JP2007524190A - 電池用アノード - Google Patents

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Abstract

アノードは、亜鉛粒子を含む。少なくとも約30重量％の亜鉛粒子が球状である。

Description

技術分野
本発明は、電池に関する。
関連出願の相互参照
本出願は、２００３年６月１７日出願の米国仮出願第60/479,540号に対する優先権を主張し、この記載内容全体が参照により本明細書に組み入れられる。
背景
一次アルカリ電池などの電池は、電気エネルギー源として一般的に使用されている。一般に、電池は、典型的にはアノードと呼ばれる負極、および典型的にはカソードと呼ばれる正極を含む。アノードは、酸化されることができる活物質（例えば、亜鉛粒子）を含み、カソードは、還元されることができる活物質（例えば二酸化マンガン）を含む。アノードの活物質はカソードの活物質を還元することができる。アノード材料およびカソード材料の間の直接反応を防止するために、アノードおよびカソードは、セパレータによって互いから電気的に絶縁される。
電池が、携帯電話などの装置中の電気エネルギー源として使用される場合、アノードおよびカソードに電気接点が形成され、それによって装置内を電子が流れるようになり、それぞれの酸化反応および還元反応が起こって、電力が得られる。アノードおよびカソードと接触している電解質は、電極の間のセパレータを介して流れるイオンを含有し、放電中の電池全体の電荷バランスを維持する。
概要
本発明は、一般に、球状亜鉛粒子を含むアノードを有する電池に関する。
一局面においては、本発明は、亜鉛粒子を含むアノードを特徴とする。少なくとも約50重量％の亜鉛粒子（例えば、少なくとも約60％、少なくとも約70％、少なくとも約80％、少なくとも約90％、または少なくとも約95重量％の亜鉛粒子）が球状である。ある態様においては、亜鉛粒子は、亜鉛と、アルミニウム、ビスマス、カルシウム、ガリウム、インジウム、リチウム、マグネシウム、鉛、スズ、またはそれらの組み合わせとの合金である。
別の局面においては、本発明は、筐体、ならびに筐体内のカソードおよびアノードを有する電池を特徴とする。アノードは球状亜鉛粒子を含む。ある態様においては、電池がアルカリ電池である。ある態様においては、電池は、単3電池、単4電池、単2電池、または単1電池である。
別の局面においては、本発明は、亜鉛粒子の作製方法を特徴とする。この方法は、約1％未満の酸素（例えば、約0.7％未満、約0.5％未満、約0.3％未満、約0.1％未満の酸素）の雰囲気中に溶融した亜鉛を遠心噴霧することによって亜鉛粒子を作製する段階を含む。少なくとも約30重量％の亜鉛粒子（例えば、少なくとも約50重量％、少なくとも約70重量％の亜鉛粒子）が球状となる。この方法は、亜鉛粒子をアノード中に混入する段階をさらに含むことができる。アノードおよびカソードを電池筐体中に組み込むことによって、電池を作製することができる。
本発明の他の特徴および利点は、本明細書の説明および図面、ならびに特許請求の範囲より明らかとなるであろう。
詳細な説明
図1を参照すると、電池10は、カソード12、アノード14、セパレータ16、および円筒形筐体18を含む。電池10は、集電体20、シール22、および電池の負端子として機能する負極の金属製上部キャップ24も含む。カソード12は筐体18と接触しており、電池10の正端子は、負端子と反対側の電池の末端にある。アルカリ性電解質が電池10全体に分散している。電池10は、例えば、単3、単4、単2、または単1の電池であってよい。
アノード14は、亜鉛金属粒子を含む。アノード中の亜鉛粒子の少なくとも約30重量％（例えば、アノード中の亜鉛粒子の、少なくとも約40％、少なくとも約50％、少なくとも約60％、少なくとも約70％、少なくとも約80％、少なくとも約90％、または少なくとも約95重量％）が球状である。本明細書において使用される場合、球状とは、亜鉛粒子が、約1.0〜約2.0の間、または約1.0〜約1.5の間（例えば約1.0〜約1.25の間）のアスペクト比を有することを意味する。亜鉛粒子のアスペクト比は、2種類の方法によって測定することができる。第1の方法によると、亜鉛粒子のアスペクト比は、その伸張比の逆数（すなわち1/（伸張比））に等しく、ここで伸張比は、亜鉛粒子の測定された1つの直径およびそれの垂直の直径の間の比の最小値である。第2の方法によると、亜鉛粒子のアスペクト比は、亜鉛粒子の最長軸の、最長軸の垂直二等分線の平均に対する比に等しい。この測定は、亜鉛粒子の二次元画像を使用して行うことができる。
球状亜鉛粒子は、好ましくは約100μm〜約300μmの間の平均粒径を有し（Sympatec Low Angle Laser analysisによって測定）、σは約1.4〜約1.8の間である。球状亜鉛粒子は、好ましくは約50cm2/g〜約250cm2/gの間、例えば約100cm2/g〜約150cm2/gの間の平均表面積を有する（B.E.T.分析によって測定）。
球状亜鉛粒子は、亜鉛と、例えば、アルミニウム、ビスマス、カルシウム、ガリウム、インジウム、リチウム、マグネシウム、鉛、スズ、またはそれらの組み合わせとの合金であってよい。
アノード14は、例えば、亜鉛金属粒子、一つまたは複数のゲル化剤またはゲル化剤、およびガス発生防止剤（gassing inhibitor）などの少量の添加剤を含む亜鉛ゲルであってよい。さらに、電解質溶液の一部はアノード全体に分散している。
ゲル化剤の例としては、ポリアクリル酸、ポリアクリロニトリル、グラフト化デンプン材料（例えば、デンプングラフト化ポリアクリル酸、デンプングラフト化ポリアクリロニトリル）、ポリアクリル酸の塩、ポリアクリレート、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、またはそれらの組み合わせが挙げられる。このようなポリアクリル酸の例は、Carbopol 940および934（B.F.Goodrichより入手可能）、ならびにPolygel 4P（3Vより入手可能）であり、グラフト化デンプン材料の例はWaterlock A221（Grain Processing Corporation, Muscatine, IAより入手可能）である。ポリアクリル酸の塩の例は、Alcosorb G1（Ciba Specialtiesより入手可能）である。アノードは、例えば、約0.1重量％〜約2重量％のゲル化剤を含むことができる。
ガス発生防止剤は、ビスマス、スズ、鉛、およびインジウムなどの無機材料であってよい。または、ガス発生防止剤は、リン酸エステル、イオン界面活性剤、または非イオン界面活性剤などの有機化合物であってもよい。イオン界面活性剤の例は、例えば、米国特許第4,777,100号に開示されており、これは参照により本明細書に組み入れられる。
カソード12は、二酸化マンガン、炭素粒子、およびバインダーを含む。電解質溶液は、カソード12全体にも分散している。これより上および下に挙げられている重量％値は、電解質溶液を分散させた後で測定される。
二酸化マンガンは、電気分解によって合成されたMnO2（EMD）、または化学的に合成されたMnO2（CMD）、またはEMDおよびCMDの混合物であってよい。二酸化マンガンの供給元としては、Kerr McGee, Co.（Trona D）, Chem Metals, Co., Tosoh、Delta Manganese, Mitsui Chemicals、およびJMCが挙げられる。
炭素粒子は、カソード中に使用される任意の従来の炭素粒子であってよい。炭素粒子は、例えば黒鉛粒子であってよい。黒鉛は、合成でも非合成でもよく、または合成および非合成の混合物であってよい。好適な黒鉛粒子は、例えば、Brazilian Nacional de Grafite（Itapecerica, MG Brazil（MP-0702X））または日本のChuetsu Graphite Works, Ltd.（Chuetsu grades WH-20AおよびWH-20AF）から入手することができる。カソードは、例えば約3重量％〜約7％の間、例えば約4重量％〜約6.5重量％の間の炭素粒子を含むことができる。
バインダーの例としては、ポリエチレン粉末、ポリアクリルアミド、ポルトランドセメント、ならびにPVDFおよびPTFEなどのフルオロカーボン樹脂が挙げられる。ポリエチレンバインダーの例は、商品名Coathylene HA-1681（Hoechstより入手可能）で販売されている。カソードは、例えば約0.1重量％〜約1重量％の間のバインダーを含むことができる。
カソード12は、さらに別の添加剤を含むことができる。このような添加剤の例は、米国特許第5,342,712号に開示されている、これは参照により本明細書に組み入れられる。カソード12は、例えば約0.2重量％〜約2重量％のTiO2を含むことができる。
セパレータ16は、電池セパレータの任意の従来設計を有することができる。ある態様においては、セパレータ16は、不織非膜材料の2つの層で形成されることができ、一方の層が他方の表面に沿って配置される。セパレータ16の体積を最小限にしながら効率的な電池を得るために、不織非膜材料の各層は、約54g/m2の坪量、約5.4ミルの乾燥時厚さ、および約10ミルの湿潤時厚さを有することができる。これらの態様において、セパレータは好ましくは、不織非膜層の間に膜材料の層および接着剤層を含まない。一般に、これらの層は、無機粒子などの充填剤を実質的に含まなくてよい。
別の態様においては、セパレータ16は、不織材料層と組み合わされたセロハン層を含む。セパレータは、不織材料の追加層も含む。セロハン層は、カソード12またはアノード14と隣接することができる。不織材料は、例えば、約78重量％〜約82重量％のPVA、および約18重量％〜約22重量％のナイロン、および微量の界面活性剤を含む。このような不織材料は、PDMより商品名PA25で入手可能である。
ある態様においては、セパレータ16は、上に積層されたセロハン層（例えば、UCBより入手可能な300P002）を有する不織材料（例えば、PDMより入手可能なPA25）である。
電池10全体に分散される電解質溶液は、電池中に使用される任意の従来の電解質溶液であってよい。電解質は、KOHまたはNaOHの水溶液であってよい。電解質は、例えば、H2O中に溶解した約20重量％〜約50重量％の間のアルカリ性水酸化物を含むことができる。電解質は、約0重量％〜約4重量％の間の酸化亜鉛を含有することができる。
筐体18は、一次アルカリ電池中に使用される任意の従来の筐体であってよい。筐体は、典型的には、内部の金属壁、および熱収縮性プラスチックなどの外部の非導電性材料を含む。任意で、伝導性材料層を、内壁およびカソード12の間に配置することができる。この層は、壁の内面に沿って、カソード12の外周に沿って、またはその両方に沿って配置することができる。伝導性層は、例えば炭素質材料で形成されてよい。このような材料としては、LB1000（Timcalより入手可能）、Eccocoat 257（W. R. Grace ＆ Co.より入手可能）、Electrodag 109（Acheson Industries, Inc.より入手可能）、Electrodag 112（Achesonより入手可能）、およびEB0005（Achesonより入手可能）が挙げられる。伝導性層を取り付ける方法は、例えば、カナダ特許第1,263,697号明細書に開示されており、これは参照により本明細書に組み入れられる。
集電体20は、真鍮などの好適な金属から作製される。シール22は、例えばナイロンでできていてよい。
図2を参照すると、球状亜鉛粒子は、遠心噴霧によって作製することができる。図2において、遠心噴霧装置110は、加熱炉112、および噴霧チャンバー114を含む。噴霧チャンバーは、低酸素雰囲気（例えば、約0.001％〜約1.0％の間の酸素、より好ましくは約0.5％未満の酸素）に維持される。チャンバー114内の残りの気体は不活性ガス（例えば、アルゴン、ヘリウム、窒素）である。例えば、このチャンバーは、約0.01％〜約0.50％の間の酸素を含み、残りの気体が窒素であってよい。
噴霧チャンバー114内部には、カップ116が配置される。カップ116は、例えば黒鉛製であってよく、約5cm〜約50cmの間、例えば約10cm〜約20cmの間の直径を有することができる。カップ116は、約0.1cm〜約10cmの間、例えば約2cm〜約3cmの間の深さを有することができる。モーター122（例えば7.5hpモーター）がシャフト133と連結され、これがさらにカップ116と連結される。
樋118が、加熱炉112を、噴霧チャンバー114の上部に配置されたタンディッシュ120まで接続する。
図示していないが、遠心噴霧装置110は、モーター122およびカップ116の間に配置される滑車系などの他の構成要素を含むことができる。
運転中、モーター122がカップ116を駆動させ、それによってカップが回転する。このカップは、約500rpm〜約50,000rpm（例えば、約6000rpm〜約8500rpm）の間の回転速度で回転することができる。
亜鉛および合金成分が、加熱炉112中に供給され、その中で亜鉛および合金成分が溶融する。溶融した合金は、約1ppm〜約5,000ppm（溶融した金属の質量が基準）の合金成分（例えば、アルミニウム、ビスマス、カルシウム、ガリウム、インジウム、リチウム、マグネシウム、鉛、スズ、またはそれらの組み合わせ）を含むことができる。合金成分は、約100ppm〜約500ppmの範囲のビスマス、インジウム、および鉛であってよい。合金成分は、約100ppm〜約500ppmの間の範囲のビスマスおよびインジウムであってよい。
結果として溶融した合金の十分な量が加熱炉中に集められると、溶融合金は樋118まで下がっていき、タンディッシュ120中に入る。タンディッシュ120は、オリフィス124を有する。溶融合金がオリフィス124を通過すると、それが流れ126を形成し、これが最終的にカップ116と接触する。オリフィス124は、所望の溶融流量（すなわち流れ126の流量）が得られるような大きさにすることができる。溶融金属は、溶融流量が約10ポンド亜鉛/時約20,000ポンド亜鉛/時（例えば、約4,000ポンド亜鉛/時〜約7,000ポンド亜鉛/時の間、約2,450ポンド亜鉛/時、約3,100ポンド亜鉛/時）の溶融流量を有する。
流れ126がカップ116と接触すると、遠心力によって溶融合金がカップ116を超えて広がり、液滴となってカップを離れ、続いて冷却されて固化し、亜鉛粒子128を形成する。結果として得られる亜鉛粒子のある割合が球状となり得る。亜鉛粒子128が形成された後、例えば、輸送手段130によってふるい分け作業（例えば60メッシュスクリーンを含む）に送ることができる。
実施例
球状亜鉛粒子を含むアノードスラリーの一例を、以下の手順に従って作製することができる（亜鉛粒子の作製は生産規模で実施するが、電解質ゲルの作製、およびアノードスラリーの作製は実験室規模および/またはパイロット規模で実施しており、生産規模に拡大する必要がある）。アノードスラリーは、例えば図1中の電池中に組み込むことができる。
亜鉛粒子の作製
図2を参照しながら前述したように、以下の特徴を有する亜鉛粒子を遠心噴霧によって作製することができる。
（表１）亜鉛粒子の特徴
Figure 2007524190
亜鉛粉末は、0.35％および7750rpmのそれぞれ比較的一定の酸素含有率および回転速度を使用し、遠心噴霧装置を使用して作製することができる。約3100ポンド/時または約2450ポンド/時の溶融流量を使用することができる。噴霧カップは直径が約6インチであってよい。
電解質ゲルの作製
以下の内容物を有する電解質ゲルを作製することができる。
（表２）電解質ゲルの内容物
Figure 2007524190
電解質ゲルは以下のように作製することができる。
1.水中の34.8％のKOHおよび2.0％のZnO電解質をブレンダーに投入し、ブレンダーを作動させる。
2.C940（Noveon, Inc.より入手可能）およびWaterlock A221（Grain Processing Corp.より入手可能）ゲル化剤を徐々にブレンダーに加える。
3.約3分後にブレンダーを停止させる。
4.得られたゲルを少なくとも8時間（好ましくは24時間）かけて水和させる。
アノードスラリーの作製
以下の組成を有するアノードスラリーを作製することができる。
（表３）アノードスラリーの内容物
Figure 2007524190
アノードスラリーを以下のように作製することができる。
1.ゲル化した電解質を容量1.5リットルの二重遊星型（double planetary）ブレンダーに加える。
2.酢酸インジウムおよび界面活性剤溶液を加える。
3.約28インチ（Hg）（すなわち、約50mm絶対圧力）まで真空を上昇させ、攪拌器（20rpm）を作動させて、6分間混合する。
4.攪拌器を停止し、真空を開放する。
5.攪拌器を作動させ、15〜30秒かけて亜鉛粉末を加える。
6. 約28インチ（Hg）まで真空を上昇させ、攪拌器（20rpm）を作動させて、24分間混合する。
球状亜鉛粒子は、角型電池のアノード中に使用することもできる。好適な角型電池は、どちらも2003年1月3日に提出された米国特許出願第10/336,475号および米国特許出願第10/336,261号に記載されており、これら全体の内容が参照により本明細書に組み入れられる。
図3〜3Bを参照すると、角型電池310は、電池の長手方向軸に対して平行な少なくとも2つの互いに反対側の平坦な側面を有する。電池310は、平行六面体であってもよいが、好ましくは長方形である。電池310は、互いに反対側の1組の大きな平坦な壁313および315、互いに反対側の1組の小さな平坦な壁314および316、閉鎖した端部318、ならびに反対側の開放端部320を境界とする筐体312を有する。電池は、負端子板322を有するエンドキャップ組立体321をさらに含む。電池内容物は、アノード324、カソード326、およびセパレータ328を含む。アノード324は、球状亜鉛粒子および水性電解質を含む亜鉛スラリーの形態である。
他の態様は、特許請求の範囲の範囲内である。
電池の一態様の側断面図である。 遠心噴霧装置の概略図である。 電池の別の態様の斜視図である。 電池の別の態様の斜視図である。 図3および3Aの電池の断面図である。

Claims (25)

  1. 亜鉛粒子を含むアノードであって、少なくとも約50重量％の亜鉛粒子が球状であり、各球状亜鉛粒子が約1.0〜約2.0の間のアスペクト比を有し、アスペクト比が、亜鉛粒子の最長軸の、最長軸の垂直二等分線の平均に対する比に等しい、アノード。
  2. 少なくとも約60重量％の亜鉛粒子が、球状である、請求項1記載のアノード。
  3. 少なくとも約70重量％の亜鉛粒子が、球状である、請求項2記載のアノード。
  4. 少なくとも約80重量％の亜鉛粒子が、球状である、請求項3記載のアノード。
  5. 少なくとも約90重量％の亜鉛粒子が、球状である、請求項4記載のアノード。
  6. 少なくとも約95重量％の亜鉛粒子が、球状である、請求項5記載のアノード。
  7. 亜鉛粒子が、アルミニウム、ビスマス、カルシウム、ガリウム、インジウム、リチウム、マグネシウム、鉛、およびスズからなる群より選択される一つまたは複数の成分を含む亜鉛合金を含む、請求項1記載のアノード。
  8. 以下を含む、電池：
    筐体；
    電解質；
    筐体内のカソード；および
    筐体内のアノードであって、アノードが亜鉛粒子を含み、少なくとも約50重量％の亜鉛粒子が球状であり、各球状亜鉛粒子が約1.0〜約2.0の間のアスペクト比を有し、アスペクト比が、亜鉛粒子の最長軸の、最長軸の垂直二等分線の平均に対する比に等しい、アノード。
  9. 少なくとも約60重量％の亜鉛粒子が、球状である、請求項8記載の電池。
  10. 少なくとも約80重量％の亜鉛粒子が、球状である、請求項9記載の電池。
  11. 少なくとも約95重量％の亜鉛粒子が、球状である、請求項10記載の電池。
  12. 亜鉛粒子が、アルミニウム、ビスマス、カルシウム、ガリウム、インジウム、リチウム、マグネシウム、鉛、およびスズからなる群より選択される一つまたは複数の成分を含む亜鉛合金を含む、請求項8記載の電池。
  13. カソードが、MnO2を含む、請求項8記載の電池。
  14. 筐体が、角柱型である、請求項8記載の電池。
  15. 電解質が、アルカリ性である、請求項8記載の電池。
  16. 電池が、単3電池を含む、請求項15記載の電池。
  17. 電池が、単4電池を含む、請求項15記載の電池。
  18. 電池が、単2または単1電池を含む、請求項15記載の電池。
  19. 溶融亜鉛を約1％未満の酸素の雰囲気中で遠心噴霧して、亜鉛粒子を得る段階を含み、少なくとも約30重量％の亜鉛粒子が球状であり、各球状亜鉛粒子が約1.0〜約2.0の間のアスペクト比を有し、アスペクト比が、亜鉛粒子の最長軸の、最長軸の垂直二等分線の平均に対する比に等しい、亜鉛粒子の作製方法。
  20. 溶融亜鉛が、約0.7％未満の酸素の雰囲気中で遠心噴霧される、請求項19記載の方法。
  21. 溶融亜鉛が、約0.5％未満の酸素の雰囲気中で遠心噴霧される、請求項20記載の方法。
  22. 溶融亜鉛が、約0.3％未満の酸素の雰囲気中で遠心噴霧される、請求項21記載の方法。
  23. 溶融亜鉛が、約0.1％未満の酸素の雰囲気中で遠心噴霧される、請求項22記載の方法。
  24. 亜鉛粒子をアノードに混入する段階をさらに含む、請求項19記載の方法。
  25. 以下の段階を含む、電池製造方法：
    （a）溶融亜鉛を約1％未満の酸素の雰囲気中で遠心噴霧する段階であって、遠心噴霧によって亜鉛粒子が作製され、少なくとも約30重量％の亜鉛粒子が球状であり、各球状亜鉛粒子が約1.0〜約2.0の間のアスペクト比を有し、アスペクト比が、亜鉛粒子の最長軸の、最長軸の垂直二等分線の平均に対する比に等しい段階；
    （b）亜鉛粒子をアノード中に混入する段階；および
    （c）アノードおよびカソードを電池筐体中に組み込む段階。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008517447A (ja) * 2004-10-21 2008-05-22 ザ ジレット カンパニー 電池カソード
JP5081384B2 (ja) * 2005-12-22 2012-11-28 Ｆｄｋエナジー株式会社 電池用亜鉛合金粉末の製造方法、電池用亜鉛合金粉末、およびアルカリ電池
US20070148533A1 (en) * 2005-12-23 2007-06-28 Anglin David L Batteries
US20070264572A1 (en) * 2006-05-09 2007-11-15 Zuraw Michael J Battery Anodes
US8294973B2 (en) * 2007-12-20 2012-10-23 Gemalto, S.A. Electrochromic display substrate
US8168321B2 (en) * 2008-02-29 2012-05-01 The Gillette Company Alkaline battery having a protective layer
US8101006B2 (en) * 2008-04-22 2012-01-24 The Gillette Company Centrifugal atomization for producing zinc powder
JP6659608B2 (ja) * 2017-03-21 2020-03-04 株式会社東芝 二次電池、電池パック及び車両
CN110993884B (zh) * 2019-12-06 2021-07-23 联动天翼新能源有限公司 锂离子电池负极浆料、制备方法、负极极片以及电池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58155652A (ja) * 1982-03-11 1983-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ電池
US4606869A (en) * 1984-08-27 1986-08-19 The New Jersey Zinc Company Method of making air atomized spherical zinc powder
JPS6269463A (ja) * 1985-09-20 1987-03-30 Toshiba Battery Co Ltd アルカリ電池
JPH01124957A (ja) * 1987-08-24 1989-05-17 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd アルカリ電池用亜鉛合金粉の製造方法

Family Cites Families (100)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3586747A (en) * 1969-04-09 1971-06-22 Int Lead Zinc Res Method of obtaining strips and sheets of zinc and zinc alloys
US3661645A (en) 1970-01-28 1972-05-09 Mc Donnell Douglas Corp Polytetrafluoroethylene battery separator and method for producing same
US3953242A (en) 1970-06-26 1976-04-27 Polaroid Corporation Novel products
US3954506A (en) 1971-11-16 1976-05-04 Polaroid Corporation Zinc anode and composition and method for producing same
BE795858A (fr) 1972-02-25 1973-06-18 Du Pont Composition de revetement au fluorure de polyvinylidene
AU6059373A (en) 1972-09-25 1975-03-27 Dunlop Australia Ltd Zinc electrode for primary cells
DE2345514C3 (de) 1973-09-08 1980-11-13 Saft-Leclanche S.A., Poitiers (Frankreich) Poröse Lösungselektrode aus Zinkkörnern für alkalische galvanische Elemente, Verfahren zur Herstellung der Elektrode und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US3923544A (en) 1974-03-11 1975-12-02 Electrochem Inc Zinc electrode and method of making same
US3884721A (en) 1974-03-18 1975-05-20 Union Carbide Corp Anode for galvanic cells
US4104188A (en) 1974-08-21 1978-08-01 Metallurgie Hoboken-Overpelt Production of zinc powder for electrochemical batteries
US4112205A (en) 1974-12-26 1978-09-05 Polaroid Corporation Battery electrolyte corrosion inhibitor
JPS5274833A (en) 1975-12-19 1977-06-23 Seiko Instr & Electronics Alkaline battery
JPS547537A (en) 1977-06-20 1979-01-20 Hitachi Maxell Silver oxide primary cell
US4175052A (en) 1978-03-31 1979-11-20 Union Carbide Corporation Alkaline-MnO2 cell having a zinc powder-gel anode containing P-N-V-P or PMA
US4209577A (en) 1978-03-31 1980-06-24 Union Carbide Corporation Alkaline-MnO2 cell having a zinc powder-gel anode containing methyl cellulose
US4242424A (en) 1978-04-07 1980-12-30 Polaroid Corporation Flat battery
US4197635A (en) 1978-05-01 1980-04-15 Yardney Electric Corporation Method of making a zinc electrode
US4195120A (en) 1978-11-03 1980-03-25 P. R. Mallory & Co. Inc. Hydrogen evolution inhibitors for cells having zinc anodes
US4372823A (en) 1979-12-06 1983-02-08 El-Chem Corporation Rechargeable electrical storage battery with zinc anode and aqueous alkaline electrolyte
US4332870A (en) 1979-12-26 1982-06-01 Duracell International Inc. Cell having a gelled anode containing a polyhydric alcohol
US4681698A (en) 1979-12-26 1987-07-21 Duracell Inc. Electrochemical cells having a gelled anode-electrolyte mixture
US4455358A (en) 1979-12-26 1984-06-19 Duracell Inc. Electrochemical cells having a gelled anode-electrolyte mixture
US4288913A (en) 1979-12-26 1981-09-15 Duracell International Inc. Method of forming in situ gelled anode
US4260669A (en) 1980-03-14 1981-04-07 Union Carbide Corporation Alkaline-MnO2 cell having a zinc powder-gel anode containing starch graft copolymer
JPS57134863A (en) 1981-02-13 1982-08-20 Sanyo Electric Co Ltd Alkaline lead storage battery
US4328297A (en) 1981-03-27 1982-05-04 Yardngy Electric Corporation Electrode
DE3128900A1 (de) 1981-07-22 1983-02-10 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Verfahren zur verminderung der korrosion von nichtamalgamiertem zink
US4361633A (en) 1981-08-24 1982-11-30 Polaroid Corporation Laminar electrical cells and batteries
US4380578A (en) 1981-08-31 1983-04-19 Duracell Inc. Electrochemical cell with gelled anode
US4435488A (en) 1982-03-08 1984-03-06 Duracell Inc. Gelling agent for alkaline cells
US4460543A (en) 1982-04-10 1984-07-17 Grillo-Werke Ag Process for preparation of zinc powder for alkaline batteries by amalgamation of zinc powder
US4500614A (en) 1982-06-11 1985-02-19 Toshiba Battery Co., Ltd. Alkaline cell
MA19807A1 (fr) 1982-06-11 1983-12-31 Compositons Electrolytiques So Anodes en materiaux composites et accumulateurs utilisant lesdites anodes .
FR2540675B1 (fr) 1983-02-08 1986-02-28 Accumulateurs Fixes Procede de fabrication d'une electrode pour generateur electrochimique, et electrode obtenue par ce procede
US4579791A (en) 1983-04-06 1986-04-01 Duracell Inc. Cell anode
US4487651A (en) 1983-04-06 1984-12-11 Duracell Inc. Method for making irregular shaped single crystal particles and the use thereof in anodes for electrochemical cells
JPS60175368A (ja) * 1984-02-20 1985-09-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 亜鉛アルカリ一次電池
DE3567130D1 (en) 1984-02-20 1989-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Zinc alkaline battery
LU85322A1 (fr) 1984-04-17 1985-11-27 Metallurg Hoboken Overpelt A Procede pour preparer de la poudre de zinc pour batteries alcalines
US4563404A (en) 1984-06-18 1986-01-07 Duracell Inc. Cell gelling agent
US4585716A (en) 1984-07-09 1986-04-29 Duracell Inc. Cell corrosion reduction
JPS6149373A (ja) 1984-08-15 1986-03-11 Dowa Mining Co Ltd アルカリ乾電池用負極活物質
JPS6158164A (ja) * 1984-08-29 1986-03-25 Toshiba Battery Co Ltd 水銀無添加アルカリ電池の負極用亜鉛合金粉末およびその製造方法
EP0185497B1 (en) 1984-12-12 1988-04-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Zinc-alkaline battery
US4777100A (en) 1985-02-12 1988-10-11 Duracell Inc. Cell corrosion reduction
US4604335A (en) 1985-03-06 1986-08-05 Rayovac Corporation High rate cathode formulation
CA1263697A (en) 1985-08-28 1989-12-05 Duracell International Inc. Alkaline cell container having interior conductive coating
US4743185A (en) 1986-03-14 1988-05-10 Sab Nife Inc. Corrosion resistant mercury-free zinc anode battery
US4649093A (en) 1986-03-14 1987-03-10 Sab Nife Inc. Corrosion resistant mercury-free zinc anode battery
US4722763A (en) 1986-12-23 1988-02-02 Duracell Inc. Method for making irregular shaped single crystal particles for use in anodes for electrochemical cells
US5162169A (en) 1987-10-27 1992-11-10 Battery Technologies Inc. Catalytic recombination of hydrogen in alkaline cells
GB8800082D0 (en) 1988-01-05 1988-02-10 Alcan Int Ltd Battery
CA1295364C (en) 1988-07-08 1992-02-04 Battery Technologies Inc. Rechargeable alkaline manganese cells with zinc anodes
US5240793A (en) 1988-12-07 1993-08-31 Grillo-Werke Ag Alkaline batteries containing a zinc powder with indium and bismuth
DE3902650A1 (de) 1989-01-30 1990-08-02 Varta Batterie Galvanisches primaerelement
US5346781A (en) 1989-02-23 1994-09-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Alkaline storage battery
CA2002348A1 (en) 1989-11-06 1991-05-06 Klaus Tomantschger Zinc anodes for alkaline galvanic cells and cells containing them
BE1003415A6 (nl) 1989-11-10 1992-03-17 Acec Union Miniere Zinkpoeder voor alkalische batterijen.
US5168018A (en) 1990-05-17 1992-12-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of manufacturing zinc-alkaline batteries
US5147739A (en) 1990-08-01 1992-09-15 Honeywell Inc. High energy electrochemical cell having composite solid-state anode
US5232798A (en) 1990-12-31 1993-08-03 Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. Method for inhibiting corrosion in particulate zinc
US5206096A (en) 1990-12-31 1993-04-27 Electric Fuel Limited Slurry for use in rechargeable metal-air batteries
US5228958A (en) 1990-12-31 1993-07-20 Electric Fuel Limited Regenerating slurries for use in zinc-air batteries
JP3344486B2 (ja) 1991-01-22 2002-11-11 三洋電機株式会社 アルカリ乾電池用無汞化亜鉛合金粉末の製造方法
US5108494A (en) 1991-02-19 1992-04-28 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Zinc alloy powder for alkaline cell and method for production of the same
US5312476A (en) 1991-02-19 1994-05-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Zinc alloy powder for alkaline cell and method for production of the same
US5340666A (en) 1991-03-11 1994-08-23 Battery Technologies Inc. Rechargeable alkaline manganese cell having improved capacity and improved energy density
JP3215448B2 (ja) 1991-03-12 2001-10-09 三洋電機株式会社 亜鉛アルカリ電池
JP3215447B2 (ja) 1991-03-12 2001-10-09 三洋電機株式会社 亜鉛アルカリ電池
JP3215446B2 (ja) 1991-03-12 2001-10-09 三洋電機株式会社 亜鉛アルカリ電池
US5425798A (en) 1991-05-16 1995-06-20 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Zinc alloy powder for alkaline cell and method to produce the same
ES2097879T3 (es) 1991-06-11 1997-04-16 Fuji Electrochemical Co Ltd Bateria alcalina.
US5445908A (en) 1991-10-17 1995-08-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Alkaline dry cell
US5424145A (en) 1992-03-18 1995-06-13 Battery Technologies Inc. High capacity rechargeable cell having manganese dioxide electrode
US5278005A (en) 1992-04-06 1994-01-11 Advanced Energy Technologies Inc. Electrochemical cell comprising dispersion alloy anode
JP2673078B2 (ja) 1992-05-27 1997-11-05 東芝電池株式会社 アルカリ二次電池用のペースト式電極
US5368958A (en) 1992-08-20 1994-11-29 Advanced Energy Technologies Incorporated Lithium anode with conductive for and anode tab for rechargeable lithium battery
JP3317526B2 (ja) 1992-08-31 2002-08-26 日立マクセル株式会社 アルカリ電池
JP3265652B2 (ja) 1992-10-09 2002-03-11 松下電器産業株式会社 アルカリ蓄電池およびその水素吸蔵合金の製造法
US5283139A (en) 1993-04-12 1994-02-01 Duracell Inc. Alkaline cell
US5342712A (en) 1993-05-17 1994-08-30 Duracell Inc. Additives for primary electrochemical cells having manganese dioxide cathodes
US5419987A (en) 1993-12-28 1995-05-30 Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. High performance zinc powder and battery anodes containing the same
JPH07240200A (ja) 1994-02-28 1995-09-12 Fuji Photo Film Co Ltd 非水二次電池
JP3450894B2 (ja) 1994-03-28 2003-09-29 松下電器産業株式会社 アルカリマンガン電池
JP3371532B2 (ja) 1994-04-21 2003-01-27 松下電器産業株式会社 アルカリ電池
US5626988A (en) 1994-05-06 1997-05-06 Battery Technologies Inc. Sealed rechargeable cells containing mercury-free zinc anodes, and a method of manufacture
RU2058627C1 (ru) 1994-08-09 1996-04-20 Акционерное общество закрытого типа "АвтоУАЗ" Щелочной аккумулятор
US5532087A (en) 1994-12-22 1996-07-02 Motorola, Inc. Electrochemical cell
US5750288A (en) 1995-10-03 1998-05-12 Rayovac Corporation Modified lithium nickel oxide compounds for electrochemical cathodes and cells
US5652043A (en) 1995-12-20 1997-07-29 Baruch Levanon Flexible thin layer open electrochemical cell
US5780186A (en) 1996-05-09 1998-07-14 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration High performance zinc anode for battery applications
US5741609A (en) 1996-07-22 1998-04-21 Motorola, Inc. Electrochemical cell and method of making same
US6022639A (en) 1996-11-01 2000-02-08 Eveready Battery Company, Inc. Zinc anode for an electochemical cell
US6521378B2 (en) 1997-08-01 2003-02-18 Duracell Inc. Electrode having multi-modal distribution of zinc-based particles
US6472103B1 (en) 1997-08-01 2002-10-29 The Gillette Company Zinc-based electrode particle form
US6284410B1 (en) 1997-08-01 2001-09-04 Duracell Inc. Zinc electrode particle form
JP4552171B2 (ja) * 1999-02-09 2010-09-29 エヌ ヴェ ユミコア ソシエテ アノニム アルカリ電池用遠心微粒化された亜鉛合金粉末
US6384574B1 (en) 2000-10-20 2002-05-07 The Gillette Company Battery system
US6986969B2 (en) 2003-01-03 2006-01-17 The Gillette Company Alkaline cell with flat housing and improved current collector
US6833215B2 (en) 2003-01-03 2004-12-21 The Gillette Company Alkaline cell with flat housing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58155652A (ja) * 1982-03-11 1983-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ電池
US4606869A (en) * 1984-08-27 1986-08-19 The New Jersey Zinc Company Method of making air atomized spherical zinc powder
JPS6269463A (ja) * 1985-09-20 1987-03-30 Toshiba Battery Co Ltd アルカリ電池
JPH01124957A (ja) * 1987-08-24 1989-05-17 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd アルカリ電池用亜鉛合金粉の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1645000B1 (en) 2019-10-09
BRPI0411653A (pt) 2006-08-08
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EP1645000A2 (en) 2006-04-12
US7229715B2 (en) 2007-06-12
CN1806354A (zh) 2006-07-19
WO2004114442A2 (en) 2004-12-29
US20040258995A1 (en) 2004-12-23

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