NO853286L - Primaert alkalibatteri med belagt stroemsamler. - Google Patents

Primaert alkalibatteri med belagt stroemsamler.

Info

Publication number
NO853286L
NO853286L NO853286A NO853286A NO853286L NO 853286 L NO853286 L NO 853286L NO 853286 A NO853286 A NO 853286A NO 853286 A NO853286 A NO 853286A NO 853286 L NO853286 L NO 853286L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
electrochemical cell
current collector
alkaline
positive current
alkaline electrochemical
Prior art date
Application number
NO853286A
Other languages
English (en)
Inventor
Steven Hafner
Georgy Stephen Kulibert
Original Assignee
Ray O Vac Corp
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 Ray O Vac Corp filed Critical Ray O Vac Corp
Publication of NO853286L publication Critical patent/NO853286L/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
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • 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
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121Organic material
    • 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
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/668Composites of electroconductive material and synthetic resins
    • 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
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/669Steels
    • 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
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • 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
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117Inorganic material
    • H01M50/119Metals
    • 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
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • 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
    • H01M50/116Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/1243Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure characterised by the internal coating on the casing
    • 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
    • H01M50/131Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H01M50/133Thickness
    • 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
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/552Terminals characterised by their shape
    • H01M50/559Terminals adapted for cells having curved cross-section, e.g. round, elliptic or button cells
    • H01M50/56Cup shaped terminals
    • 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
    • H01M6/06Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0002Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0014Alkaline electrolytes
    • 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)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører primære alkalibatterier og spesielt innretninger for forbedring av virkningsegenskapene for disse, ved å redusere den høye resistansen mellom katoden og strømsamleren.
Primære alkalibatterier og spesielt alkaliske mangandioksyd/ sink tørrceller (Mn02/Zn) har hatt en vellykket kommersiell utvikling. Når det fremstilles som en sylindrisk celle, har batteriet en MnC^ katodeblanding med karbon eller grafitt som en ytre ring, en anode av amalgamert sinkpulver og en beholder som virker som en positiv strømsamler. Vanligvis er det meste av elektrolytten plassert inne i anoden. God elektrisk forbindelse mellom katodeblandingen og den positive strømsamleren - som vanligvis lages av stål - har alltid vært ønsket for å holde den indre motstanden i cellen så lav som mulig.
En fremgangsmåte for å oppnå den ønskede elektriske kontakten mellom den positive strømsamleren og katodeblandingen er å danne høyt trykk ved grenseflaten mellom de to delene. I US-patent nr. 3.156.749 oppnås høytrykkskontakt ved å fremstille en sylindrisk batterikatode ved å flytstøpe dem inne i strøm-samleren. Høytrykkskontakt kan også oppnås ved å plassere rørformede ringer av katodeblanding inn til den positive strøm-samleren, som har en innerdiameter som er mindre enn ytter-diameteren for katoderingene.
Selv når man oppnår god elektrisk kontakt ved hjelp av høy-trykkskontakt, har det lenge vært kjent at resistansen mellom katoden og en ubehandlet stålstrømsamler forårsaker en reduksjon i virkningen av alkaliske tørrcellebatterier. Det er kjent at denne resistansen økes ved lagring, spesielt ved lagring ved høye temperaturer. Det har vært foreslått flere løsninger på dette problemet. F.eks. beskrives i US-patent
nr. 3.066.179 at ved påføring av et tynt lag gull på en strømsamler av stål, kan resistansen mellom katodeblandingen og strømsamleren reduseres i betydelig grad. Tilsvarende fore-slås i US-patent nr. 3.485.675 et forkullet overflatelag på
stålet.
For å unngå de dyre løsningene som er foreslått i patent-heftene omtalt ovenfor beskriver japansk patent nr. 42-25145 belegging av den positive strømsamleren med en grafittholdig syntetisk harpiks som ville redusere motstanden mellom katodeblandingen og den positive strømsamleren. Imidlertid vil de karbonmengdene som er nødvendige for å redusere den elektriske motstanden sannsynligvis gi belegg som ikke hefter til den positive strømsamleren eller som ikke har tilstrekkelig mekanisk styrke til å forbli festet til denne. Siden belegget videre måtte være kontinuerlig på overflaten av den positive strømsamleren, ville fremstillingen av celler ifølge den nevnte oppfinnelse være problematisk. Japansk patentpublikasjon nr. 48361-1983 beskriver et annet harpiksholdig belegg som inneholder mellom 50 og 70 vekt% karbon. Imidlertid vil proble-mene som er knyttet til så store mengder karbon i det tørre belegget sammen med det kravet at belegget skal være kontinuerlig som beskrevet i japansk patentpublikasjon nr. 48361-1983, gjøre at man fremdeles leter etter en mer fullstendig løsning på problemet.
Selv om alle de tidligere nevnte løsningene er forsøkt, er nikkelbelegging av stålet den nåværende kommersielle løsningen. Selv om det er mindre dyrt enn gullbelegging eller et over-flateforkullet lag av stål, ønsker man fremdeles en mindre dyr løsning.
Det er et fornål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe reduksjon av den indre motstanden mellom katodeblandingen og den positive strømsamleren i primære alkaliceller, slik at man forbedrer virkningen av disse. Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å øke holdbarheten for primære alkaliceller.
Nok et formål med foreliggende oppfinnelse er å redusere frem-stillingskonstnadene for primære alkalibatterier som har overlegne bruksegenskaper. De foregående - og ytterligere formål - vil fremgå klarere i den følgende beskrivelsen.
Et polymert harpiksbelegg som ved tørking blir en tynn, ledende plastfilm vil, når den påføres strømsamleren i alkalitørr-celler, forhindre dannelsen av et høyresistent lag mellom katoden og strømsamleren, selv ved lagring ved forhøyede temperaturer.
Formålene ved foreliggende oppfinnelse oppnås ved å danne et tynt plastbelegg på overflaten av den positive strømsamleren i primære alkaliceller. Det tynne plastbelegget reduserer den indre resistanse i alkalibatterier. Den forbedrede virkningen av primære alkaliceller som innbefatter foreliggende oppfinnelse sammenlignet med celler ifølge tidligere kjent teknikk, fremgår tydeligere når cellene lagres i lange tidsrom; foreliggende oppfinnelse hindrer betydelig fall i virkningen som registreres i alkaliceller som lagres i lange tidsrom ved høye temperaturer. Foreliggende oppfinnelse reduserer fremstil-lingskostnadene for primære alkaliceller fordi den eliminerer behovet for nikkelbelagt stål og ikke krever en kontinuerlig, uniform påføring av det ledende belegget.
Ifølge foreliggende oppfinnelse belegges den indre overflaten av en strømsamler i en alkalitørrcelle med et organisk, ledende harpiksbelegg. Dette belegget som kan påføres ved forskjellige teknikker - innbefattet maling, spraying eller dypping - inneholder et alkaliresistent organisk bindemiddel oppløst i et kompatibelt oppløsningsmiddel. Spraying er en foretrukket fremgangsmåte for påføring av den ledende primeren.
Etter at den er påført på den positive strømsamleren, tørkes primeren ved forhøyede temperaturer som tillater avdampning av oppløsningsmidlet og sørger for vedheng til den positive strøm-samleren av et tynt, elektrisk ledende harpiksbelegg. Det resulterende ledende belegget er typisk fra 0,0015 cm til 0,0020 cm tykt, men kan variere fra 0,0003 cm til 0,0051 cm i tykkelse. Det ledende belegget må ikke være uniformt i tykkelse eller kontinuerlig på overflaten av den positive strøm-samleren. Forbedringer i virkningen av primære alkaliceller som innbefatter foreliggende oppfinnelse sammenlignet med de samme cellene som innbefatter de positive strømsamlere av ubelagt stål, er funnet når bare 25% av overflaten av den positive strømsamleren dekkes med det ledende belegget. Overraskende ble det funnet at alkalitørrceller, hvor hele overflaten av den positive strømsamleren var dekket med den ledende plastfilmen, ikke virket bedre enn alkalitørrcellebatterier, hvor den ledende primeren var belagt bare på 50% av overflaten av den positive strømsamleren. Selv om det ledende belegget bør være resistent overfor den alkaliske elektrolytten, behøver det følgelig ikke være ugjennomtrengelig for denne, siden foreliggende oppfinnelse innbefatter anvendelsen av en diskontinuerlig ledende film på den positive strømsamleren.
I foreliggende oppfinnelse må bindemidlet være en filmdannende polymer som er kompatibel med komponentene i alkalibatteriet. Filmdannende bindemidler som hydrolyseres eller oksyderes i nærvær av elektrolytten eller som reagerer med katodemateri-alene i slike celler, kan ikke benyttes ved utførelsen av foreliggende op<p>finnelse. Foreliggende oppfinnelse kan med fordel utøves med en lang rekke polymere bindemidler innbefattet av ABS (acrylonitril-butadien-styren), PVC (polyvinylklorid) , epoksyder, fluorkarboner, nyloner, polypropylen, polybutylen, polystyrener og neoprener. Foreliggende oppfinnelse kan også utøves med bindemidler som er gummier og/ eller elastomerer, som f.eks. isobutylen, isopren, kloropren, polysulfid, etylenpropylen, klorinert og klorosulfonert polyetylen, fluorsilikon og propylenoksyd. Imidlertid kan mate-rialer som er oppløselige i KOH, den vanlige elektrolytten i alkaliske tørrceller, som f.eks. CMC (som er beskrevet i det japanske patent nr. 42-25145), ikke benyttes ved utførelsen av foreliggende oppfinnelse.
Oppløsningsmiddeldelen av harpiksen må fukte overflaten av
den positive strømsamleren. Oppløsningsmidlet må også være fullt kompatibelt med bindemidlet. Foreliggende oppfinnelse kan med fordel utøves med oppløsningsmidler som f.eks. etylacetat, butanol, metyl-etyl-keton, metyl-isobutyl-keton og parafinhydrokarbon-væsker.
For å oppnå den nødvendige ledningsevnen kan et ledende bindemiddel (polymer) benyttes, eller alternativt kan et ledende materiale, som f.eks. karbon eller metallpulver tilsettes i primeren slik at det ledende materialet er dispergert gjennom harpiksbelegget etter inndampingen. En fremgangsmåte for å oppnå den ønskede ledningsevnen er å male et karbonholdig materiale inn i bindemidlet, vanligvis kjønrøk, acetylensort eller grafitt, ved en temperatur hvor bindemidlet flyter, der-ved dispergeres karbonet gjennom bindemidlet. Det karbonbe-lagte bindemidlet kan så fortynnes med et egnet oppløsnings-middel og påføres på strømsamleren som beskrevet ovenfor.
Ved utførelsen av foreliggende oppfinnelse er det funnet at
de resulterende ledende filmene må være minst like ledende som velkjente antistatiske filmer. Det er også funnet at den resulterende filmen bør ha tilstrekkelig mekanisk helhet og abrasjonsresistens til å forbli festet til den positive strøm-samleren under trykktilpasningen av katodeblandingen i strøm-samleren, en fremgangsmåte som i stor grad benyttes kommersielt.
Når karbon tilsettes til bindemidlet for å danne den ledende primeren, bør vekt% av karbon i den ledende filmen som er festet til den positive strømsamleren etter inndampning av opp-løsningsmidlet ligge i området mellom 25% og 40%. Selv om en økning av karbonmengden i den ledende filmen vil redusere resistansen, vil reduksjonen i forholdet mellom bindemiddel og karbon redusere den mekaniske styrken av den ledende filmen og øke sannsynligheten for at den ledende filmen ikke hefter tilstrekkelig til overflaten av den positive strømsamleren. Tilsvarende når karbonvekt%1 en reduseres under 25%, reduseres ledningsevnen av filmen, og fordelene som oppnås ved foreliggende oppfinnelse blir neglisjerbare. Fig. 1 er en tegning av et sylindrisk alkalibatteri som innbefatter foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er en grafisk fremstilling av batterispenning som funk sjon av utladningstid for batterier som innbefatter foreliggende oppfinnelse, batterier ifølge tidligere kjent kommersiell teknikk, og batterier som hverken innbefatter tidligere kjent teknikk eller foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 er en grafisk fremstilling av batterispenning som funksjon av utladningstid for flere alternative utførelser av foreliggende oppfinnelse. Fig. 4 er en grafisk fremstilling av ny batterispenning som funksjon av utladningstid for batterier som innbefatter foreliggende oppfinnelse, batterier ifølge kjent kommersiell teknikk, og batterier som hverken innbefatter kjent kommersiell teknikk eller foreliggende oppfinnelse. Fig. 5 er en grafisk fremstilling av batterispenning som funksjon av utladningstid etter lagring i 12 måneder, for batterier som innbefatter foreliggende oppfinnelse, batterier ifølge tidligere kjent kommersiell teknikk, og batterier som hverken innbefatter tidligere kjent teknikk eller foreliggende oppfinnelse . Fig. 6 er en grafisk fremstilling av batterispenning som funksjon av utladningstid etter lagring i 12 måneder for batterier ifølge foreliggende oppfinnelse, hvor den ledende filmen bare delvis dekker den positive strømsamleren, batterier ifølge tidligere kjent kommersiell teknikk, og batterier som hverken innbefatter tidligere kjent teknikk eller foreliggende oppfinnelse . Fig. 1 er et tverrsnitt gjennom et sylindrisk alkalibatteri, hvor foreliggende oppfinnelse benyttes. Den positive strøm-samleren, en ekstrahert stålbeholder 2, åpen i den ene enden og ca. 0,025 cm tykk, har et belegg 14 belagt på den indre overflaten. To ringformede rør 5, fremstilt slik at den ytre diameteren er større enn den indre diameteren av den positive strømsamleren, presses inn i den positive strømsamleren, slik at det dannes en trykkontakt med belegget. En kant 10 rulles
inn i beholderen nær den åpne enden for å bære forseglingsskiven. En separator 4 og en anode 3 plasseres innenfor katoderingene. En forseglingsskive 6 som inneholder en negativ strømsamler 1 plasseres inn i den åpne enden av beholderen og i kontakt med kanten. Den åpne enden av beholderen krympes over forseglingsskiven og komprimerer denne mellom krymp-ningen og kanten slik at cellen forsegles. En isolerings-skive 7 med en sentral åpning plasseres over den krympede enden av cellen slik at enden av den negative strømsamleren 1 stikker frem gjennom åpningen. En kontaktfjær 8 er festet til enden av den negative strømsamleren 1. Terminaltilkoblinger 9 og 13 plasseres i kontakt med henholdsvis kontaktfjæren 8 og den positive strømsamleren 2, og et isoleringsrør 12 og stål-skallet 11 plasseres rundt cellen og krympes på endene slik at terminaltilkoblingene holdes på plass.
Flere eksempler som illustrerer nytten av foreliggende oppfinnelse skal nå gjennomgås.
Eksempel 1
5 g "XC-72" kjønrøk og 500 g "Adcoat 52G1B" som inneholder ca. 2% faste stoffer ble tilsatt en beholder som var halvfull med stålkuler av diameter 0,32 cm. Beholderen ble lukket og plassert på en kulemølle i 45 min. Innholdet i beholderen ble deretter dreiet på den indre overflaten av ubelagt stål, i form av positive strømsamlere av D-størrelse for alkalisk mangan og tørket ved 82°C i fem minutter, dette ga en karbon-konsentrasjon i den tørkede filmen på ca. 33,3%.
Katodeblandingen (mangandioksyd, grafitt, kaliumhydroksyd, vann, acetylensort og sement) ble formet til sylindere og plassert i den belagte positive strømsamleren. Et separator-materiale ble plassert mot den indre overflaten av katode-sylindrene. Separatoren ble så fylt med gelert kaliumhydroksyd og amalgamert sink. Etter at en plastforsegling og en negativ strømsamler var plassert i den positive beholderen, ble batteriet forseglet.
Disse batteriene ble utladet ifølge ASTM "heavy industrial flashlight test" (2,25 HIFT) som innebærer 2,25 ohm i fire av femten minutter, åtte timer/dag, syv dager/uke. Fig. 2 er en grafisk fremstilling av 2,25 HIFT-utladningsspenningen etter lagring ved 54°C i fire uker. Batteriene var konstruert slik at den ledende filmen som dekket de positive strøm-samlerne hadde en høyere lukket kretsspenning enn batterier, hvor det benyttes positive strømsamlere av nikkebelagt stål eller ubelagt stål.
Eksempel 2
Mange kommersielt tilgjengelige, ledende belegg kan anvendes ved foreliggende oppfinnelse. Flere eksempler på slike ledende belegg er oppført i tabell 1, som beskriver sammen-setningen og den transverselle resistensen for disse kommersielle beleggene.
Batterier som er fremstilt med positive strømsamlere belagt med noen av de ovenfor angitte belegg, virker tilsvarende batterier fremstilt med belegget i Eks. 1. Fig. 3 som viser en grafisk fremstilling av lukket kretsspenningen som funksjon av utladningstiden etter lagring i fire uker ved 54°C ifølge 2,25 HIFT-testen, sammenligner virkningen av batterier konstruert med positive strømsamlere belagt med kommersielt tilgjengelige ledende belegg med batterier konstruert som i Eks. 1.
Eksempel 3
For å demonstrere fordelen ved foreliggende oppfinnelse i batterier som lagres i lange tidsrom, ble stålbeholdere spray-belagt med "P-70"-primer og sammensatt til batterier som i Eks. 1. Da disse batteriene ble undersøkt ved 2,25 HIFT, så man innledningsvis bare en liten forbedring i lukketkretsspen-ningen under utladning (fig. 4). Når disse batteriene imidlertid ble lagret ved romtemperatur i ett år, ble den samme økningen i utladningsspenningen ved lukket krets observert for batterier eldet i fire uker ved 54°C (fig. 5). Dette viser at når batterier fremstilles ifølge foreliggende oppfinnelse, øker lagringsstabiliteten av slike alkalibatterier i betydelig grad.
Eksempel 4
For å bestemme om et kontinuerlig ledende belegg på den positive strømsamleren var påkrevet ble den indre overflaten av positive strømsamlere av ubelagt stål belagt med forskjellige mengder "P-70"-primer. Disse positive strømsamlerne ble så sammensatt i batterier som i Eks. 1. Batteriene ble lagret i ett år ved 21°C og deretter avladet ved 2,25 HIFT-testen. Resultatene - vist i fig. 6 - viser at det ikke er nødvendig å danne et kontinuerlig, elektrolyttresistent, ledende belegg på den positive strømsamleren for å anvende foreliggende oppfinnelse. : .Batterier fremstilt fra positive strømsamlere av ubelagt stål, hvor den ledende filmen dekket bare 50% av strøm-samleren, virket i det vesentlige på samme måte som batterier hvor den positive strømsamleren var 100% belagt. Batterier hvor den ledende filmen dekket bare 25% av den positive strøm-samleren virket like godt som batterier konstruert med positive strømsamlere av udekket, nikkelbelagt stål.
Fra resultatene i de foregående eksemplene og de vedlagte tegningene fremgår det at de primære alkalicellene ifølge opp-finnelsen er overlegne konvensjonelle primære alkalibatterier. Selv om det i de foregående eksemplene ble benyttet et alkalisk elektrokjemisk Jfo^O/Zn-system i en kommersiell sylindrisk konfigurasjon, innbefatter foreliggende oppfinnelse andre alkaliske elektrokjemiske systemer, hvor det benyttes en elektrolytt som ikke virker korroderende på den positive strøm-samleren .

Claims (36)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av en alkalisk elektrokjemisk celle, karakterisert ved at den innbefatter: a) belegging av den indre overflaten av metallbeholderen som tjener som positiv strømsamler med et elektrisk ledende polymert harpiksbelegg; b) tørking av det polymere harpiksbelegget, slik at det dannes en alkali-resistent, elektrisk ledende plastfilm på overflaten av den positive strømsamleren; c) plassering av komponentene i alkalibatteriet inne i metallbeholderen; og d) forsegling av alkalicellen.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det elektrisk ledende, polymere harpiksbelegget innbefatter et polymert bindemiddel oppløst i et opp-løsningsmiddel.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at oppløsningsmidlet avdampes fra den polymere harpiksen ved forhøyede temperaturer.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det polymere bindemidlet ikke oppløses i alkalisk elektrolytt.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det polymere bindemidlet ikke hydrolyseres eller oksyderes av alkalisk elektrolytt.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det polymere bindemidlet er valgt fra gruppen bestående av ABS(acrylonitril-butadien-styren), PVC (polyvinylklorid), epoksier, fluorkarboner, nyloner, polypropylen, polybutylen, polystyrener, neoprener, isobutylen, isopren, kloropren, polysulfid, etylen <p> ropylen, klorinert og klorsulfonert polyetylen, fluorsilicon og propylenoksyd.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at oppløsningsmidlet velges fra gruppen bestående av etylacetat, butanol, metyletylketon, metylisobutyl-keton og parafin hydrokarbon-væsker.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at opplø sningsmidlet fukter overflaten av den positive strømsamleren.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den positive strømsamlerbeholderen er av ubelagt stål.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det polymere bindemidlet er ledende.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at de pulverformede ledende fyllstoffene er fordelt uniformt gjennom det polymere bindemidlet.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at det pulverformige ledende fyllstoffet er ledende karbonpartikler, valgt fra gruppen bestående av kjønrøk, acetylensort og grafitt.
13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at de ledende karbonpartiklene er av kjønrøk.
14. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at de ledende karbonpartiklene tilsettes til det polymere bindemidlet i en slik mengde at vekt% karbon i den resulterende plastfilmen varierer fra 25 til 40.
15. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at de pulverformige ledende karbonpartiklene males inn i det polymere bindemidlet ved en temperatur som ligger over flyttemperaturen for bindemidlet.
16. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at filmen er fra 0,0003 cm til 0,0051 cm. tykk.
17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at filmen er fra 0,0015 cm til 0,020 cm tykk.
18. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at plastfilmen er diskontinuerlig.
19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at plastfilmen dekker 25% av arealet av den positive strømsamleren.
20. Alkalisk elektrokjemisk celle som har en metall-beholder som inneholder katodeblandingen og fungerer som en positiv strømsamler, karakterisert ved at resistensen mellom metallbeholderen og katodeblandingen er redusert ved at overflaten av beholderen som inneholder katodeblandingen er belagt med et tynt, ledende, alkaliresistent organisk belegg.
21. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 1, karakterisert ved at plastbelegget inneholder ledende fyllstoffer.
22. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 21, karakterisert ved at det ledende fyllstoffet er karbon.
23. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 22, karakterisert ved at vekti'en av karbon i plastbelegget varierer fra 25 til 40.
24. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 20, karakterisert ved at plastbelegget ikke opp- løses i alkalisk elektrolytt.
25. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 20, karakterisert ved at plastbelegget ikke hydrolyseres eller oksyderes av den alkaliske elektrolytten.
26. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 20, karakterisert ved at metallbeholderen er belagt stål.
27. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 20, karakterisert ved at plastfilmen er fra gruppen bestående av ABS (acrylonitril-butadien-styren), PVC (polyvinylklorid), epoksier, fluorkarboner, nyloner, polypropylen, polybutylen, polystyrener, neoprener, isobutylen, isopren, kloropren, polysulfid, etylenpropylen, klorinert og klorsulfonert polyetylen, fluorsilikon og propylenoksyd.
28. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 20, karakterisert ved at plastfilmen er 0,0003cm til 0,0051 cm tykk.
29. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 26, karakterisert ved at plastfilmen er 0,0015 til 0,020 cm tykk.
30. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 20, karakterisert ved at plastfilmen er diskontinuerlig .
31. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 28, karakterisert ved at plastfilmen dekker 25% av arealet av den positive strømsamleren.
32. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 20, karakterisert ved at katodeblandingen er trykktilpasset til den positive strømsamleren.
33. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 20, karakterisert ved at katodeblandingen består av på forhånd fremstilte katoderinger.
34. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 31, karakterisert ved at de forhåndsfremstilte katoderingene er trykksonetilpasset til den positive strøm-samleren.
35. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 20, karakterisert ved at cellen er sylindrisk.
36. Alkalisk elektrokjemisk celle ifølge krav 20, karakterisert ved at cellen er mangandioksyd/ sinkcelle.
NO853286A 1984-08-21 1985-08-20 Primaert alkalibatteri med belagt stroemsamler. NO853286L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US64279484A 1984-08-21 1984-08-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO853286L true NO853286L (no) 1986-02-24

Family

ID=24578046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO853286A NO853286L (no) 1984-08-21 1985-08-20 Primaert alkalibatteri med belagt stroemsamler.

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0175149B1 (no)
JP (1) JPS61114469A (no)
KR (1) KR860002157A (no)
BR (1) BR8503954A (no)
CA (1) CA1264804A (no)
DE (1) DE3583092D1 (no)
DK (1) DK370185A (no)
ES (1) ES8704675A1 (no)
IL (1) IL76085A0 (no)
NO (1) NO853286L (no)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3873781D1 (de) * 1987-01-15 1992-09-24 Lonza Ag Verwendung einer kathodenbeschichtungsdispersion fuer batterien.
US5464707A (en) * 1992-10-29 1995-11-07 Moulton; Russell D. Electrically-conducting adhesion-promoters
US5441830A (en) * 1992-10-29 1995-08-15 Moulton; Russell D. Electrically-conducting adhesion-promoters on conductive plastic
US5542163A (en) * 1993-04-19 1996-08-06 Chang; On K. Electrically-conducting adhesion-promoter
SE0700978L (sv) * 2007-04-23 2008-10-24 Sandvik Intellectual Property Kontaktelement hos ett alkaliskt batteri
CN106684390A (zh) * 2017-03-02 2017-05-17 中银(宁波)电池有限公司 电池集电体及制备方法和碱性锌锰电池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3485675A (en) * 1967-06-06 1969-12-23 Samuel Ruben Electric current producing cell having depolarizer in intimate contact with carburized surface of the container
JPS5678062A (en) * 1979-11-28 1981-06-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of battery
JPS5848361A (ja) * 1981-09-17 1983-03-22 Fuji Elelctrochem Co Ltd アルカリ乾電池
JPS59224054A (ja) * 1983-06-02 1984-12-15 Hitachi Maxell Ltd アルカリ電池の製造法

Also Published As

Publication number Publication date
IL76085A0 (en) 1985-12-31
DE3583092D1 (de) 1991-07-11
JPS61114469A (ja) 1986-06-02
EP0175149B1 (en) 1991-06-05
CA1264804A (en) 1990-01-23
DK370185D0 (da) 1985-08-14
BR8503954A (pt) 1986-06-03
EP0175149A3 (en) 1987-04-15
EP0175149A2 (en) 1986-03-26
DK370185A (da) 1986-02-22
ES8704675A1 (es) 1987-04-01
ES546312A0 (es) 1987-04-01
KR860002157A (ko) 1986-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5281497A (en) Low mercury or mercury free alkaline manganese dioxide-zinc cell
JP5749264B2 (ja) 炭素繊維亜鉛電極
BRPI0618676A2 (pt) células eletroquìmicas primárias de ìon de lìtio
JP2007507850A (ja) 電池セパレータ
CA3119491A1 (fr) Separateur electrochimique recouvert d&#39;un film obtenu a partir d&#39;une solution aqueuse comportant un liant soluble dans l&#39;eau, son procede de fabrication et ses utilisations
US6653016B2 (en) Extended temperature operating range electrochemical cells
US5707759A (en) Anode for a rechargeable lithium cell and a method of manufacturing it
US20210343995A1 (en) Electrochemical plating of additives on metallic electrodes for energy dense batteries
US5814419A (en) Alkaline manganese dioxide electrochemical cell having coated can treated with sodium silicate
JP2007515764A (ja) 電池カソード
US5447809A (en) Alkaline primary battery containing coated current collector
US20220069286A1 (en) Polymer embedded electrodes for batteries
NO853224L (no) Forbedret forsegling for primaere alkalibatterier.
NO853286L (no) Primaert alkalibatteri med belagt stroemsamler.
US6555266B1 (en) Alkaline cell with improved casing
JP2002367601A (ja) 多孔質集電体上に連続コートを施した電極の製造方法およびその電極を組み込んだ電池設計
JP2009129664A (ja) アルカリ電池用正極缶、アルカリ電池及びその製造方法
US6153330A (en) Alkaline manganese dioxide electrochemical cell having coated can treated with silicon compounds
WO1999034460A1 (en) Porous alkaline zinc/manganese oxide battery
CA2316922A1 (en) Electrochemical cell balance
WO2022080175A1 (ja) 円筒形非水電解質二次電池
JPH09306509A (ja) 酸素還元電極の製造方法およびこの電極を用いた電池
JPH09306473A (ja) リチウム二次電池
JP2022143474A (ja) アルカリ乾電池
WO2019008886A1 (ja) アルカリ乾電池