NO169098B - Fremgangsmaate for fremstilling av en elektrokjemisk celle - Google Patents

Fremgangsmaate for fremstilling av en elektrokjemisk celle Download PDF

Info

Publication number
NO169098B
NO169098B NO860475A NO860475A NO169098B NO 169098 B NO169098 B NO 169098B NO 860475 A NO860475 A NO 860475A NO 860475 A NO860475 A NO 860475A NO 169098 B NO169098 B NO 169098B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
anode
zinc
polycrystalline
metal
cell
Prior art date
Application number
NO860475A
Other languages
English (en)
Other versions
NO860475L (no
NO169098C (no
Inventor
Purush Chalilpoyil
Frank Eric Parsen
Jesse Randolph Rea
Chih-Chung Wang
Original Assignee
Duracell Int
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
Priority claimed from US06/749,688 external-priority patent/US4632890A/en
Priority claimed from US06/764,454 external-priority patent/US4585716A/en
Application filed by Duracell Int filed Critical Duracell Int
Publication of NO860475L publication Critical patent/NO860475L/no
Priority to NO1991913610A priority Critical patent/NO913610D0/no
Publication of NO169098B publication Critical patent/NO169098B/no
Publication of NO169098C publication Critical patent/NO169098C/no

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
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/628Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
    • 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
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/04Cells with aqueous electrolyte

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Description

Denne oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte for fremstilling av en elektrokjemisk celle med redusert gassutvikling og hvor en redusert mengde kvikksølv er nødvendig til amalgamering av anoden til cellen.
Metaller såsom sink har blitt vanlig benyttet som anoder
i elektrokjemiske celler, særlig i celler med vandige alkaliske elektrolytter. I slike celler amalgameres sink med kvikksølv for å forhindre eller redusere omfanget av reaksjon mellom sinken og den vandige elektrolytten med ugunstig utvikling av hydrogengass. Tidligere har det vært nødvendig å benytte omkring 6-7 vekt% amalgamering med kvikksølv i anoden for å redusere mengden av gassutvikling til akseptable nivåer. Imidlertid, av hensyn til omgivelsene er det blitt ønskelig å eliminere eller i det minste redusere mengden av kvikksølv som benyttes i slike celler, men uten medfølgende økning i gassutvikling i cellen. Forskjellige hjelpemidler har blitt benyttet for å oppnå slik kvikksølvreduksjon, såsom spesialbehandling av sinken, bruk av tilsetningsstoffer og eksotiske fremgangsmåter for amalgamering. Imidlertid har slike fremgangsmåter enten økonomiske ulemper eller begrenset suksess.
En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å fremlegge en økonomisk måte til å redusere gassutviklingen i elektrokjemiske celler.
Det er en annen hensikt med den foreliggende oppfinnelse
å fremlegge en relativt økonomisk fremgangsmåte for å tillate reduksjon av mengden kvikksølv som brukes ved amalgamering av vandige elektrokjemiske anodemetaller uten betydelig medfølgende økning i gassutvikling i cellen eller reduksjon av cellens ytelse.
Disse og andre hensikter, trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil bli mer innlysende ut fra den følgende drøfting samt tegningene , der: Fig. 1 er et mikrofotografi som viser tverrsnitt av polykrystallinske sinkpartikler; og
fig. 2 er et sammenlignende mikrofotografi som viser tverrsnitt av polykrystallinsk sink behandlet i samsvar med den foreliggende oppfinnelse.
Generelt omfatter den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å lage en elektrokjemisk celle med redusert gassutvikling. Fremgangsmåten i den foreliggende oppfinnelsen omfatter generelt reduksjon av antall korn i det polykrystallinske anodemetall til en tredjedel eller mindre av det opprinnelige antall korn. Deretter formes anodemetallet med reduserte korn til en anode, for eksempel ved sammenpressing av pulverpartikler, enten på et bærestoff eller inne i et hul-rom. Alternativt kan anodematerialet være i form av et flak,
og anoden vikles i form av en "rullade" sammen med celleskille-veggen og katoden. Metallflaket kan også brukes, uten vikling,
i en prismatisk celle. Om ønsket, amalgameres anodemetallet (særlig sink) med kvikksølv etter kornreduksjon og før anbringel-se av anodemetallet i cellen. I alle de tidligere nevnte ut-forminger er det med en slik grad av kornreduksjon en medfølgen-de reduksjon i omfanget av kornoverflater og en reduksjon av gassutviklingen på slike steder.
For videre å redusere graden av gassutvikling, tilsettes
en liten mengde av en overflateaktiv heteropolar substans ("surfactant") av en type som vil virke hemmende på hydrogen-utviklingen, til cellen. På grunn av "surfactant"ens heteropolare natur, er den vanligvis minst litt oppløselig i celle-elektrolytten og har polar affinitet til overflaten av anodemetall-partiklene, hvorved et overtrekk dannes. Slik affinitet er særlig merkbart med hensyn til sinkpartikler som vanligvis benyttes i celler med alkalisk elektrolytt. Det overflateaktive stoff kan innføres effektivt i cellen på forskjellige måter. For eksempel kan de tilsettes anoden, blandes inn i elektrolytten, eller i skilleveggen ved å på forhånd væte eller impregnere skilleveggen med tilsetningsstoffet. Det overflateaktive stoffet kan til og med tilsettes katoden. I alle, slike tilfeller vandrer det overflateaktive stoffet til overflaten av anodemetall-partiklene for å danne det nødvendige hydrogengass-hindrende overtrekk. Tilsetning av "surfactant" til anodematerialet skjer ved direkte tilsetning til det pulveriserte metallet (amalgamert eller ikke amalgamert) slik at det danner et overflateovertrekk for anodemetallet. Alternativt tilsettes det overflateaktive stoffet til elektrolytten som deretter blandes med anodemetall-partiklene med resulterende vandring av det overflateaktive stoff til overflaten av
anodemetall-partiklene. Vandring av det overflateaktive stoff til anodemetall-partiklene kan også gjennomføres ved tilsetning av det overflateaktive stoff til skilleveggen eller katoden.
Alternativt, eller i tillegg, legeres anodematerial-partiklene, såsom sink, på forhånd med en liten mengde av én eller flere av indium, gallium, tallium, vismut, tinn og bly og endresderetter til partikler med redusert kornantall eller til individuelle adskilte enkeltkrystallpartikler som deretter amalgameres med kvikksølv.
For å gjennomføre reduksjon i antallet av korn, varmebehandles polykrystallinsk anodemateriale såsom sink, ved en temperatur under dets smeltepunkt i tilstrekkelig tid, hvorved antallet korn i det polykrystallinske materialet reduseres til en tredjedel eller mindre av det opprinnelige materialet.
Selv om anodematerialet forblir polykrystallinsk etter denne varmebehandlingen, reduseres antallet kornoverflater med reduksjonen i antall korn. Som følge av dette, reduseres omfanget av gassutvikling i cellen med de reduserte partikler markert, ettersom det er arealet av kornoverflater som bidrar mest til høy kjemisk aktivitet og gassdannelse. I tillegg infiltre-rer kvikksølv lett inn i kornoverflåtene. Med reduksjon av kornoverflater er det reduksjon i mengden kvikksølv som er nød-vendig for å amalgamere anodematerialet. Med anodematerialer med redusertekorn, kan mengden kvikksølv som er nødvendig til amalgamering reduseres effektivt fra rundt 6-7% til opp til
.rundt 4%.
Varmebehandling av anodematerialet er avhengig av faktorene som gjelder renheten av det polykrystallinske utgangsmaterialet, temperaturen hvorved varmebehandlingen gjennomføres og varighe-ten av slik varmebehandling. Det er klart at varmebehandling av pulverpartikler i forskjellige mengder kan variere når det gjelder den nødvendige tid, ettersom det indre av massen er delvis isolert av det ytre materialet og ikke mottar den samme mengde varme som det ytre materialet som mottar varmen direkte.
I praksis vil en kontinuerlig, kalsinert roterende ovn gi den mest effektive oppvarming, og som en følge, med riktig konstruer-te kalsiner, er mindre enn ti minutter ved temperaturer over 370°C tilstrekkelig for å bevirke tilstrekkelig kornreduksjon.Rskrystallt-sering og kornvekst avhenger av mange faktorer såsom temperatur, tid, spenningsenergi innen materialet og renheten. Som følge av dette, bestemmes eksakte varmebehandlingsparametre i samsvar med det spesifikke varmebehandlingsutstyr som benyttes. For klarhet, når det heretter refereres til den effektive varme og temperatur, gjelder det direkte påvirkning av varme på materialet. I alle tilfelle er en reduksjon av antall korn i materialet til en tredjedel eller mindre av det opprinnelige materialet, det ønskede resultat.
Varmebehandlingen av det polykrystallinske anodematerialet er effektiv med både pulverisert materiale som vanligvis brukes ved forarbeiding av pressede anoder i celler som har spoleform, og slik behandling er også effektiv med hensyn til behandlingen av metallstrimler eller flak som benyttes i prismatiske eller sammenrullede cellestrukturer.
Renheten av det opprinnelige polykrystallinske anodematerialet bestemmer delvis tiden som er nødvendig for å frembringe den nødvendige reduksjon av korn, eller omvendt, temperaturen hvorved materialet bør varmes i et gitt tidsrom; jo lavere renhet, jo høyere temperatur eller jo lengre tidsrom er nød-vendig. Det mest vanlige anodematerialet for elektrokjemiske celler er sink og den mest vanlige urenhet som det inneholder er bly. Andre, mindre vanlige anodematerialer omfatter kadmium, nikkel, magnesium, aluminium, mangan, kalsium, kobber, jern, bly, tinn og blandinger derav, inkludert blandinger med sink.
Den alkaliske elektrolyttoppløsning som anodematerialet anbringes i og som vanligvis er en faktor ved gassdannelsen (vanligvis reagerer anoden med elektrolytten med resulterende gassdannelse) er vanligvis en vandig oppløsning av et hydroksyd av alkali- eller jordalkali-metaller såsom NaOH eller KOH. Vanlige katoder for alkaliske celler omfatter mangandioksyd, kadmiumoksyd og hydroksyd, kvikksølv(II)oksyd, blyoksyd, nikkeloksyd og hydroksyd, sølvoksyd og luft. Anodene med redusert kornantall i den foreliggende oppfinnelse er imidlertid også nyttige i celler som har andre elektrolytter hvori gassutvikling ved anoden er et problem, såsom i sure elektrolytter.
Vanlige celler av alkalisk type inneholder pressede polykrystallinske sinkpartikler som har en gjennomsnittlig partik-kelstørrelse på rundt 100 mikron. Hver slik partikkel har rundt 16 eller flere korn og i samsvar med den foreliggende oppfinnelse reduseres antall korn i hver av partiklene ved oppvarming av sinkpartiklene ved en effektiv temperatur mellom 50 og 419,5°C (det siste er sinks smeltepunkt) i et minimum tidsrom som varierer fra rundt to timer ved 50°C til rundt fem minutter ved 419,5°C for å redusere mengden korn tii et gjennomsnitt på rundt 3 til 5 korn pr. partikkel. Sinkpartikler som har blyforurensinger, krever en temperatur på rundt 100°C
i minimum tidsrom på to timer for å oppnå en tilsvarende reduksjon i antall korn.
Nyttige overflateaktive stoffer som kan tilsettes cellen for videre å redusere omfanget av gassutvikling, omfatter etylenoksyd som inneholder polymerer såsom de som har fosfat-grupper, mettet eller umettet monokarboksylsyre med minst to etanolamidgrupperinger; tridecyloxypoly(etylenoksy)etanol; og mest foretrukket, organiske fosfatestere. De foretrukne organiske fosfatestere er generelt monoestere eller diestere som har den følgende formel:
der x+y = 3
M = H, ammoniakk, amino eller et alkali- eller jordalkali-metall
R = fenyl eller alkyl eller alkylaryl med 6-28 karbonatomer.
Spesielt nyttige organiske fosfatester-overflateaktive stoffer omfatter materialer som kan identifiseres ved deres kommersielle betegnelse som GAFAC RA600 (en anionisk organisk fosfatester som leveres av GAF Corp. som den frie syre, basert på en lineær primær alkohol og er en ikke nøytralisert delvis ester av fosforsyre); GAFAC RA610 (en anionisk kompleks organisk fosfatester som leveres av GAF Corp. som den frie syre, som har en aromatisk hydrofob og er en ikke nøytralisert delvis ester av fosforsyre); og KLEARFAC AA-040 (en anionisk monosubstituert ortofosfatester som leveres av BASF Wyandotte Corp.).
Det er funnet at inkorporering av et overflateaktivt tilsetningsstoff av den type som det er referert til her, i en celle i en mengde fra 0,001% til 5%, fortrinnsvis 0,005 til 1%, og mest foretrukket 0,01 til 0,3% av vekten av cellens aktive anodekomponent, utelukker eller hemmer i det minste betraktelig utvikling av hydrogen innen cellen, og øker derved dens lagrings-tid og dens nyttige virketid.
Tilsetning av overflateaktivt stoff til celler som inneholder redusert antall av anodemetall-korn eller enkeltkrystaller av slike anodemetaller, gir en synergistisk videre reduksjon av gassutvikling i cellen.
Selv om bruken av enkelt krystallinsk anodemateriale og bruken av organiske fosfatester-overflateaktive stoffer (US patent nr. 4.487.651 og 4.195.120 som eies av den samme assigna-tor som den foreliggende oppfinnelse) hver for seg har vært kjent for effektivt å redusere gassutvikling i cellen eller tillate noe reduksjon av kvikksølvinnholdet i anoden uten uheldig økning i gassutviklingen, har virkningen av kombinasjonen uventet blitt oppdaget å være betraktelig større enn den sammen-lagte. Således, i celler som har amalgamerte enkeltkrystall sinkanoder, kan mengden av kvikksølv effektivt reduseres fra rundt 6-7% til rundt 4?, eller uttrykt på en annen måte, hastigheten av gassutvikling fra polykrystallinsk sinkamalgam som inneholder 1,5% kvikksølv kan reduseres til omtrent det halve ved bruk av enkeltkrystall-sink. Tilsvarende resulterer bruken av et organisk fosfatester-overflateaktivt stoff såsom GAFAC RA600, med polykrystallinske sinkamalgamelektroder i omtrent en firefoldig reduksjon av gassutvikling med for eksempel 0,1% GAFAC RA600. Imidlertid, i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, tillater en kombinasjon av de to, dvs. et enkeltkrystallinsk sinkamalgam med et overflateaktivt stoff, uventet den effektive reduksjon av kvikksølvet til rundt 1,5% med omtrent 20-foldig nedsettelse av gassutviklingshastigheten eller omtrent det dobbelte av hva som kunne vært ventet. Selvfølgelig gir en kombinasjon av kjemiske gassreduserende tilsetningsstoffer vanligvis ikke engang en additiv effekt, og det gjør heller ikke overdreven bruk av tilsetningsstoffer. Bruken av overflateaktivt materiale sammen med sinkanode-materiale med redusert kornantall gir en økonomisk synergistisk reduksjon av gassutvikling i cellen til over det som oppnås med enkeltkrystallinsk anodemateriale, men godt under det som oppnås med polykrystallinsk sink med høyt kornantall.
Enkeltkrystallene av sink fremstilles fortrinnsvis som beskrevet i det nevnte US-patent nr. 4 487.651, omtalen av dette er tatt med her ved referanse til det. Slik fremgangsmåte omfatter dannelsen av et tynt overtrekk på hver av sinkpartiklene ved oksydasjon i luft ved en temperatur like under sinkens smeltepunkt (419°C), oppvarming av de med en hinne omsluttede sinkpartikler i en inert atmosfære over sinks smeltepunkt og deretter sakte avkjøling med fjerning av oksydhinnene. Størrel-sen av sinkpartiklene varierer vanligvis mellom 80 og 600 mikron til bruk i elektrokjemiske celler og slike fremgansmåter gir en effektiv fremgangsmåte for å lage enkeltkrystallpartikler av slike små dimensjoner.
Mengden kvikksølv i anodeamalgamet kan variere fra 0-4% avhengig av bruken av cellen og mengden av gassutvikling som tolereres.
De amalgamerte, med redusert kornantall eller enkeltkrystallinske metallpartikler med overflateaktive tilsetningsstoffer såsom GAFAC RA600, formes til anoder for elektrokjemiske celler, særlig alkaliske elektrokjemiske celler. Alternativt formes anoden fra metallpartiklene med redusert kornantall eller enkeltkrystaller, og det overflateaktive stoff vandrer dit fra andre cellekomponenter såsom elektrolytten, skilleveggen eller katoden som det overflateaktive stoff opprinnelig har vært til-satt til. Andre anodemetaller som kan lages til som pulvere med redusert kornantall eller enkeltkrystaller, og som er nyttige i elektrokjemiske celler, omfatter Al, Cd, Ca, Cu, Pb, Mg,
Ni og Sn.
Et videre hjelpemiddel i tillegg eller som alternativ når det gjelder å redusere gassutvikling, er å legere polykrystallinske anodemetallpartikler med indium eller andre tilsetningsstoffer før kornreduksjonen av anodemetallet eller dannelsen av enkeltkrystallinske metallpartikler, vanligvis i mengder som varierer mellom 25-5000 ppm og fortrinnsvis mellom 100-1000 ppm. Mengden kvikksølv i anodeamalgamet kan variere fra 0-4% avhengig av bruken av cellen og graden av gassutvikling som tolereres.
De amalgamerte enkeltkrystall metallpartiklene med på forhånd legert innblanding av materialer såsom indium, formes deretter til anoder for elektrokjemiske celler, særlig alkaliske elektrokjemiske celler. Andre anodemetaller som det er mulig å lage til som enkeltkrystall-pulvere, og som er nyttige i elektrokjemiske celler, omfatter Al, Cd, Ca, Cu, Pb, Mg, Ni og Sn. Det er klart at med anoder av disse metallene er det på forhånd legerte materialet ikke likt det aktive materialet i anoden, men er mindre elektrokjemisk aktivt.
For klarere å illustrere virkningen av den foreliggende oppfinnelse når det gjelder å redusere gassutvikling i celler, gis de følgende sammenlignende eksempler. Det er klart at slike eksempler bare er til illustrerende formål og at detaljene de inneholder ikke må tolkes som begrensning av den foreliggende oppfinnelse. Hvis annet ikke er angitt her, eller i den foreliggende spesifikasjon, er alle andeler vektandeler.
EKSEMPEL 1
Tre porsjoner av polykrystallinsk sink med gjennomsnittlig partikkelstørrelse på rundt 100 mikron varmebehandles med varierende tidsrom og temperaturer og amalgameres deretter med omtrent 4 vekt-% kvikksølv. En fjerde porsjon 4% kvikksølv-amalgamert polykrystallinsk sink blir ikke varmebehandlet og brukes som kontroll. To gram fra hver porsjon has i 37% KOH-oppløsninger (lik elektrolytten i alkaliske celler) ved 90°C, og parametre for oppvarming og gassutvikling er gitt i tabell 1:
Fra det ovenforstående fremgår det at varmebehandlingen i den foreliggende oppfinnelse forårsaker mer enn halvering av gassutviklingen fra amalgamert sink. Det fremgår videre at kontinuerlig oppvarming over lang tid ikke har signifikant inn-virkning på gassutviklingen og er vanligvis økonomisk uønsket.
EKSEMPEL 2
Polykrystallinsk sinkpulver (gjennomsnittlig partikkel-størrelse på 100 mikron) fra New Jersey Zinc Co. (NJZ) varmebehandles ved 370°C ved tromling i én time i en roterende kalsineringsovn. Pulveret, slik det mottas fra New Jersey Zinc, har krystallstrukturen vist i fig. 1. Etter varmebehandlingen har pulveret krystallstrukteren vist i fig. 2, hvori kornstør-relsen er markert øket, antall korn er redusert og mengden kornoverflater er tilsvarende redusert. Det polykrystallinske sink, som det er mottatt og etter varmebehandling, amalgameres med 4% kvikksølv og prøver på to gram av hver testes for gassutvikling som i eksempel 1. Nok en to grams prøve på sink amalgamert med 7% kvikksølv, fra Royce Zinc Co., med lignende polykrystallinsk kornstruktur og.gjennomsnittlig partikkelstørrelse testes også med hensyn på gassutvikling som en kontroll i tillegg (som representerer tidligere arbeiders amalgamerte sink) med resultater for gassutvikling gitt i tabell 2:
Varmebehandling som beskrevet, gir et anodemateriale som har markert overlegne egenskaper når det gjelder gassutvikling, sammenlignet med ubehandlet polykrystallinsk sink, og litt dårligere enn tidligere arbeiders amalgamerte sink som har betraktelig mer kvikksølv i amalgamet.
EKSEMPEL 3
To gram av hver av de amalgamerte sinkmaterialer fra eksempel 2 testes på samme måte med hensyn på gassutvikling ved 71°C etter tidsrom på 7 og 14 dager, med resultatene gitt i
tabellene 3 og 4:
Både den totale mengde utviklet gass og hastigheten av gassutviklingen fra varmebehandlet sinkpulver, er etter lengre tid sammenlignbare med de fra sinkpulvere amalgamert med betydelig mere kvikksølv.
Det fremgår fra mikrofotografiene i fig. 1 og 2 at de tall-rike polykrystallinske kornoverflater har blitt redusert i antall med medfølgende reduksjon i antall polykrystallinske korn pr. partikkel uten generell endring i de individuelle partiklers form. Antallet korn i de varmebehandlede partikler er en tredjedel eller mindre av det i de opprinnelige partikler.
EKSEMPEL 4
Sinkpulveramalgamer som inneholder 1,5% kvikksølv fremstilles med bare polykrystallinsk sink.med standardkorn, polykrystallinsk sink med standardkorn sammen med 0,1% RA600 som et tilleggselement, enkeltkrystallinsk sink og enkeltkrystallinsk sink med 0,1% RA600 som et tilleggselement. Like mengder av amalgam-pulverne plasseres deretter i like mengder av 37% KOH alkalisk oppløsning (typisk elektrolyttoppløsning i alkaliske celler) og undersøkes med hensyn på gassutvikling ved en temperatur på
71°C. 0,1% GAFAC RA600 tilsettes til den alkaliske oppløsning og røring av sinken i slik oppløsning resulterer i utfelling av det overflateaktive stoff på sinken. Mengden av gassutvikling målt i mikroliter/gram pr. dag (ul/g-dag) og hastighetsreduk-sjonsfaktorene (med den polykrystallinske sink-kontroll som 1)
er satt opp i tabell 5:
En hastighetsreduksjonsfaktor (om noen) ville i høyden vært ventet å være rundt 7,8 (3,7 x 2,1) for kombinert bruk av enkeltkrystall-sink og RA600 med gasshastighetsreduksjon på rundt 38 yl/g-dag. Kombinasjonen reduserer imidlertid synergistisk gassutviklingen med omtrent det dobbelte av den ventede reduksjon.
EKSEMPEL 5
Sinkpulveramalgamer av polykrystallinsk og enkeltkrystall-sink, med og uten tilsetningen av 0,1% GAFAC RA600, testes som i eksempel 3, men med 0,5% kvikksølvamalgamer. Mengden av gassutvikling, målt i mikroliter/gram pr. dag (yl/g-dag) og hastig-hetsreduks jonsf aktorene (hvor den polykrystallinske sink-kontroll er 1) er vist i tabell 6:
En hastighetsreduksjonsfaktor (om noen) ville i høyden ven-tes å være rundt 14,9 (5,5 x 2,7) for kombinert bruk av enkeltkrystall-sink og RA600 med reduksjon i gassutviklingshastigheten på rundt 48 yl/g-dag. Kombinasjonen reduserer imidlertid synergistisk gassutviklingen med nesten det doble av den ønskede reduksjon.
Det fremgår fra eksemplene ovenfor og tabellene, at enkeltkrystall-sink med én eller flere tilsetninger ifølge den foreliggende oppfinnelse er markert effektiv når det gjelder å tillate stor reduksjon av kvikksølv uten økning i gassutvikling i cellen.
EKSEMPEL 6
Polykrystallinsk sink er på forhånd legert med 550 ppm gallium og 10 0 ppm indium. En første prøve av dette amalgameres deretter med 1,5% kvikksølv. En annen prøve lages til som adskilte enkeltkrystall-legeringspartikler, som beskrevet ovenfor, før amalgamering med kvikksølv. To gram av hver av prøvene plasseres i 37% KOH elektrolyttoppløsning med gassutvikling etter 24 og 48 timer målt ved 90°C som mål for korrosjonen. Som kontroll fremstilles et amalgam med polykrystallinsk sink med 7% kvikksølv tilsvarende det som vanligvis benyttes i celler av alkalisk type. Resultatet av slike prøver er gitt i tabell 7.
EKSEMPEL 7
En første porsjon polykrystallinsk sinkpulver som inneholder 0,04% bly amalgameres med 2% Hg og en annen porsjon over-føres til individuelle enkeltkrystallpartikler før amalgamerin-gen. Amalgamene blir deretter undersøkt med hensyn på korro-sjonshastigheten i 10M KOH som inneholder 2% ZnO. Hastigheten av gassutviklingen ved 71°C er henholdsvis 225 ul/g pr. dag og 80 yl/g pr. dag.
Det fremgår at reduksjonen av korrosjonen av anodemetaller såsom sink, ved legering på forhånd med korrosjonsreduserende tilsetningsmaterialer, øker sterkt ved dannelse av enkeltkrystaller av anodelegeringen av metall og tilsetningsstoff.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for å fremstille en elektrokjemisk celle med redusert gassutvikling, hvor nevnte celle har en polykrystallinsk metallanode som er gjenstand for gassutvikling, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter trinnene: a) reduksjon av antall korn i nevnte polykrystallinske metall til en tredjedel eller mindre av det opprinnelige antall korn; b) forming av det nevnte polykrystallinske metall, med redusert kornantall, til en anode for nevnte celle; og c) plassering av nevnte fremstilte polykrystallinske metallanode i nevnte celle.
2. Fremgangsmåte i henholdt til krav 1, karakterisert ved at nevnte polykrystallinske metall varmes ved forhøyet temperatur, under smeltepunktet til nevnte metall, i et tidsrom tilstrekkelig til å redusere antall korn i nevnte polykrystallinske metall til en tredjedel eller mindre av det opprinnelige antall korn.
3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert ved at nevnte polykrystallinske metall velges fra gruppen som består av sink, kadmium, nikkel, magnesium, aluminium, mangan, kalsium, kobber, jern, bly, tinn og blandinger derav.
4. Fremgangsmåte i henhold til krav 3, karakterisert ved at det nevnte polykrystallinske metall er sink og hvori nevnte sink varmes ved en temperatur mellom 50°C og 419,5°C i et minimum tidsrom som varierer mellom fem minutter og to timer.
5. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at nevnte fremgangsmåte videre omfatter trinnet å tilsette et overflateaktivt hetero-polart tilsetningsstoff som har polar affinitet til nevnte anode i nevnte celle.
6. Fremgangsmåte i henhold til krav 5, karakterisert ved at nevnte polykrystallinske metall overføres til enkeltkrystaller.
7. Fremgangsmåte i henhold til kravene 5 og 6, karakterisert ved at nevnte overflateaktive heteropolare tilsetningsstoffer omfatter en organisk fosfatester som har formelen: der x + y = 3 M = H, ammoniakk, amino eller et alkali- eller jordalkali-metall og R = fenyl eller alkyl eller arylalkyl med 6-28 karbonatomer.
8. Fremgangsmåte i henhold til kravene 1 og 5, karakterisert ved at nevnte polykrystallinske anodemetall legeres med ett eller flere medlemmer valgt fra gruppen som består av indium, gallium, tallium, kadmium, vismut, tinn og bly før nevnte reduksjon av antall korn deri.
9. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, karakterisert ved at nevnte polykrystallinske anodemetall overføres til å danne adskilte enkeltkrystallpartikler, hvorved nevnte ene eller flere medlemmer danner deler av nevnte enkeltkrystall.
NO860475A 1985-02-12 1986-02-11 Fremgangsmaate for fremstilling av en elektrokjemisk celle NO169098C (no)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO1991913610A NO913610D0 (no) 1985-02-12 1991-09-12 Elektrokjemisk celle.

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US70083685A 1985-02-12 1985-02-12
US06/749,688 US4632890A (en) 1985-06-28 1985-06-28 Anode metal treatment and use of said anode in cell
US06/764,454 US4585716A (en) 1984-07-09 1985-08-12 Cell corrosion reduction

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO860475L NO860475L (no) 1986-08-13
NO169098B true NO169098B (no) 1992-01-27
NO169098C NO169098C (no) 1992-05-06

Family

ID=27418711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO860475A NO169098C (no) 1985-02-12 1986-02-11 Fremgangsmaate for fremstilling av en elektrokjemisk celle

Country Status (16)

Country Link
AU (1) AU594661B2 (no)
BE (1) BE904216A (no)
BR (1) BR8600570A (no)
CA (1) CA1271217A (no)
CH (1) CH671304A5 (no)
DE (1) DE3603342A1 (no)
DK (1) DK66886A (no)
ES (1) ES8706854A1 (no)
FR (1) FR2577351B1 (no)
GB (2) GB2170946B (no)
IE (1) IE57432B1 (no)
IT (1) IT1204791B (no)
MX (1) MX163835B (no)
NL (1) NL8600347A (no)
NO (1) NO169098C (no)
SE (1) SE8600606L (no)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1267189A (en) * 1985-06-28 1990-03-27 Jerrold Winger Alkaline cell employing a zinc electrode with reduced mercury additive
EP0352604A1 (fr) * 1988-07-25 1990-01-31 Cipel Générateur électrochimique primaire à électrolyte alcalin et à électrode négative de zinc
FR2634594B1 (fr) * 1988-07-25 1993-06-18 Cipel Wonder Generateur electrochimique a electrolyte alcalin et a electrode negative de zinc
DE3902650A1 (de) * 1989-01-30 1990-08-02 Varta Batterie Galvanisches primaerelement
CA2046148C (en) * 1990-08-14 1997-01-07 Dale R. Getz Alkaline cells that are substantially free of mercury
US5626988A (en) * 1994-05-06 1997-05-06 Battery Technologies Inc. Sealed rechargeable cells containing mercury-free zinc anodes, and a method of manufacture
WO2008001813A1 (fr) 2006-06-28 2008-01-03 Panasonic Corporation Pile sèche alcaline
JP4516092B2 (ja) * 2007-05-10 2010-08-04 パナソニック株式会社 アルカリ乾電池
CN112928236A (zh) * 2021-01-21 2021-06-08 福建南平南孚电池有限公司 一种碱性电池

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE347906C (de) * 1918-11-16 1922-01-25 Alfred Eichhoff Galvanisches Element
US2233578A (en) * 1937-11-04 1941-03-04 Western Cartridge Co Method of making battery cans
US3623911A (en) * 1969-03-03 1971-11-30 Leesona Corp High-rate consumable metal electrodes
US3853625A (en) * 1970-04-03 1974-12-10 Union Carbide Corp Zinc fibers and needles and galvanic cell anodes made therefrom
BE789556A (fr) * 1971-10-01 1973-03-29 Union Carbide Corp Element alcain de pile au zinc
CA1086988A (en) * 1978-02-14 1980-10-07 Maheswar Sahoo Magnesium-lithium alloy
US4195120A (en) * 1978-11-03 1980-03-25 P. R. Mallory & Co. Inc. Hydrogen evolution inhibitors for cells having zinc anodes
JPS56143662A (en) * 1980-04-07 1981-11-09 Tamagawa Kikai Kinzoku Kk High strength zinc alloy for dry cell
DE3272350D1 (en) * 1981-11-20 1986-09-04 Varta Batterie Galvanic primary element with a negative electroless zinc-plated electrode collector
JPS58218760A (ja) * 1982-06-11 1983-12-20 Toshiba Battery Co Ltd アルカリ電池
DE3246957A1 (de) * 1982-12-18 1984-06-20 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Galvanisches element
JPS59186253A (ja) * 1983-04-01 1984-10-23 インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション 電池の電極
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
BR8503252A (pt) * 1984-07-09 1986-03-25 Duracell Int Pilha eletroquimica,processo para producao de pilha eletroquimica aquosa,e composicao de materia para uso na producao de anodo de pilha eletroquimica aquosa com fervura reduzida
JPS61131363A (ja) * 1984-11-28 1986-06-19 Fuji Elelctrochem Co Ltd アルカリ電池
JPS61131367A (ja) * 1984-11-30 1986-06-19 Fuji Elelctrochem Co Ltd アルカリ電池用粒状亜鉛合金の処理方法
JPS61131366A (ja) * 1984-11-30 1986-06-19 Fuji Elelctrochem Co Ltd アルカリ電池用粒状亜鉛合金の処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU5324886A (en) 1986-08-21
CA1271217A (en) 1990-07-03
GB2200791B (en) 1989-11-29
GB8802013D0 (en) 1988-02-24
NL8600347A (nl) 1986-09-01
AU594661B2 (en) 1990-03-15
DK66886A (da) 1986-08-13
ES551801A0 (es) 1987-07-01
GB2170946B (en) 1989-11-22
IE57432B1 (en) 1992-09-09
CH671304A5 (no) 1989-08-15
FR2577351A1 (fr) 1986-08-14
SE8600606L (sv) 1986-08-13
GB2200791A (en) 1988-08-10
ES8706854A1 (es) 1987-07-01
DE3603342A1 (de) 1986-08-14
BR8600570A (pt) 1986-10-21
MX163835B (es) 1992-06-25
NO860475L (no) 1986-08-13
GB2170946A (en) 1986-08-13
GB8603413D0 (en) 1986-03-19
IT8619386A0 (it) 1986-02-12
IE860198L (en) 1986-08-12
SE8600606D0 (sv) 1986-02-11
IT1204791B (it) 1989-03-10
FR2577351B1 (fr) 1989-09-29
NO169098C (no) 1992-05-06
DK66886D0 (da) 1986-02-11
BE904216A (fr) 1986-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4777100A (en) Cell corrosion reduction
Zhong et al. Evaluation of lead—calcium—tin—aluminium grid alloys for valve-regulated lead/acid batteries
US4585716A (en) Cell corrosion reduction
NO169098B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av en elektrokjemisk celle
JP2010245038A (ja) 正極合材及びリチウム電池
Han et al. The effect of annealing on electrochemical performances of an Al–Sn–Ga–Mg alloy as an anode for al–air batteries in alkaline electrolytes
CA1086988A (en) Magnesium-lithium alloy
JPS6459769A (en) Negative current collector for zinc-alkaline battery
WO2016029861A1 (zh) 一种稀土系储氢合金及其用途
CN1953251A (zh) 氢包藏合金
US5358800A (en) Active material of hydrogen storage alloy electrode
PL186687B1 (pl) Elektrolityczny ditlenek manganu, sposób sporządzania elektrolitycznego ditlenku manganu i suche ogniwo manganowe
EP1271677B1 (en) Hydrogen-absorption alloy electrode
US4632890A (en) Anode metal treatment and use of said anode in cell
JPH11265715A (ja) ガス発生量の少ないアルカリ電池用亜鉛合金粉末
CN102347469A (zh) 片状锌阳极及其制备方法和使用该片状锌阳极的叠层锌锰电池
US4840644A (en) Cell corrosion reduction
JP2003257417A (ja) リチウムイオン2次電池用負極
JPS61224267A (ja) 電気化学電池の製造方法及び電気化学電池
JPS6164076A (ja) 電気化学電池
JP2003257418A (ja) リチウムイオン2次電池用負極
KR20030014211A (ko) 철-리튬-알루미늄 음극 조성물 및 이를 포함하는 열-배터리
US3281281A (en) Corrosion inhibitors
JP2609609B2 (ja) アルカリ電池
JP2935855B2 (ja) アルカリ電池