe Zeitdauer
getrocknet wurden, war im wesentlichen derselbe (innerhalb von 4 mg Differenz zueinander). Die durchsctinittlichen
Ergebnisse werden in Tabelle II wiedergegeben:
Gruppe I (Stand der Technik)
Gruppe II (F-550 verspritzt)
Tage | % H0O | Grenzstrom | Kapazität | Grenzstrom | Kapazität |
Verlust | (mA) | (mAh) | (mA) | (mAh) | |
2 | 6 % | 27.486 | 933 | 28.331 | 911 |
8 | 20 % | 8.253 | 103 | 30.689 | 890 |
11 | 22 % | 9.391 | 108 | 25.813 | 855 |
15 | 35 % | 4.239 | 0 | 22.484 | 588 |
22 | 39 % | 5.933 | 0 | 18.166 | 488 |
Sowohl der Grenzstrom als auch die Kapazität sind wesent-
09.04.1986
KW&F: 16DU03763-01
lieh höher für die Zellen gemäß der vorliegenden Erfindung trotz im wesentlichen gleichen Mengen an Wasserverlust
bei den Zellen nach dem Stand der Technik.
Die in Beispiel 1 hergestellte Elemente (8 in jeder Gruppe) werden 10 Minuten lang gerüttelt, um Versandbedingungen
zu simulieren. Die Elemente werden dann gelagert und auf ihre Impedanz geprüft; die durchschnittlichen
Ergebnisse sind in Tabelle III enthalten:
I (Stand der | Tabelle | 3 | Gruppe I | |
Gruppe | Impedanz (Ohm) |
Technik) | Impedanz (Ohm) |
|
Tage | 6.924 | 4.586 | ||
7 | 10.868 | 5.344 | ||
27 | 10.195 | 5.564 | ||
40 | ||||
Die Impedanzwerte der Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung sind beträchtlich höher ohne wesentlichen Güteabfall
im Vergleich zu den Elementen nach dem Stand der Technik.
Selbstverständlich sind die oben angegebenen Beispiele nur zur Verdeutlichung angeführt und zeigen die Wirksamkeit
der erfindungsgemäßen Zellen im Vergleich zu Zellen nach dem Stand der Technik. Entsprechend ist die vorliegende
Erfindung nicht auf die speziellen beschriebenen Ausführungsbexspiele beschränkt. Änderungen können bezüglich
des verwendeten Materials, der Konstruktion und der Anordnung der Elemente und der Elementenbestandteile wie
09.04.1986 KW&P: 16DU03763-01
auch bezüglich der relativen Anteile an solchen Materialien durchgeführt werden, ohne den Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung, wie sie durch die folgenden Ansprüche definiert wird, zu verlassen.
Claims (10)
1. Mit Luft depolarisiertes Metallelement, enthaltend
eine Metallanode, eine hydrophobe katalytisch^ Kathode, einen Scheider dazwischen und einen flüssigen
alkalischen Elektrolyten, dadurchgekennzeichnet, daß der Scheider fest an die Kathode laminiert ist mittels
eines Materials, das den Elektrolyten absorbieren kann, das mit der Oberfläche der Kathode benachbart
zu dem Scheider einstückig verbunden ist.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Zink ist.
3. Element nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anode mit einem Gelierungsmittel gelförmig ausgebildet ist und daß das Gelbildungsmaterial
im wesentlichen dieselbe Absorptionsfähigkeit hinsichtlich des flüssigen alkalischen Elektrolyten
besitzt wie das Gelierungsmittel.
4. Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gelierungsmittel in der Anode und das Gelbildungsmaterial dieselben sind.
5. Element nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gelbildungsmaterial Stärke-Pfropfmischpolymerisate,
Xanthangummi, ein quervernetztes Polyacrylamid, quervernetztes CMC, quervernetzte
Polyacrylsäure, Alkali-verseiftes Polyacrylnitril
und/oder Polyacrylsäure ist.
6. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheider aus mikroporösem
Polypropylen, mikroporösem Polyethylen, Polyvinylchlorid (PVC), Zellophan oder Acrylonitril besteht.
7. Element nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelbildungsmaterial innerhalb
der Kathode homogen dispergiert ist.
8. Element nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gelbildungsmaterial 2 bis Gew.-% der Kathode ausmacht.
n_
9. Element nach einem der Ansprüche 3 bis 6 und 8, da-25
durch gekennzeichnet, daß das Gelbildungsmaterial dadurch mit der Kathodenoberfläche einstückig verbunden
ist, daß es darauf gepreßt ist.
10. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zelle eine Konfiguration vom Typ Knopfzelle mit einem Durchmesser über 1,27 cm
(0,5 inch) besitzt.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
US06/726,443 US4585710A (en) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | Zinc/air cell cathode |
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DE3613237C2 DE3613237C2 (de) | 1995-08-10 |
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ID=24918622
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