JPS62500550A - 反応性金属アノ−ドのエツジシ−ル及びその製造方法 - Google Patents

反応性金属アノ−ドのエツジシ−ル及びその製造方法

Info

Publication number
JPS62500550A
JPS62500550A JP60503967A JP50396785A JPS62500550A JP S62500550 A JPS62500550 A JP S62500550A JP 60503967 A JP60503967 A JP 60503967A JP 50396785 A JP50396785 A JP 50396785A JP S62500550 A JPS62500550 A JP S62500550A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
anode
seal
reactive metal
reactive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60503967A
Other languages
English (en)
Inventor
ゴードン,アーノルド,ゼツト
Original Assignee
グ−ルド・インコ−ポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by グ−ルド・インコ−ポレイテッド filed Critical グ−ルド・インコ−ポレイテッド
Publication of JPS62500550A publication Critical patent/JPS62500550A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/06Electrodes for primary cells
    • H01M4/08Processes of manufacture
    • H01M4/12Processes of manufacture of consumable metal or alloy electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/02Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/19Sealing members characterised by the material
    • H01M50/191Inorganic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/19Sealing members characterised by the material
    • H01M50/193Organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0017Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025Organic electrolyte
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 反応性金属アノードのエツジシール及びその製造方法 発明の背景 発明の分野 本発明は、一般的には、電気化学電池に有用な電極4Ii造体、より詳しく云う と、消耗性の反応性金属アノードの周辺シール(perimeter sea+ )及びその製造方法に関する。
先行技術の記載 消耗性の反応性金属アノードを利用した電気化学電池は周知である。一般的には 、アノードは、カソード及び水性または非水性電解液(electrolyte )との関連において、単体、化合物または複合体(complex) (7)形 態をなす、リチウムのようなアルカリ金属からなる。
好ましい形態では、アノードはリチウムであり、電解液は、水酸化リチウムの水 溶液からなる。
かかる電池は、米国特許第3,791,871号[ロウリー(RowleY)]  、同第33,78,509号[ツアイ(τ5ai)等]、同第4,007,0 57号[リタウア(Littauer)等]及び同第4.188,482号[ク ルーライツク(Klootwyk)]をはじめとする数多くの特許及び刊行物に 詳しく記載されている。
アノードは、多くの場合、ディスク構造体、プレート構造体、または作動中に電 解液と接触する少なくとも1つの面と7ノードの電解液接触面の少なくとも1部 を周辺方向に取囲む別の面即ちエツジとを備えた他の構造体の形態をなしている 。7ノードの消耗をもたらすアノード金属と電解液との周知の反応により1周面 (periIIletric 5urface)のシールがアノードの有効な作 動に必要となる。かかるシールが充分でない場合には、7ノードの周辺部は不均 一に消耗し、電池のパワー及びエネルギ出力が有意に低下するとともに、これに 比例して電池の熱及び水素ガス発生速度が増加するようになる。
反応性金属アノードの有効なシールを提供する試みが、これまでにもなされてき たが、成功に至るものは実質Hなかった。これまでのアノードのエツジシール( edge 5eal)は、通常の固体ガスケット材料あるいは重質ラバーペイン トのコーティングからなるものであった。固体ガスケットは、かなりの重量と体 積と複雑性とを有している点において不充分である。このようなガスケットは、 常に漏洩を起こし、極く部分的に有効であるに過ぎない。
重質ラバーペイントのコーティングは、電解液と接触するアノード面が消耗して 通常の電池作動においてへこミラ生じ、ゴムのエツジコーティングをそのまま残 してしまうので、特に、複式電池構造体において、電解質の流れのパターンを著 しく乱してしまうという点において不充分である。更に、アノード面の部分的な 消耗の後に残るゴムのフラップ(flap)が7ノードの障害となり、パワーと エネルギの出力の低下を引き起こすと同時に、水素ガスと熱の発生速度を高める ことになる。
発明の概要 本発明の目的は、上記した問題点の1つ以上を克服することにある。
本発明によれば、反応性金属のアノードの周面のシールは、周面の有効なシール を行ない、かつ、アノードの電解液接触面が使用中に消耗されるのに従い、シー ルのその部分の離脱(breaking−off)を行なわせる所定の曲げ弾性 率と、曲げ強さと、アイゾツト(Tzod)と、伸び特性とを備えた疎水性で化 学的に不活性なポリマからなる。
より詳細に云うと、ポリマは、曲げ強さ゛に対する曲げ弾性率の比が少なくとも 約25であり、アイゾツト衝撃値が約0.11m−kg/cm(約2.0 ft −1b/in)以下であり、伸び特性が約20%以下である物理特性を有するも のが選らばれる。
有用なポリマには、所定のパラフィン、ポリオレフィン、ポリアクリレート、ポ リスチレン及びポリエーテルがあり、これらは、充填剤入り(filled)で も充填剤入りでないもの(unfitted)でもよい。
ポリマは、アノード金属が反応して酸化物または水酸化物のような反応生成物を 形成するようなことがない雰囲気において、アノードの周面に適用されるのが好 ましい。これにより、アノード金属とシール材との結合の強度と一体性が著しく 高められ、アノードの周辺部の#腐食姓及び耐摩耗性は著しく改善され、従って 、アノードの寿命は著しく長いものとなる。
本発明のその他の目的と利点は、当業者には、添付図面に関してなされている以 下の詳細な説明と請求の範囲から明らかになるものである。
図面の簡単な説明 第1図は反応性金属電気化学電池において使用される代表的な双極電池(bip olar cell)構造体の分解斜視図であり、 第2図は反応性金属アノードを利用した代表的な電気化学電池の正面図であり。
第3図は単極(ionopolar)電気化学電池のパワーモジュールアセンブ リの1部を示す部分断面正面図である。
発明の詳細な説明 本技術分野において周知のように、反応性金属の電気化学電池は、一般に、反応 性金属からなるアノードと、カソードと、電池の作動中にアノードの少なくとも 1部とカソードとに接触する水性または非水性電解液とを備えている。陽極と陰 極はそれぞれ、端子に接続され、それぞれの端子は、作動中は負荷に接続される 。
陽極は、多くの場合、例えば、ナトリウムのようなアルカリ金属からなり、リチ ウムからなるのが好ましい。アノード金属は2本技術分野において周知のように 、単体、化合物または複合体の形態で存在することができる。カソードは、例え ば、鉄または銀の酸化物(Age”)のような適宜の金属からつくることができ 、あるいは、例えば、空気カソードのように、気体消耗カソードであってもよい 。
アノードとカソードは、触媒であってもよい機械的セパレータにより、あるいは 湿った空気に曝すことにより7ノードに常に形成される金属水酸化物皮膜により 、互いに離隔されている。
図は、本発明が有利に適用される電気化学電池の幾つかの形態を示すものである 。
第1図は、双極電池構造体を示し、この構造体は全体が参照番号10で示されて おり、アノード12、カソード14、アノード12とカン−14との間に配設さ れるセルセパレータ(cell 5eparator)1B及びカソード14に 隣接して配置された双極壁20を備えている。
セルセパレータ16は、例えば、網状フオームの層22アノード12、カソード 14及びセルセパレータ16の素子はそれぞれ、対向する側部に凹形のへこみ2 6を有する平旦なプレートからなる。双極の壁20は、対向する側部に入口イン サート30と出口インサート32とを有する略楕円形のプレートからなる。イン サート30及び32は、へこみ26と適合しており、電解質の入口33と出口3 4とをそれぞれ介えている。
作動においては、電解液は、入口33へ流れ込み、カソード14とアノード12 との間のセルセパレータ18を通って、出口34から流れ出る。従って、アノー ド12の面35は電解液に曝される。
第1図の実施例では、周縁面、即ち、エツジ面36はアノード゛の表面35の周 囲に形成されている。有効なシールが存在しない場合には、作動において、エツ ジ面38は電解質との反応により腐食を受ける。
第2図は、7ノード42と、触媒がめっきされたスクリーン46によってアノー ド42から離隔されたカソード44と、アノード42とカソード44に隣接した 一対の支持プレート50及び集電手段52とを備えた電池40を示す。
第2図の電池は、過酸化水素を含有する電解液とともに使用すると特に有用であ り、電解液はアノード42とカソード44との間をスクリーン46を介して流れ 、アノードの表面54と接触する。電池40は、表面54が消耗されるにつれて 、矢印55の方向へ圧縮を受ける。アノード42に形成された周面56は、表面 54を取り囲んでいる。
第3図は、クルーライツク(Klooti+yk)の米国特許第4.188.4 日2号(1980年2月12日)に詳細に記載されているような、単極電気化学 電池のパワーモジュールアセンブリの一部を示す。電池のフレームに取付られて いるのは、断面が略矩形のバーの形態をなす一対のアノード支持ガイド60であ る。
消耗性のアノード62は、ガイド60の間に配置されている。各ガイド60には 、電解液流分配及び分流抑制マニホールド64が設けられている。スクリーン6 日がマニホールドの間を延びて、カソードの一部を形成している。スクリーン8 6は、アノードの隣接面70に接し、電解液がアノードとカソードの接触面間を 循環するようになっている。
7ノードの周囲にはくぼみ72が形成され、7ノードの周面74に保護シール用 のスペースを提供している。゛アノード62が使用中に消耗すると、アノード6 2とスクリーンB6との接触を保持するために、バッグ76により圧縮される。
〈ぼみ72における7ノ一ド表面74のエツジコーティングは、別の機能に加え て、アノードを減摩(lubricate)させる作用もなす。
シールが施されていない場合には、エツジ面36(第1図) 、 5B(第2図 )及び74(第3図)は、電解液による寄生的な(parasitic)攻撃を 受けるので、摩耗が不均一となり、電池のパワーとエネルギの出力とが減少し、 かつ、熱出力及び水素ガス発生速度が大きくなる。
本発明によれば、アノードの電解液接触面を少なくとも部分的に取囲む周面ば、 電解液がエツジ面と接触するのを防止するためにエツジシールで被覆される。
エツジシール材は、電解液とアノードの材料の双方に対し化学的に不活性な疎水 性ポリマである。更に、ポリマは、電池の使用条件下において、弾性とは逆の、 脆い固体でなければならず、しかも長い寿命を有するものでなければならない。
ポリマは、電解液と接触する7ノ一ド面と直接接触するシールの部分が離脱して 、アノード表面が消耗されるにつれて電解液の流れを妨げないようにするために 、「脆い」 (“’ brittle”)という定性的な特徴を有する。
本発明に係るアノードのエツジシールとして使用するのに適したものであるため には、ポリマは、下記の3つの条件を同時に満たす物理的特性を有するものでな ければならない。
1、曲げりi性率の曲げ強さく双方ともASTHにより測定されるものとする) に対する比(無単位)が約25以北でなければならないこと、 2 、(ASTM D2513Aにより測定されものとする)アイゾツト衝撃値 が、約0. Ilm−kH/cm(約2.0ft、−1b、/in、)以下であ ること、及び 3 、(ASTM D838 、0851、D412またはD882によって測 定されるものとする)材料の伸び特性が約20%以下でなければならないこと。
上記した3つの要件の全てを満足する材料のうち、好ましい材料は、1.0以り の「ゴートンメカニカルインデックスJ (” Gordon Mechani cal Index”) (CM I )を有する。本明細書においては、GM Iは次のように定義される。
曲げ弾性率 GMI=−−−一−−−−−−−−−−−−−(曲げ強さ)(アイゾツト値)( 伸び2)GMI値が大きいほど、材料は機械的に一層適したものとなる。
コーティング材料は、モノポリマ、コーボリマまたは一層複雑な(comple x)材料であってもよく、また充填材入りでも充填材入りでなくてもよい。上記 した条件が与えられれば、当業者は、公表された物理的特性を利用して、有用な 材料を容易に選択することができる。
有用な材料には、パラフィン、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアクリレー ト(特に、ポリメタクリレート)及びポリエーテルのような固体の炭化水素があ る。
下記の第1表は、数多くの候補材料を、曲げ強さに対する曲げ弾性率、アイゾツ ト衝撃値及び伸び率パーセントとともに示す。
第工表に掲げられている材料の幾つかは不適当なものであることがわかる。
第1表 曲りi性 アイゾ 伸び率 ポリマ 率/曲 ツドヂ1n % 強さ − 32.5 1.8−12 204 ABS(押出等級)72.0 +、0 ]  AES w/20% Pan C1RIn27.9 1.2−2.3 13 ア セタール(ポモボリマ)48.7 0.8 7 アセタール賀/20% ガラス 88.0 0.7 1.5 アセタール 臀/3o$ ピッチC繊維 32.5 0.3 2−7 アクリル 30.9 0.3−0.8 2−10 PMMAlB、25 0.3 3 PM MA−スチレンコーボリマ41.7 0.2−2.4 1 アリルジグリコール カーボネート 133.3 0.4−15.0 3−5 アリル ガラス充填600 2.0− 8.5 8−70 酢酸セルロース250 0.3−10.0 4 エポキシビ スフェノールW/ガラス繊維 20.7 2.2−6.012−400 PVDF106.1 1.5 0.8  PVDF w/30% Pan IJji維27.3 8.0 80 ポリア リルエーテル225 (1) 300+ ポリブチレン25.2 +8 110  ポリカーボネート第工表(続き) 曲弾性 アイゾ 伸び率 ポリマ 率/曲 ラド値 % 強さ 一一一一一−1−−1o111−−−−−一一―−−−−−−−−−−−噛一一 −−一―−−−−。
29.54−5’ 50 酸化ポ+) 7 x 二L/ 7 (PPO)55  1.7−2.3 3−5 酸化ポリフェニレン賢/30Xガラス繊維 45.8 +、3 2.5 酸化ポリフェニレンw/30zグラファイトm維 89.5 0.13 3 酸化ポリフェニレンw/40駕Alフレーク 28.3 0.4−1.0 100+ ポリプロピレン65.5 0.8−1. 0 40+ ポリプロピレン w/40%90.5 1.4−2 2−4 ポリ プロピL/ 7 w/40%ガラス繊維 183.3 1.1 0.5 ポリプロピL/ 7 w/30XPan C繊維 38.0 0.4−0.6 1.+ ポリスチレン14.3 25→” 100 + ポリウレタン+8.4 14→” 3−48 ポリウレタン豐へ〇−20% ガラス 55.5 +0 20 ボl) ’71y タフ w/30% Pan C25 ,31,250ポリスルフォン 第1表(続き) 曲弾性 アイゾ 伸び率 ポリで 率7曲 ラド値 % 強さ □ −一−−−−−−−−−−−−4L9 0.85−100 2−5  ポリスルフォン贅/無機充填 52.5 1.1 1.5 ポリスルフォン w/30%ガラス 55.5 1.0 2−3 塩化ポリビニル w/ 15%ガラス繊維 従って、当業者には、材料の特性は、材料に種々の選択された充填剤(fill er)を含有せしめることによって改良できることが理解されるものである。有 用な充填剤にはPanC繊維、ガラス、ガラス繊維、ピッチC繊維、グラフアイ )[[t、アルミニウムフレーク及びCaC0のような無機(+++1nera l)充填剤がある。[PanC繊維は、熱分解(pyrol 1zed)ポリア クリロニトリル繊維であり、ピッチC繊維は熱分解ピッチ繊維からなる。1上記 した充填剤のリストは全てを網羅したものではなく、当業者であれば他の適宜の 充填剤物質を認識できるものである。
下記の第1I表は、数多くの適宜のポリマをそれぞれのゴートンメカニカルイン デックス(GMI)値とともに示すものである。充填剤の入っていないポリプロ ピレンはGMI値がわずか0.71に過ぎず、ガラス繊維を40%またはPan  C繊維を30%含有させると著しl、%改良を行なうことができる。
充填剤を添加することにより材料の機械的特性を容易に改良することができるの で、適宜のコーテイング材を、電池におけるそのコーテイング材のイし学的生存 能力(マ1ability)に基づいて選択すること力ζでき、しかもこの材料 は、所要の機械的因子を満足させるように、充填剤を添加して改良することがで きる。
第1I表に示すゴートンメカニカルインデックスイ直と材料の公知の化学的安定 性を同時に比較すると、PMMA[Lucite(登録商標)]及びポリスチレ ンは本発明の好ましい実施例のものであることがわかる。
第11表 333.3 ポリプロピレンw/30% Pan cm維84 アセタールv/ 30%ピッチC繊維78.2 ポリスチレン(純粋、充填剤なし)72 ABS  w/20% Pan C繊維51.5 PM’MA (純粋、充填剤なし)4 9.7 PPQ w/40% Al1 L/−り32.3 ポリプロピレンw/ 40% ガラス繊維32.2 ポリスルフォンW/無機繊維第1I表(続:!り 31.8 ポリスルフォン11/30% ガラス27.8 PVCw/15%ガ ラスmm14、I PPOIJ130%グラフフィトtlim10.8 PPO w/30%ガラスta維選択された使用においては、材料の皮膜またはコーティ ングは、アノード面が電気化学的に消耗されるまで、アノードのエツジ面を保護 し、コーティングの著しく薄い露出した嶺(r idge)を残す。このとき、 露出した脆い皮膜はアノード面のレベルまでとれ、このサイクルが繰返される。
コーティングは適宜の方法により、好ましくは、アノード材料と反応しない雰囲 気の存在下において形成される。適当な形成技術として、研磨被覆(abras ioncoating)、溶液塗布、エアゾール噴霧または圧力塗布(pres sure application)がある。圧力塗布の場合は。
コーティングは、例えば、低濃度のハロゲンのような、アノード金属とわずかに 反応して結合を強める物質の薄膜を含むことができる。
非反応性雰囲気の使用は、アノード金属の反応生成物の親木性皮膜がアノードに 形成されるのを防止するので好ましい。このような皮膜がないと、重合コーティ ング(polymeric coating)とアノードとの結合の強さ及び結 合の一体性を著しく高めることにより、7ノードの#腐食性及び#摩耗性を大き く改善することができる。これにより、アノードの有効寿命と効率とを著しく高 めることができる。
適当な非反応性雰囲気としては、例えば、アルゴンやヘリウムのような貴ガス雰 囲気がある。雰囲気ガスは、それ自体が不活性ガスである必要はないが、アルラ リ金属と非貴ガスとの反応の触媒作用をなす水分が全く入らないように保たれる のであれば、空気、酸素、窒素または二酸化炭素のような、通常は反応性のある ガスであってもよい。
本発明の別の利点は1重合コーティングが減摩材として作用し、クルーライツク (Klootwyk)の米国特許第4.188,462号に記載されているよう な、複式のアノードパワーモジュラスにおけるアノードの動きを一改善する。
実施例 以下の詳細な実施例は本発明を単に説明するためのものであり、伺らの限定をな すものではない。
実施例1 単体リチウムノストリップ(約25.4mm x約8.4mm N約1.0mm  (1インチx0.25 インチxQ、04インチ)】ノ長さの半分に亘って固 体パラフィンを研磨被覆した。部分的にコーティングしたストリップを次に、水 の入ったビー力に約15乃至20秒間入れてから、取出した。コーティングを施 していない部分は、約50%溶解し、灰色で粗い外観を呈していた。コーティン グを施した部分は、最初の光沢のある滑らかな外観を保持し、溶解していなかっ た。
この実施例は、リチウムの表面を水による腐食から保護するのにパラフィンが有 効であることを示すものである。
実施例2 種々のエツジシールを使用した、あるいは使用しない一連の4つのりチウムアノ ードについて腐食の試験を次のように行なった。
エツジシールを設けていない最初のアノード(肉厚的0.41cm)は20分間 40°Cの水性電解液に暴露した0周縁部に激しい腐食が認められた。
同じアノードの周縁部に、重版のゴム様の被覆材料[Microflex (登 録商標)1を被覆し、40°Cの水性電解液に35分間XNした。改善が幾分認 められたが、エツジの腐食は依然として激しいものであった。
3番目の電極(肉厚0.81cm)には、周縁部に、塩化メチレンに入れたポリ メチルメタクリレートを塗布してから、35°Cの水性電解液に100分間暴露 した。エツジの腐食は実質上認められなかった。
最後の、肉厚が0.81cmのアノードには、PMMA/塩化メチレン溶液を不 活性雰囲気において塗布し、55℃の*、性雪解液に80分間暴露した。腐食は 実質北検出されず、不活性雰囲気で塗布を行なうと、不活性雰囲気でない場合に はアノードとPMMA皮■々との間に存在するかもしれない薄い親水性の固体水 酸化リチウム層が形成されないことがわかった。
上記した説明は、単に理解を容易にするためのものであり、本発明の範囲内にお いて種々の修正を行なえることは当業者にとって明らかであるので、不必要な限 定を行なうものではないと理解されるべきである。
国際調査報告 lMwnahmApoIllamnN@、pCT/Usf3q/○J7J。

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.アノードと、カソードと、作動中に前記アノードとカソードが接触する電解 液とを備え、前記アノードは前記電解液が接触する第1の面と該第1の面の少な くとも1部の周囲に少なくとも1つの別の面とを有する電気化学電池の反応性金 属アノードのシールにおいて、前記反応性金属と前記電解液とに対しで化学的に 実質上不活性な材料により前記別の面に形成した疎水性ポリマのコーテイングか らなり、 (a)前記ポリマの曲げ強さに対する曲げ弾性率の比は少なくとも約25であり 、 (b)前記ポリマのアイゾツド衛撃値は少なくとも約0.11m−kg/cm( 約2.0ft−Ib/in)以下であり、かつ、(c)前記ポリマの伸び率パー セントは約20%以下であることを特徴とする電気化学電池の反応性金属アノー ドのシール。
  2. 2.前記ポリマはパラフィン、ポリオレフイン、ポリアタリレート、ポリスチレ ン及びポリエーテルよりなる群から選ばれることを特徴とする請求の範囲第1項 に記載のシール。
  3. 3.前記ポリマは充填剤を含むことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のシー ル。
  4. 4.前記充填剤は熱分解ポリアクリロニトリル繊維、ガラス、ガラス繊維、熱分 解ピッチ繊維、グラフアイト繊維、アルミニウムフレーク及び無機充填剤よりな る群から選らばれることを特徴とする請求の範囲第3項に記載のシール。
  5. 5.前記ポリマの物理的特性は更に 曲げ弾性率/((曲げ強さ)(アイゾツド値)(伸び率%))≧1.0なる式を 満足することを特徴とする請求の範囲第1項に記載のシール。
  6. 6.前記ポリマはポリメチルメタクリレートであることを特徴とする請求の範囲 第1項に記載のシール。
  7. 7.前記ポリマはポリスチレンであることを特徴とする請求の範囲第1項に記載 のシール。
  8. 8.前記反応性金属はアルカリ金属であることを特徴とする請求の範囲第1項に 記載のシール。
  9. 9.前記アルカリ金属はリチウムであることを特徴とする請求の範囲第8項に記 載のシール。
  10. 10.前記ポリマはポリメチルメタクリレートであることを特徴とする請求の範 囲第9項に記載のシール。
  11. 11.前記ポリマはポリスチレンであることを特徴とする請求の範囲第9項に記 載のシール。
  12. 12.反応性金属アノードと、カソードと、作動中に前記アノードとカソードと が接触する電解液とを備え、前記アノードは前記電解液と接触する第1の面と該 第1の面の少なくとも1部の周辺に少なくとも1つの別の面とを有し、更に前記 反応性金属及び前記電解液に対して化学的に実質上不活性な疎水性ポリマのコー ティングから前記別の面に形成されたシールを備えてなる電気化学電池において 、 (a)前記ポリマの曲げ強さに対する曲げ弾性率の比が少なくとも約25であり 、 (b)前記ポリマのアイゾツド衝撃値は約0.11m−kg/cm(約2.0f t−Ib/in.)以下であり、しかも(c)前記ポリマの伸び率パーセントは 約20%以下であることを特徴とする電気化学電池。
  13. 13.前記ポリマはパラフイン、ポリオレフイン、ポリアクリレート、ポリスチ レン及びポリエーテルよりなる群から選らばれることを特徴とする請求の範囲第 12項に記載の電池。
  14. 14.前記ポリマは充填剤を含むことを特徴とする請求の範囲第12項に記載の 電池。
  15. 15.前記充填剤は熱分解ポリアクリロニトリル繊維、ガラス、ガラス繊維、熱 分解ピッチ繊維、グラフアイト繊維、アルミニウムフレーク及び無機充填剤より なる群から選らばれることを特徴とする請求の範囲第14項に記載の電池。
  16. 16.前記ポリマの物理的特性は更に 曲げ弾性率/((曲げ強さ)(アイゾツド値)(伸び率%))≧1.0なる式を 満足することを特徴とする請求の範囲第12項に記載の電池。
  17. 17.前記ポリマはポリメチルメタクリレートであることを特徴とする請求の範 囲第12項に記載の電池。
  18. 18.前記ポリマはポリスチレンであることを特徴とする請求の範囲第12項に 記載の電池。
  19. 19.前記反応性金属はアルカリ金属であることを特徴とする請求の範囲第12 項に記載の電池。
  20. 20.前記アルカリ金属はリチウムであることを特徴とする請求の範囲第19項 に記載の電池。
  21. 21.前記ポリマはポリメチルメタクリレートであることを特徴とする請求の範 囲第20項に記載の電池。
  22. 22.前記ポリマはポリスチレンであることを特徴とする請求の範囲第20項に 記載の電池。
  23. 23.アノードと、カソードと、作動中に前記アノード及びカソードが接触する 電解液とを備えた電気化学電池に有用なシールされた反応性金属アノードの製造 方法において、 (a)前記反応性金属からなり、前記電解液と接触する第1の面と該第1の面の 少なくとも1部の周辺に少なくとも1つの別の面とを有するアノードを形成する 工程と、 (b)前記別の面に前記反応性金属と前記電解液に対して化学的に実質上不活性 な疎水性ポリマのコーティングを形成する工程とを備えてなり、 (i)前記ポリマの曲げ強さに対する曲げ弾性率の比は少なくとも約25であり 、 (ii)前記ポリマのアイゾツド値は約0.11m−kg/cm(約2.0ft −Ib/in.)以下であり、(iii)前記ポリマの伸び率パーセントは約2 0%以下であり、 しかも前記(b)工程は前記反応性金属に対して非反応的な雰囲気において行な われることを特徴とするシールされた反応性金属アノードの製造方法。
  24. 24.前記別の面は研磨被覆、溶液塗布、エアゾール噴霧及び圧力塗布よりなる 群から選らばれる方法により被覆されること1を特徴とする請求の範囲第23項 に記載の方法。
  25. 25.前記非反応性雰囲気は貴ガスからなることを特徴とする請求の範囲第23 項に記載の方法。
  26. 26.前記貴ガスはアルゴン及びヘリウムよりなる群がら選らばれることを特徴 とする請求の範囲第25項に記載に方法。
  27. 27.前記非反応性雰囲気は著しく乾燥した気体からなることを特徴とする請求 の範囲第23項に記載の方法。
  28. 28.前記乾燥した気体は乾燥した空気、酸素、窒素及び二酸化炭素よりなる群 から選らばれることを特徴とする請求の範囲第27項に記載の方法。
  29. 29.前記ポリマはパラフィン、ポリオレフイン、ポリアタリレート、ポリスチ レン及びポリエーテルよりなる群から選らばれることを特徴とする請求の範囲第 23項に記載の方法。
  30. 30.前記ポリマは充填剤を含むことを特徴とする請求の範囲第23項に記載の 方法。
  31. 31.前記充填剤は熱分解ポリアクリロニトリル繊維、ガラス、ガラス繊維、熱 分解ピッチ繊維、グラフアイト繊維、アルミニウムフレーク及び無機充填剤より なる群から選らばれることを特徴とする請求の範囲第30項に記載の方法。
  32. 32.前記ポリマの物理的特性は更に 曲げ弾性率/((曲げ強さ)(アイゾッド値)(伸び率%))≧1.0なる式を 満足することを特徴とする請求の範囲第23項に記載の方法。
  33. 33.前記ポリマはポリメチルメタクリレートであることを特徴とする請求の範 囲第23項に記載の方法。
  34. 34.前記ポリマはポリスチレンであることを特徴とする請求の範囲第23項に 記載の方法。
  35. 35.前記反応性金属はアルカリ金属であることを特徴とする請求の範囲第23 項に記載の方法。
  36. 36.前記アルカリ金属はリチウムであることを特徴とする請求の範囲第35項 に記載の方法。
  37. 37.前記ポリマはポリメチルメタクリレートであることを特徴とする請求の範 囲第36項に記載の方法。
  38. 38.前記ポリマはポリスチレンであることを特徴とする請求の範囲第36項に 記載の方法。
JP60503967A 1984-10-15 1985-09-09 反応性金属アノ−ドのエツジシ−ル及びその製造方法 Pending JPS62500550A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/661,061 US4564570A (en) 1984-10-15 1984-10-15 Seal for reactive metal anode
US661061 1984-10-15
US711492 1985-03-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62500550A true JPS62500550A (ja) 1987-03-05

Family

ID=24652051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60503967A Pending JPS62500550A (ja) 1984-10-15 1985-09-09 反応性金属アノ−ドのエツジシ−ル及びその製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4564570A (ja)
JP (1) JPS62500550A (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4714662A (en) * 1986-05-12 1987-12-22 Gould Inc. Power module assembly of electrochemical cells
US5712061A (en) * 1995-11-14 1998-01-27 Northrop Grumman Corporation Electrode arrangement for use in a battery having a liquid electrolyte
US20060093922A1 (en) * 2004-09-22 2006-05-04 Kim Cheon S Composite material tape for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
EP2954590B1 (en) 2013-02-28 2019-04-24 Phinergy Ltd. Protected anode structure suitable for use in metal/air batteries

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1328510A (en) * 1969-12-22 1973-08-30 Secr Defence Self contained electrode separator for primary and secondary electrolytic cells
US3791871A (en) * 1971-04-14 1974-02-12 Lockheed Aircraft Corp Electrochemical cell
US4053685A (en) * 1974-05-15 1977-10-11 Lockheed Missiles & Space Company Inc. End-reacting electrochemical battery
US3967000A (en) * 1974-06-13 1976-06-29 P. R. Mallory & Co., Inc. Riser protection for anodes
US3976509A (en) * 1975-04-04 1976-08-24 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Electrolyte compositions
US4007057A (en) * 1975-12-29 1977-02-08 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Cell comprising an alkali metal and aqueous electrolyte
US4315062A (en) * 1978-01-16 1982-02-09 Duracell International Inc. Method for the manufacture of a polystyrene separator and cell
US4188462A (en) * 1978-10-30 1980-02-12 The Continental Group, Inc. Power module assembly with monopolar cells
US4398346A (en) * 1981-10-23 1983-08-16 Medtronic, Inc. Method for lithium anode and electrochemical cell fabrication
US4503088A (en) * 1982-01-28 1985-03-05 Rayovac Corporation Treatment of lithium anodes
US4402995A (en) * 1982-01-28 1983-09-06 Ray-O-Vac Corporation Treatment of lithium anodes
US4414293A (en) * 1982-09-20 1983-11-08 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Parasitic corrosion resistant anode for use in metal/air or metal/O2 cells

Also Published As

Publication number Publication date
US4564570A (en) 1986-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1114233C (zh) 用于锂离子电池的电流集电器
US5518836A (en) Flexible carbon fiber, carbon fiber electrode and secondary energy storage devices
EP3486992B1 (en) Battery
RU2001130064A (ru) Комбинированный элемент, пригодный для использования в качестве батареи литий-ионного аккумулятора
WO2003088404A1 (fr) Accumulateur d'electrolyte non aqueux
JP2004508686A (ja) 電池のカソード
JP2012528465A (ja) 触媒電極のための集電体
US10096873B2 (en) Protected anode structure suitable for use in metal/air batteries
WO2000057507A1 (en) Electrodes
EP1730801A1 (en) Wafer alkaline cell
JPH01235167A (ja) 再充電可能な電池
JPS62500550A (ja) 反応性金属アノ−ドのエツジシ−ル及びその製造方法
JP2010108821A (ja) アルカリ蓄電池用電極およびこれを備えるアルカリ蓄電池
US4618503A (en) Method of forming a reactive metal anode having an edge seal
AU572695B2 (en) Edge seal for a reactive metal anode and method of forming the same
JP2003217671A (ja) 密閉型電池の製造方法と密閉型電池のシール性評価方法
JP3045265B2 (ja) ニッケル−水素電池
US3741814A (en) Battery having wrapper comprising laminates of metal and electricallyconductive plastic
CA1149863A (en) Long-life galvanic primary cell
EP4625531A1 (en) Bipolar current collector for zinc bromine static battery apparatus and method of preparation thereof
CN116247312A (zh) 一种水系钠离子电池
KR102591528B1 (ko) 아연-브롬 전지용 전극 및 이를 포함하는 아연-브롬 전지
JP2022046834A (ja) アルカリ乾電池
KR101167493B1 (ko) 내구성이 우수한 라미네이트 시트
JP2026002294A (ja) アルミニウム二次電池