DE69919401T2 - Verschluss einer elektrochemischen zelle - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft elektrochemische Zellen.
  • Elektrochemische Zellen, wie z. B. alkalische Batterien, werden herkömmlicherweise als Energiequellen verwendet. Im allgemeinen weisen alkalische Batterien eine Kathode, eine Anode, einen Separator und eine alkalische Elektrolytlösung auf. Die Kathode wird typischerweise aus einem Kathodenmaterial, wie z. B. Mangandioxid, Kohlenstoffteilchen, alkalischer Elektrolytlösung und einem Bindemittel gebildet. Die Anode kann aus einem Gel umfassend eine alkalische Elektrolytlösung und ein Anodenmaterial, wie z. B. Zinkteilchen, gebildet werden. Der Separator wird zwischen der Kathode und der Anode angeordnet. Die Elektrolytlösung, die in der gesamten Batterie dispergiert ist, kann eine Hydroxidlösung, wie z. B. wässriges Kaliumhydroxid, sein. Die Kapazität der elektrochemischen Zelle steht in Beziehung zu der Menge an Anodenmaterial und Kathodenmaterial, die in der Zelle innerhalb der physikalischen und chemischen Einschränkungen der Zelle und der elektrochemischen Leistungsparameter einnehmen kann.
  • Im allgemeinen betrifft die Erfindung eine elektrochemische Zelle mit einer hohen Kapazität. Die Zellkapazität kann durch ein Verfahren erhöht werden, bei dem die Zellkomponenten so ausgewählt werden, dass bestimmte Volumenverhältnisse in der Zelle erzielt werden. Spezielle Volumenverhältnisse, die zu einer hohen Kapazität führen, umfassen das Verhältnis des inneren Zellvolumens zu dem äusseren Volumen. Unter Verwendung dieses Verfahrens können Zellen mit einer verbesserten Kapazität, die die Sicherheitsmerkmale beibehalten, hergestellt werden. Zudem kann das Verfahren zu einer Verminderung der Menge an Gehäuse-, Kappen- und Dichtungsmaterial, die in der Zelle verwendet werden, führen.
  • Die Erfindung betrifft eine elektrochemische Mangandioxidzelle einer der Zellgrössen AAAA, AAA, AA, C oder D, gemäss Spezifikation durch die IEC, umfassend ein Gehäuse, eine isolierende Dichtung und eine Endkappe. Das Gehäuse weist einen inneren Durchmesser, ein geschlossenes Ende mit einer inneren Verschlussoberfläche und ein offenes Ende auf. Die isolierende Dichtung weist ein Dichtevolumen und eine Dichtedicke zwischen 0,30 und 0,80 mm auf. Die Endkappe weist eine Struktur mit radialer Federfunktion auf, wobei die isolierende Dichtung an der Endkappe anliegt, wodurch der Zellverschluss gebildet wird. Der Zellverschluss weist ein Verschlussvolumen auf. Das Gehäuse und der Zellverschluss sind am offenen Ende des Gehäuses mit der isolierenden Dichtung zwischen dem Gehäuse und der Endkappe angeordnet, wodurch die Zelle gebildet wird. Die Zelle weist ein inneres Zellvolumen auf, das durch die innere Verschlussoberfläche, die innere Oberfläche des geschlossenen Endes und den Innendurchmesser des Gehäuses definiert ist. Zudem weist die Zelle einen äusseren Durchmesser und eine äussere Höhe innerhalb der Zellgrössenhülle auf. Die Zellgrössenhülle hat ein äusseres Volumen.
  • Das Verhältnis des inneren Zellvolumens zu dem äusseren Volumen ist grösser als 0,86, vorzugsweise grösser als 0,90, und noch bevorzugter grösser als 0,92. Das Verhältnis des Verschlussvolumens zu dem äusseren Volumen kann z. B. weniger als 0,07, vorzugsweise weniger als etwa 0,05, und bevorzugter weniger als etwa 0,045 betragen. Das Verhältnis des Verschlussvolumens zu dem inneren Zellvolumen kann z. B. weniger als etwa 0,06 betragen. Das Verhältnis des Dichtevolumens zu dem inneren Zellvolumen kann z. B. weniger als etwa 0,02 betragen. Das Verhältnis des Dichtevolumens zu dem äusseren Volumen kann z. B. weniger als etwa 0,02 betragen.
  • Ein Verhältnis des Verschlussvolumens zu dem äusseren Volumen kann weniger sein als etwa 0,175 – 0,393·{log10 (äusseres Volumen)} + 0,386·{log10(äusseres Volumen)}2 – 0,113·{log10(äusseres Volumen)}3. Ein Verhältnis des Dichtevolumens zu dem äusseren Volumen kann weniger als 0,02 – 0,0065·{log10(äusseres Volumen)} sein. Ein Verhältnis des inneren Zellvolumens zu dem äusseren Volumen kann grösser als 0,16·{log10(äusseres Volumen)}3 – 0,55·{log10(äusseres Volumen)}2 + 0,55·{log10(äusseres Volumen)} + 0,58 sein. Vorzugsweise ist log10(äusseres Volumen) weniger als 1.
  • Der äussere Durchmesser der Zelle kann etwa 10 mm (z. B. 10,2 mm; AAA-Zelle), etwa 14 mm (z. B. 14,5 mm; AA-Zelle), etwa 8 mm (z. B. 8,3 mm; AAAA-Zelle), etwa 27 mm (z. B. 26,6 mm; C-Zelle) oder etwa 34 mm (z. B. 34,2 mm; D-Zelle) betragen. Vorzugsweise kann der äussere Zelldurchmesser etwa 10 mm, etwa 14 mm oder etwa 8 mm betragen.
  • Andere Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung der erfindungsgemässen Ausführungsformen und aus den Ansprüchen deutlich werden.
  • 1 ist eine schematische Zeichnung, die eine Querschnittsansicht einer elektrochemischen Zelle zeigt;
  • 2 ist eine Grafik, die das Verhältnis des Dichtevolumens zu dem äusseren Volumen für jede der Zellgrössen zeigt;
  • 3 ist eine Grafik, die das Verhältnis des Verschlussvolumens zu dem äusseren Volumen für jede der Zellgrössen zeigt;
  • 4 ist eine Grafik, die das Verhältnis des inneren Zellvolumens zu dem äusseren Volumen für jede der Zellgrössen zeigt.
  • In 1 umfasst eine elektrochemische Zelle (8) eine Endkappe (10) und ein Zellgehäuse (20). Das Zellgehäuse (20) umfasst ein offenes Ende (22) und ein geschlossenes Ende (24) und einen Innendurchmesser (D1). Das geschlossene Ende (24) weist eine Innenoberfläche (26) auf. Die Zelle (8) hat Dimensionen, die in die Gesamtzellhöhen- und -breitendimensionen passen, die gemeinsam eine Zellgrössenhülle bilden, wie durch die International Electrotechnical Commission (IEC) für eine Vielzahl von Zellgrössen, einschliesslich AAAA-, AAA-, AA-, C- und D-Zellgrössen, spezifiziert. Beispielsweise weisen Zellen der Grösse AAAA (IEC-Bezeichnung: "LR61"-Zellen) eine Zellgrössenhülle mit einem Durchmesser von etwa 7,7 bis 8,3 mm und einer Länge von etwa 41,5 bis 42,5 mm auf, Zellen der Grösse AAA (IEC-Bezeichnung: "LR03"-Zellen) weisen eine Zellgrössenhülle mit einem Durchmesser von etwa 9,5 bis 10,5 mm und einer Länge von etwa 42,5 bis 44,5 mm auf, Zellen der Grösse AA (IEC-Bezeichnung: "LR06"-Zellen) weisen eine Zellgrössenhülle mit einem Durchmesser von etwa 13,5 bis 14,5 und einer Länge von etwa 49,0 bis 50,5 mm auf, Zellen der Grösse C (IEC-Bezeichnung: "LR14"-Zellen) weisen eine Zellgrössenhülle mit einem Durchmesser von etwa 26,2 bis 28,7 mm und einer Länge zwischen etwa 48,5 und 50,5 mm auf, und Zellen der Grösse D (IEC-Bezeichnung: "LR20"-Zellen) weisen eine Zellgrössenhülle mit einem Durchmesser von etwa 32,2 bis 34,2 mm und einer Länge von etwa 59,5 bis 61,5 mm auf. Die entsprechenden idealisierten Zylindervolumina auf Grundlage der IEC-Gesamtzellhöhe und -breite, oder die Zellgrössenhülle, definieren das äussere Volumen (200) für eine bestimmte Zellgrösse. Die Zelle (8) weist einen äusseren Durchmesser (D2) und eine äussere Höhe (H2) auf. Für eine bestimmte Zellgrösse werden der Durchmesser (D2) und die Höhe (H2) so ausgewählt, dass sie innerhalb der Zellgrössenhülle liegen. Das Gehäuse (20) kann aus vernickeltem Stahl sein.
  • Die isolierende Dichtung (30) stellt eine Dichtung zwischen dem offenen Ende (22) und der Endkappe (10) bereit. Die isolierende Dichtung (30) und die Endkappe (10) zusammen bilden den Zellverschluss (32). Der Zellverschluss (32) weist eine innere Oberfläche (35) auf. Die isolierende Dichtung (30) weist ein Dichtevolumen (36) auf, das bestimmt werden kann durch Teilen der Masse der Dichtung durch die Dichte des Dichtungsherstellungsmaterials. Der Zellverschluss (32) weist ein Verschlussvolumen (38) auf. Das Verschlussvolumen (38) ist die Summe des Dichtevolumens (36), dem Teil des Stromsammlervolumens (37), das durch den Verschluss (32) zur Projektionsoberfläche (39) hindurchgeht, und dem Volumen der Endkappe (10). Die Projektionsoberfläche (39) erstreckt sich durch den Stromsammler (60) als eine imaginäre Verlängerung (eine horizontale Oberfläche in der Zelle wird als eine Linie in dem in 1 gezeigten Querschnitt dargestellt) der Verschlussinnenoberfläche (35). Somit umfasst das Verschlussvolumen (38) das Stromsammlervolumen (37). Das Verschlussvolumen (38) kann durch Verminderung des Dichtevolumens (36) oder anderweitig durch Verändern der Geometrie der Dichtung (30) und des Designs der Endkappe (10) vermindert werden. Die Endkappe (10) kann aus einem leitfähigen Metall mit guter mechanischer Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, wie z. B. vernickeltem, kaltgewalztem Stahl oder rostfreiem Stahl, vorzugsweise vernickeltem Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt, hergestellt werden.
  • Die Endkappe (10) ist so gestaltet, dass sie eine Struktur mit radialer Federfunktion aufweist, wie in den US-PSen 5 759 713 oder 5 532 081 beschrieben, die beide zu der vorliegenden Offenbarung gehören. Eine radiale Federgestaltung ermöglicht es, dass die Endkappe (10) hohen radialen Druckkräften standhalten kann, wenn das Gehäuse (20) um die Endkappe (10) und die Dichtung (30) gefalzt wird, um eine feste Dichtung bereitzustellen, selbst wenn die Zelle extremen Umgebungstemperaturen ausgesetzt wird.
  • Die isolierende Dichtung (30) kann eine isolierende Scheibe oder Gummidichtung sein. Die isolierende Scheibe (30) kann aus einem einzigen Stück eines isolierenden Kunststoffmaterials, wie z. B. spritzgegossenem Kunststoff, gebildet sein. Die isolierende Dichtung (30) kann aus einem beständigen, korrosionsbeständigen Kunststoff, wie z. B. einem Polyamid (z. B. Nylon, wie Nylon 6, 6), Polypropylen, mit Talk gefülltem Polypropylen, sulfoniertem Polyethylen oder anderen polyamidartigen Polymeren bestehen. Die isolierende Dichtung (30) kann für Wasserstoff durchlässig sein. Geeignete isolierende Dichtungsmaterialien und -strukturen sind z. B. in den US-PSen 5 080 985 und 5 750 283 oder der US-Patentanmeldung Nr. 09/047 264, eingereicht am 24. März 1998, beschrieben, die jeweils zu der vorliegenden Offenbarung gehören.
  • Jede Endkappe (10) umfasst eine Öffnung (12), die verschiedenartig geformt sein kann, einschliesslich kreisförmig, oval, rechteckig und quaderförmig. Die isolierende Dichtung (30) umfasst eine kleine reissbare Membran (34) unter der Öffnung (12). Die Grösse der Öffnung (12) und die Dicke der darunterliegenden reissbaren Membran (34) können jeweils so eingestellt werden, dass die Membran (34) durch die Öffnung (12) durchgedrückt wird und reisst, wenn der Gasdruck innerhalb der Zelle (8) ein vorherbestimmtes Niveau erreicht. Zum Beispiel können die Dicke der Membran (34) vorteilhaft zwischen etwa 0,05 und 0,40 mm (z. B. zwischen 0,20 und 0,40 mm) und die Fläche der Öffnung (12) zwischen etwa 3 mm2 und 50 mm2 liegen. Die Dicke der Dichtung für die Zellen der Grössen AAAA, AAA, AA, C und D liegt zwischen 0,30 und 0,80 mm.
  • Die Endkappe (10) ist ein elektrischer Kontakt mit einem verlängerten Stromsammler (60). Der Stromsammler (60) erstreckt sich in das innere Zellvolumen (100) und bringt das Kathodenmaterial (110) mit der Zelle (8) in Kontakt. Der Stromsammler (60) kann aus einer Vielzahl von bekannten, elektrisch leitfähigen Metallen, die sich als Stromsammlermaterialien nützlich erwiesen haben, ausgewählt werden, z. B. Messing, verzinntes Messing, Bronze, Kupfer oder Indium-galvanisiertes Messing. Die Endkappe (10) kann die Funktion eines elektrischen Endes für die Zelle (z. B. ein negatives Ende für die alkalische Zelle) aufweisen. Das Gehäuse (20) ist mit dem Anodenmaterial (120) in der Zelle (8) in Kontakt, und das geschlossene Ende (24) kann die Funktion des anderen elektrischen Endes für die Zelle aufweisen. In einer alkalischen Zelle kann das Anodenmaterial (120) Zinkmetall enthalten, und das Kathodenmaterial (110) kann Mangandioxid enthalten. Geeignete Zink- und Mangandioxidmaterialien sind in der Technik bekannt und z. B. in den US-PSen 4 585 716, 5 277 890, 5 348 726, 5 482 796 oder 5 391 365 beschrieben. Das innere Zellvolumen (100) umfasst auch einen Kaliumhydroxidelektrolyten. Geeignete Elektrolyten sind in der Technik bekannt. Das Trennmaterial (130), wie z. B. Kunstseide oder Cellulose, befindet sich zwischen dem Anodenmaterial und dem Kathodenmaterial.
  • Wenn die Endkappe (10), das Gehäuse (20) und die Dichtung (30) ausgewählt sind, wird das Gehäuse mit dem Anodenmaterial und dem Kathodenmaterial gefüllt, die Zelle durch Einführen des Zellverschlusses (32) in das offene Ende (22) des Gehäuses (10) geschlossen und die Zelle versiegelt. Das offene Ende (22) wird mit der Endkappe (20) z. B. durch radiales Falzen versiegelt, wie in US-PS 5 150 602 beschrieben, das hiermit zur Offenbarung gehört.
  • Die elektrochemische Zelle kann einen Zustandsprüfer für die Zelle umfassen, wie z. B. einen thermochromen Prüfer für die Zelle, wie in den US-PSen 5 612 151 oder 5 614 333 beschrieben, die jeweils zur Offenbarung gehören, einen elektrochemischen Prüfer, wie in US-PS 5 339 024 beschrieben, der hiermit zur Offenbarung gehört, oder einen coulometrischen Prüfer, wie in US-PS 5 627 472 beschrieben, der hiermit zur Offenbarung gehört. Die Volumeneffizienz der Zellen wird als ein Ergebnis der Kombination von zahlreichen Verminderungen des Zellvolumens, das durch nicht-reaktive Elemente der Zelle ausgefüllt wird, erreicht. Die nicht-reaktiven Elemente sind in erster Linie Strukturelemente in der Zelle, wie die Gesamtzellhöhe, der äussere Durchmesser des Gehäuses, die Zellverschlusshöhe, die Wanddicke, die Kerndicke (wie in IEC Publication 86-2, 1A, Dimension F und G definiert) und die Kathodenhöhe. Die Grösse dieser Komponenten kann innerhalb der Beschränkungen des äusseren Volumens einer Zellgrösse so ausgewählt werden, dass die Zellkapazität erhöht wird. Diese Auswahl kann zu einem höheren inneren Zellvolumen führen. Zum Beispiel beansprucht die Endkappe (10) innerhalb der Zelle (8) weniger Raum als die herkömmlichen Hochdruckendkappen für alkalische Zellen. Zudem beansprucht die Dichtung (30) in der Zelle (8) weniger Innenvolumen. Die Struktur dieser zwei Komponenten kann die Gesamtkapazität der Zelle erhöhen. In einem anderen Beispiel können die isolierende Dichtung (30) und die Endkappe (10) überall in Kontakt sein, wodurch keine Volumenlücken hinterlassen werden, wodurch das Verschlussvolumen (36) minimiert wird. Indem weniger Raum innerhalb der Zelle beansprucht wird, kann das innere Zellvolumen (100) innerhalb der Einschränkungen des äusseren Volumens (200) erhöht werden, wodurch die Menge an zusätzlichen Anoden- und Kathodenmaterialien, die in der Zelle enthalten sein können, erhöht und die Zellkapazität erhöht werden.
  • Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung und beschränken die Erfindung nicht.
  • BEISPIELE 1 BIS 5 (REFERENZBEISPIELE)
  • Tabelle 1 führt einige der Dimensionen der Zellkomponenten auf, die für die Herstellung der fünf verschiedenen Zellgrössen verwendet werden. Beispiel 1 ist eine Zelle der Grösse D, Beispiel 2 ist eine Zelle der Grösse C, Beispiel 3 ist eine Zelle der Grösse AA, Beispiel 4 ist eine Zelle der Grösse AAA und Beispiel 5 ist eine Zelle der Grösse AAAA.
  • TABELLE 1
    Figure 00100001
  • Die Tabellen 1A und 1B führen jeweils einige der Dimensionen von Vergleichszellen auf, die der Beschränkung an das äussere Volumen, wie in den Beispielen 1A bis 5A und den Beispielen 1B bis 4B genügen.
  • TABELLE 2
    Figure 00120001
  • TABELLE 3
    Figure 00120002
  • Die Beziehungen zwischen dem Verhältnis des Dichtevolumens zu dem äusseren Volumen jeder Zelle (als Prozentsatz) sind in 2 gezeigt. 2 ist eine Grafik, die das Verhältnis des Dichtevolumens zu dem äusseren Volumen für jede der Zellgrössen zeigt, ausgedrückt als log10 (äusseres Volumen). Die Kurve (X1) zeigt die Zellen der Beispiele 1 bis 5; die Kurve (A1) zeigt die Zellen der Beispiele 1A bis 5A und die Kurve (B1) zeigt die Zellen der Beispiele 1B bis 4B. Die einzelnen Quadrate der aufgetragenen Daten der Beispiele 1 bis 5 ergaben die Kurve (X1), die die folgende Formel für log10 (äusseres Volumen) 100·(Dichtevolumen)/(äusseres Volumen) = – 0,6489·{log10(äusseres Volumen)} + 1.9976und eine Korrelation (R2) von 0,9453 aufwies. Wenn das Verhältnis nicht als Prozent ausgedrückt ist, werden beide Seiten der Formel durch 100 geteilt.
  • Die Beziehungen zwischen dem Verhältnis des Verschlussvolumens zu dem äusseren Volumen jeder Zelle (als Prozentsatz) sind in 3 gezeigt. 3 ist eine Grafik, die das Verhältnis des Dichtevolumens zu dem äusseren Volumen für jede der Zellgrössen zeigt, ausgedrückt als log10 (äusseres Volumen). Die Kurve (X2) zeigt die Zellen der Beispiele 1 bis 5; die Kurve (A2) zeigt die Zellen der Beispiele 1A bis 5A und die Kurve (B2) zeigt die Zellen der Beispiele 1B bis 4B. Die einzelnen Quadrate der aufgetragenen Daten der Beispiele 1 bis 5 ergaben die Kurve (X2), die die folgende Formel für log10 (äusseres Volumen) 100·(Verschlussvolumen)/(äusseres Volumen) = – 11,312·{log10(äusseres Volumen)}3 + 38,603·{log10(äusseres Volumen)}2 – 39,283·{log10 (äusseres Volumen)} + 17,571und eine Korrelation (R2) von 0,9925 aufwies.
  • Weiterhin sind die Beziehungen zwischen dem Verhältnis des inneren Zellvolumens zu dem äusseren Volumen für jede Zelle (als Prozentsatz) in 4 aufgetragen. 4 ist eine Grafik, die das Verhältnis des inneren Zellvolumens zu dem äusseren Volumen für jede der Zellgrössen zeigt, ausgedrückt als log10 (äusseres Volumen). Die Kurve (X3) zeigt die Zellen der Beispiele 1 bis 5; die Kurve (A3) zeigt die Zellen der Beispiele 1A bis 5A und die Kurve (B3) zeigt die Zellen der Beispiele 1B bis 4B. Die einzelnen Quadrate der aufgetragenen Daten der Beispiele 1 bis 5 ergaben die Kurve (X3), die die folgende Formel für log10 (äusseres Volumen) 100·(inneres Volumen)/(äusseres Volumen) = 16,53·{log10(äusseres Volumen)}3 – 55,00·(log10(äusseres Volumen)}2 + 55,18·{log10(äusseres Volumen)} + 58,23und eine Korrelation (R2) von 1,0 aufwies.
  • BEISPIELE 6 BIS 11
  • Ein Satz Zellen wurde unter Auswahl von Zellverschlüssen und isolierenden Dichtungen mit kleineren Volumina als die der Beispiele 1 bis 5 hergestellt. Beispielsweise wurden die Dichtungen der Zellgrösse AA von einem Volumen von 0,432 cm3 auf ein Volumen von 0,120 cm3 verdünnt. In den Beispielen 6 und 7 wiesen die Dichtungen mit grösseren Volumina die in den US-PSen 5 080 985 und 5 750 283 beschriebenen Strukturen auf. In den Beispielen 8 bis 11 wiesen die Dichtungen mit kleineren Volumina die in der US-Patentanmeldung Nr. 09/047 264, eingereicht am 24. März 1998, beschriebene Struktur auf. Im allgemeinen wurde das Dichtevolumen durch Ablegen der Dichtung gegen die Endkappe vermindert, wie in 1 gezeigt, so dass die Kappe Stützen und dicke Strukturflächen vorhergehender Dichtegestaltungen ersetzen kann. Die in 1 gezeigte Dichtung stellt ein allgemeines Design der in den Beispielen 8 bis 11 verwendeten Dichtefamilie dar.
  • Die Dosen der Beispiele 6 und 7 waren 0,010 Inches dick. Die Dosen der Beispiele 8 bis 11 waren 0,008 Inches dick. In den AA-Zellen (Beispiele 8 und 10) waren die Dosen 0,203 mm dick. In den AAA-Zellen (Beispiele 9 und 11) waren die Dosen 0,150 mm dick. Die Form der Dose war die gleiche wie in den Beispielen 6 bis 11.
  • Die Dimensionen der Dosen in den Beispielen 10 und 11 wurden auf die Obergrenze der IEC-Spezifikationen maximiert. In Beispiel 10 war die Zellgrössenhülle, beschrieben durch eine Höhe von 10,5 mm und einer Länge von 44,5 mm, innerhalb der Herstellungstoleranzen. In Beispiel 11 wies die Zellgrössenhülle eine Höhe von 14,5 mm und eine Länge von 50,5 mm innerhalb der Herstellungstoleranzen auf.
  • Die entsprechenden Volumenverhältnisse der Zellen der Beispiele 6 bis 11 sind in Tabelle 2 aufgeführt.
  • Figure 00160001
  • Die Beispiele 6 bis 11 weisen verbesserte innere Volumina und entsprechende Kapazitätssteigerungen auf, wie durch das höhere Verhältnis von innerem Volumen zu äusserem Volumen für die Zellgrösse angegeben. Beispiel 6 umfasst 3,76 A·h Zink. Die Kapazität der Beispiele 8 und 10 steigt linear mit der Erhöhung des inneren Volumens im Vergleich zu der Kapazität von Beispiel 6. Beispiel 7 umfasst 1,80 A·h Zink. Die Kapazität der Beispiele 9 und 11 steigt linear mit der Erhöhung des inneren Volumens im Vergleich zu der Kapazität von Beispiel 7.

Claims (17)

  1. Elektrochemische-Mangandioxidzelle (8) einer der Zellgrössen AAAA, AAA, AA, C oder D, gemäss Spezifikation durch die International Electrotechnical Commission (IEC), gekennzeichnet durch: ein Gehäuse (20) und einen Zellverschluss (32), wobei das Gehäuse (20) einen inneren Durchmesser (D1), ein geschlossenes Ende (24) mit einer inneren Oberfläche des geschlossenen Endes (26) und ein offenes Ende (22) aufweist, und der Zellverschluss eine isolierende Dichtung (30) mit einem Dichtungsvolumen (36) und einer Dichtungsdicke zwischen 0,30 mm und 0,80 mm und einer Endkappe (10) mit einer Struktur, mit radialer Federfunktion, aufweist, wobei die isolierende Dichtung (30) an der Endkappe (10) anliegt, wodurch der Zellverschluss (32) gebildet wird, das Gehäuse (20) und der Zellverschluss (32) an dem offenen Ende (22) des Gehäuses (20) mit der isolierenden Dichtung (30) zwischen dem Gehäuse (20) und der Endkappe (10) verbunden sind, wodurch die Zelle (8) gebildet wird, und der Zellverschluss (32) eine innere Verschlussoberfläche (35) und ein Verschlussvolumen (38) aufweist, die Zelle (8) ein inneres Zellvolumen (100) aufweist, das definiert ist durch die innere Verschlussoberfläche (35), die innere Oberfläche des geschlossenen Endes (26) und den inneren Durchmesser (D1), und die Zelle (8) einen äusseren Durchmesser (D2) und eine äussere Höhe (H2) innerhalb einer Zellgrössenumhüllung mit einem äusseren Volumen (200) aufweist, wobei das Verhältnis des inneren Zellvolumens (100) zu dem äusseren Volumen (200) grösser als 0,86 ist.
  2. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis des inneren Zellvolumens (100) zu dem äusseren Volumen (200) grösser als 0,90 ist.
  3. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 2, wobei das Verhältnis des inneren Zellvolumens (100) zu dem äusseren Volumen (200) grösser als 0,92 ist.
  4. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 1, wobei der äussere Durchmesser (D2) 10 mm beträgt.
  5. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 4, wobei der äussere Durchmesser (D2) 14 mm beträgt.
  6. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis des Verschlussvolumens (38) zu dem äusseren Volumen (200) weniger als 0,07 beträgt.
  7. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 6, wobei das Verhältnis des Verschlussvolumens (38) zu dem äusseren Volumen (200) weniger als 0,05 beträgt.
  8. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 7, wobei das Verhältnis des Verschlussvolumens (38) zu dem äusseren Volumen (200) weniger als 0,045 beträgt.
  9. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 7, wobei der äussere Durchmesser (D2) 10 mm beträgt.
  10. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 7, wobei der äussere Durchmesser (D2) 14 mm beträgt.
  11. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 1; wobei das Verhältnis des Verschlussvolumens (38) zu dem inneren Zellvolumen (100) weniger als 0,06 beträgt.
  12. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis des Dichtungsvolumens (36) zu dem inneren Zellvolumen (100) weniger als 0,02 beträgt.
  13. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis des Dichtungsvolumens (36) zu dem äusseren Volumen (200) weniger als 0,02 beträgt.
  14. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis des inneren Zellvolumens (100) zu dem äusseren Volumen (200) mehr als 0,90 beträgt, das Verhältnis des Dichtungsvolumens (36) zu dem inneren Zellvolumen (100) weniger als etwa 0,02 beträgt, das Verhältnis des Dichtungsvolumens (36) zu dem äusseren Volumen (20) weniger als etwa 0,02 beträgt, das Verhältnis des Verschlussvolumens (38) zu dem inneren Zellvolumen (100) weniger als etwa 0,06 beträgt, und das Verhältnis des Verschlussvolumens (38) zu dem äusseren Volumen (200) weniger als etwa 0,05 beträgt.
  15. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 14, wobei der äussere Durchmesser (D2) 10 mm beträgt.
  16. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 14, wobei der äussere Durchmesser (D2) 14 mm beträgt.
  17. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 1, wobei die Endkappe (10) eine Öffnung (12) umfasst und die isolierende Dichtung (30) eine reissfähige Membran (34) umfasst.
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