PL109339B1 - Alkaline oxide-silver cell - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest alkaliczne ogniwo tlenkowo- srebrowe, a zwlaszcza takie ogniwo, w którym elektroda dodatnia zawiera dwuwartosciowy tlenek srebra, a obydwie elektrody umieszczone sa w przewodzacym pojemniku i oddzielone sa separatorem. 5 Miniaturowe, guzikowe, alkaliczne ogniwa tlenkowo- -srebrowe znajduja szerokie zastosowanie w przemysle, poniewaz charakteryzuja sie duza pojemnoscia i mala objetoscia ogniwa. Maja one duza moc wyjsciowa i duza gestosc energii na jednostke wagi i jednostke objetosci ak- 10 tywnego materialu katody. Jednakze, jedna z glównych wad ogniw tlenkowo-srebrowych jest to, ze rozladowuja sie one przy dwu róznych potencjalach. Wynika to z faktu, ze aktywne materialy katody takich ogniw zazwyczaj za¬ wieraja tlenek srebra dwuwartosciowego (AgO) jak i tlenek 15 srebra jednowartosciowego (Ag20).Ogniwa tlenkowo-srebrowe wykorzystujace tlenek srebra jednowartosciowego jako jedyny material aktywny katody, maja teoretycznie rozladowanie jednopotencjalowe, w przy¬ blizeniu 1,57 V, lecz ich pojemnosc w miliamperogodzinach 20 na gram tlenku srebra jednowartosciowego jest zasadniczo mniejsza niz pojemnosc w przypadku tlenku srebra dwu¬ wartosciowego. Z drugiej strony guzikowe ogniwa tlenkowo- -srebrowe wykorzystujace tlenek srebra dwuwartosciowego jako jedyny aktywny material katody, rozladowuja rsie 25 w pierwszym potencjale w przyblizeniu 1,7 V poprzez rezystor o opornosci 300 omów w czasie 40 godzin, a na¬ stepnie potencjal spada do wartosci w przyblizeniu 1,5 V przez dodatkowy okres czasu, w przyblizeniu przez 70 godzin. Ogniwa z tlenkiem, srebra jednowartosciowego maja 30 te zalete, ze rozladowuja sie przy stalym poziomie poten¬ cjalu, a te wade, ze maja raczej mala pojemnosc, zas ogniwa z tlenkiem srebra dwuwartosciowego maja te zalete, ze ich pojemnosc jest raczej duza, a te wade, ze rozladowuja sie na dwóch róznych poziomach napieciowych. Tlenek srebra dwuwartosciowego ma w przyblizeniu 1,9 raza wieksza pojemnosc na gram niz tlenek srebra jednowartos- pl¬ ciowego i w przyblizeni^Xidwukrotnie wieksza pojemnosc na jednostke objetosc^ niz tlenek «;e^jednowartosciowego.W wielu zastosowaniach ogniw lub baterii* zwlaszcza do urzadzen tranzystorowych takich jak urzadzenia wspoma¬ gania sluchu, zegarki i im podobne, jest wymagane zródlo o zasadniczo jednym potencjale rozladowania w ceju. uzys¬ kania wlasciwej pracy tych urzadzen. Tym. samym, nie mozna stosowac zródla o dwóch poziomach napiecia roz¬ ladowania, co jest charakterystyczne dla ogniw z tlenkiem srebra dwuwartosciowego. : ,n-JiProponowano wiele sposobów uzyskania jednopoten- cjalowego'rozladowania z ogniw zawierajacych dwuwartos- ciowe srebro. Sposób przedstawiony w opisach patentowych USA nr 3 615 858 i nr 3 655 450 przewiduje wprowa¬ dzenie ciaglej warstwy tlenku srebra jednowartosciowego w fizyczny i elektryczny styk z granulkami tlenku srebra dwu¬ wartosciowego. ¦¦.;;?¦',.¦¦¦ Podczas montowania ogniwa granulki katody sa rozmiesz¬ czane na wewnetrznej powierzchni sekcji katodowej po¬ jemnika lub kolektora, podczas gdy warstwa tlenku srebra jednowartosciowego izoluje fizycznie tlenek srebra dwuwar¬ tosciowego od stykania sie z sekcja katodowa pojemnika ogniwa, tak ze jedyna droga elektronów do rozladowania 109 339109 339 tlenku srebra dwuwartosciowego wiedzie poprzez warstwe tlenku srebra jednowartosciowego.W opisie patentowym USA nr 3 476 610 przedstawiono bufigcj l1imik» nj^ebra, która wykorzystuje dodatnia Ie]al$t$44fc zlozons} flójvnie z tlenku srebra dwuwartoscio- Iwego z dodatkiem {tlenku srebra jednowartosciowego wystepujacego czesciowo jako nieprzenikliwa dla elektro- iitw^klffl&a maskujac*. Ta warstwa izoluje tlenek srebra ggBHBgftasiiiMMiftii 11fTstyku z elektrolitem baterii, az do rozpoczecia rozladowania, pod wplywem czego tlenek srebra jednowartosciowego staje sie przenikalny dla elek¬ trolitu. Gdy to nastepuje, elektrolit zaczyna stykac sie z tlenkiem srebra dwuwartosciowego. Ponadto tlenek srebra jednowartosciowego wystepuje równiez w postaci warstwy wprowadzonej pomiedzy dwuwartosciowy tlenek srebra dwuwartosciowego i wewnetrzna powierzchnie sekcji katodowej pojemnika lub kolektora tak, ze izoluje tlenek srebra dwuwartosciowego od fizycznego styku z sekcja katodowa pojemnika, która stanowi dodatni zacisk W opisie patentowym USA nr 3 484 295 przedstawiono baterie z tlenkiem srebra, wykorzystujaca dodatnia elek¬ trode z tlenku srebra zawierajacego tlenek srebra dwuwarto¬ sciowego i tlenek srebra jednowartosciowego. Ten ostatni tlenek jest wykorzystywany jako nieprzenikalna dla elek¬ trolitu warstwa, która jest wprowadzona pomiedzy tlenek srebra dwuwartosciowego i skladniki baterii zawierajace elektrolit, tak ze izoluje ona tlenek srebra.dwuwartoscio¬ wego od stykania sie z elektrolitem dopóki tlenek srebra jednowartosciowego nie jest rozladowywany. Jesli produkt rozladowania materialu tlenku srebra jednowartosciowego jest utleniony przez material tlenku srebra dwuwartoscio¬ wego w obecnosci .elektrolitu baterii, wówczas jest mozliwe, ze bateria uzyska rozladowanie jednopotencjalowe.Chociaz teoretycznie jest mozliwe wytworzenie rozlado¬ wania jednopotenqalowego z ogniwa zawierajacego tlenek 9rebra dwuwartosciowego, to wymagana jest jednak ostra kontrola jakosci, aby zapewnic, ze potrzebna warstwa tknku srebra jednowartosciowego jest umieszczona w swym wlasciwym polozeniu, tak ze zabezpiecza dowolny tlenek srebra dwuwartosciowego przed bezposrednim stykaniem sie z katoda lub dodatnim zaciskiem w jednym rodzaju ogniwa i/lub elektrolitem w ogniwie innego rodzaju. wstepnego JB ibcnkxwQi0&&&*c majace dodatnia elektrode zawierajaca tlenek ^<#fcfa dwuwartosciowego umieszczony w sekcji kuLodripijl pojemnika jest poddane wstepnemu rozlado- wan0w warunkach pobierania duzego pradu, tak ze podstawowa warstwa srebra jest wytwarzana na granicy przejscia pomiedzy elektroda dodatnia i pojemnikiem, przy czym koncentracja srebra zmniejsza sie od maksimum przy ^anicy przejscia do minimum w czesci srodkowej elektrody dodatniej.Celem wynalazku jest opracowanie ogniwa tlenkowo- -srcbrowego wykorzystujacego elektrode dodatnia zawie¬ rajaca tlenek srebra dwuwartosciowego i majacego zasadni¬ czo jednopotencjalowy poziom rozladowania przez caly okres zywotnosci ogniwa, a ponadto ogniwa wykorzystuja¬ cego eletoode dodatnia zawierajaca tlenek srebra dwuwar¬ tosciowego i majacego mozliwa do przewidzenia krzywa rozladonpia potencjalu.Aftlftiuni ogniwo tlenkowo-srebrowe, posiadajace elek- tft*#t wjcmna, elektrode dodatnia umieszczonew pojemniku pfBtródzacym, który ma powierzchnie denna i scianke boczna, separator umieszczony pomiedzy elektroda ujemna a elektroda dodatnia oraz elektrolit, przy czym elektroda dodatnia zawiera tlenek srebra dwuwartosciowego, wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze pomiedzy elektroda 5 dodatnia a wewnetrzna powierzchnia dna przewodzacego pojemnika i/lub elektroda dodatnia a separatorem, w styku elektrycznym z nimi, umieszczona jest warstwa utlenialnego metalu, tak ze reakcja tego utlenialnego metalu w obecnosci elektrolitu powoduje rozladowanie z zasadniczo stalym 10 potencjalem przez caly okres zywotnosci ogniwa.Elektroda dodatnia korzystnie zawiera mieszanine tlenku srebra jednowartosciowego i przynajmniej 50% wagowych tlenku srebra dwuwartosciowego.Warstwe utlenialnego metalu stanowi metal wybrany 15 z grupy metali obejmujacej cynk, miedz, srebro, cyne, kadm i olów. Warstwe metalu utlenialnego stanowi korzy¬ stnie ekran cynkowy wykonany w postaci siatki, w postaci rozciagalnej siatki lub perforowanego arkusza cynku.Warstwe utlenialnego metalu stanowia równiez korzystnie 20 oddzielne czastki cynku.Wynalazek dotyczy alkalicznego ogniwa majacego elek¬ trode ujemna, na przyklad cynkowa, elektrode dodatnia umieszczona w przewodzacym pojemniku majacym po¬ wierzchnie dna i scianke boczna, separator umieszczony 25 pomiedzy elektroda ujemna i elektroda dodatnia, przy czym elektroda dodatnia zawiera tlenek srebra dwuwartosciowego, a ponadto w tym ogniwie utleniamy material metalowy jest wprowadzony pomiedzy oraz styka sie elektrycznie i fizycznie z elektroda dodatnia i wewnetrzna powierzchnia 30 przewodzacego pojemnika i/lub pomiedzy elektrode do¬ datnia i separator tak, ze reakcja elektrochemiczna utlenial¬ nego materialu metalowego z elektroda dodatnia w obec¬ nosci elektrolitu wytwarza efektywnie zasadniczo jedno¬ potencjalowy poziom rozladowania w ciagu calego okresu 35 zywotnosci ogniwa.Niezaleznie od zastosowanego w ogniwie ekranu metalo¬ wego, tasmy metalowej lub poszczególnych czastek metalu, korzystnie jest aby po wprowadzeniu pomiedzy dodatnia elektrode (katode) z tlenku srebra i wewnetrzna powierz- 40 chnie katodowej sekcji pojemnika i/lub pomiedzy dodatnia elektrode i separator,, materia) metalowy, a w przypadku stosowania poszczególnych czastek metalu otwory lub przestrzenie rozmieszczone w tym materiale metalowym a wyznaczone przez czasteczki, byly zaadniczo równomier- 45 nie rozmieszczone. Ta cecha jest pozadana, aby zapewnic szybszy i bardziej jednorodny styk elektrolityczny pomiedzy utlenialnym materialem metalowym i aktywnym tlenkiem srebra katody ogniwa po zmontowaniu tak ze reakcja pomiedzy tymi materialami wystepuje zasadniczo równo- 50 miernie.Reakcja pomiedzy utlenialnym materialem metalowym i aktywnym materialem katody bedacym tlenkiem srebra dwuwartosciowego w obecnosci elektrolitu ogniwa, powo¬ duje czesciowe zredukowanie tlenku srebra dwuwartos- 55 ciowego do postaci srebra z prawdopodobienstwem mniejszej ilosci tlenku srebra dwuwartosciowego, lub bez, tlenkiem utlenialnego metalu.Ilosc uzytego utlenialnego metalu, uzalezniona od poje¬ mnosci elektrochemicznej calego aktywnego materialu go katody wynosi przynajmniej w przyblizeniu 0,5%* Uzycie mniejszej ilosci niz dofeoa granica 0,5% spowoduje niedosta¬ tek utlenialnego metalu do efektywnego reagowania z ka¬ toda, aby uzyskac rozladowanie jednopotencjalowe.Korzystnie wykorzystywany jest ekran metalowy, w któ- 65 rym powierzchnia otworów w korpusie utlenialnego metalu109 339 5 jest wieksza niz w przyblizeniu 20% powierzchni utlenial- nego metalu, który styka sie z pojemnikiem katodowym.Te wymagane 20% otworów utlenialnego metalu jest wazne, poniewaz zapewnia to wieksze pole powierzchni utlenialnego metalu, który moze reagowac z tlenkiem srebra dwuwartosciowego po wprowadzeniu elektrolitu ogniwa.Dlatego jednopotencjalowy poziom rozladowania zostaje osiagniety szybciej albo przy rozladowaniu, albo przy magazynowaniu.Gdy jest uzywana tasma metalowa, powierzchnia plasz¬ czyzny tasmy nie moze byc wieksza niz powierzchnia plaszczyzny wewnetrznej dna sekcji katodowej pojemnika, nie liczac powierzchni scianek bocznych.Ilosc utlenialnego metalu przeznaczonego do rozmiesz¬ czenia pomiedzy katoda z tlenku srebra i pojemnikiem kato¬ dowym i/lub katoda i separatorem moze sie nieco zmieniac w zaleznosci od grubosci ekranu, tasmy lub wymiarów poszczególnych czastek, w zaleznosci od uzytego rodzaju.Jednakze utleniamy metal korzystnie jest rozmieszczony pomiedzy elektroda dodatnia z tlenku srebra i kolektorem katodowym lub pomiedzy dodatnia elektroda i separa¬ torem tak, ze od 10% do 80% normalnej wspólnej po¬ wierzchni styku tych skladników ma wprowadzony material metalowy. Korzystnie utleniamy metal jest wprowadzony na wspólna powierzchnie styku w 20% do 60% jej wielkosci.Górna granica zastosowanej calkowitej ilosci metalu utlenialnego jegt mniejsza niz ta, która calkowicie redukuje tlenek srebra dwuwartosciowego do poziomu jednowar¬ tosciowego. Na przyklad w ogniwie majacym katode zlozona w calosci z tlenku srebra dwuwartosciowego, jezeli zastosowac w nim ilosc równowazna 50% pojemnosci tlenku srebra dwuwartosciowego, to pojemnosc wyjsciowa takiego ogniwa jest nie wieksza niz gdy zastosuje sie katode zlozona w calosci z tlenku srebra jednowartosciowego.Praktyczny zakres ilosci utlenialnego metalu zawiera sie od w przyblizeniu 2% do w przyblizeniu 10% pojemnosci tlenku srebra dwuwartosciowego.Jako ekran stosuje sie korzystnie warstwe metalu maja¬ cego wiele otworów na przyklad wytworzonych przez per¬ foracje ciaglego arkusza, przez wiazanie wewnetrzne skretek lub linek w sposób konwencjonalny, aby wytworzyc kon¬ strukcje sieci lub siatki, lub przez nacinanie wielu malych szczelin w rozciagalnym arkusza materialu, aby po rozcia¬ gnieciu w kierunku prostopadlym do tych szczelin uzyskac otwory rombowe rozmieszczone w rozciagnietym arkuszu.Zastosowanie ekranu metalowego lub tasmy metalowej, a nie poszczególnych czastek metalu, ulatwia montowanie ogniwa i zapewnia równiez dokladniejsze rozprowadzenie metalu, a ponadto otworów lub przestrzeni wewnatrz metalu lub wyznaczonych przez metal pomiedzy katoda z tlenku srebra i zaciskiem ogniwa stanowiacym katodowa sekcje pojemnika.Odpowiednim utlenialnym metalem jest którys z metali wybrany z grupy zawierajacej cynk, srebro, miedz, cyne, kadm i olów. 2 powyzszych metali do ogniw cynkowych zalecany jest cynk, poniewaz nie wprowadza on obcych jonów do ogniwa i latwo tworzy tlenek cynku w obecnosci elektrolitu alkalicznego. Ponadto, poniewaz cynk ma mala rezystancje, wiec zapewnia dobre polaczenie elektryczne pomiedzy tlenkiem srebra i pojemnikiem. Podobnie w ogni¬ wach z anoda kadmowa, idealnie nadaje sie do zastosowania kadm.Chociaz teoretycznie jako material utlenialny moze byc rozwazany nikiel, to nalezy zauwazyc, ze gdy jest stosowany pojemnik z niklu lub ze stopu niklowego, jako obudowa ft dodatniej elektrody z tlenku srebra dwuwartosciowegio, to napiecie wyjsciowe charakteryzuje sie posiadaniem dwóch róznych poziomów, przy czym wyzszy poziom trwa przez niepozadanie dluzsza czesc okresu rozladowania. 5 Aktywny material katody w tym wynalazku moze byc 100% tlenkiem srebra dwuwartosciowego lub miesza¬ nina tlenku srebra dwuwartosciowego i tlenku srebra jednowartosciowego. Przy stosowaniu mieszaniny tlenków srebra zaleca sie, aby przynajmniej 50% wagowych miesza¬ lo niny bylo tlenkiem srebra dwuwartosciowego, z uwagi na jego wysoka pojemnosc charakterystyczna.Elektroda z tlenku srebra jest wytwarzana wieloma spo¬ sobami, na przyklad poprzez dokladne rozdrobnienie proszku tlenku srebra dwuwartosciowego, mieszanie 15 z lub bez tlenku srebra jednowartosciowego jest granulowa¬ ne do pozadanego wymiaru granulek, przy zastosowaniu konwencjonalnych tloczników. Niezaleznie od tego jak elektroda zostala wykonana, musi ona miec dostateczna porowatosc, aby umozliwic elektrolitowi ogniwa dyfuzje 20 przez elektrode. Jednakze granulki musza byc równiez dostatecznie zageszczone, aby mogly zajmowac wzglednie mala przestrzen, gdy sa stosowane w obudowach typu miniaturowego, jesli maja zapewnic wymagana pojemnosc takiego ogniwa. 25 Zastosowanie utlenialnego materialu metalowego umiesz¬ czonego w elektrycznym i fizycznym styku pomiedzy elektroda dodatnia i wewnetrzna powierzchnia katodowej sekcji pojemnika i/lub pomiedzy elektroda dodatnia i sepa¬ ratorem ogniwa tlenkowo-srebrowego umozliwia szybszy 30 styk elektrolitu i lepsze rozprowadzanie elektrolitu pomiedzy materialem metalowym i sasiednia elektroda z tlenku srebra po dodaniu elektrolitu ogniwa w czasie montazu, niz byloby to mozliwe przy zastosowaniu ciaglego plaszcza lub wykladziny z utlenialnego metalu. W zalecanym rozwia- 35 zaniu jest wykorzystywany ekran metalowy, poniewaz porowata struktura metalu dziala efektywniej jak knot, wspomagajac rozdzial elektrolitu.Przy dodaniu utlenialnego materialu, metalowego do ogniwa majacego 100% tlenku srebra dwuwartosciowego 40 o nominalnej pojemnosci 220 miliamperogodzin wedlug wynalazku, napiecie rozladowania ogniwa przy poborze pradu 16 mikroamperów (96 k obciazenia) jest wstep¬ nie takie, jak napiecie tlenku srebra dwuwartosciowego, lecz w okresie 1 godziny lub niniejszym, a zazwyczaj tylko 45 po 15 minutach, napiecie spada do poziomu tlenku srebra jednowartosciowego, na którym pozostaje az do calkowitego rozladowania ogniwa. W przeciwienstwie do tego, identy¬ czne ogniwo, lecz bez utlenialnego materialu metalowego rozladowuje sie pradem 16 mikroamperów przy poziomie 50 tlenku srebra dwuwartosciowego przez ponad 500 godzin, zanim obnizy napiecie do poziomu tlenku srebra jedno¬ wartosciowego. Po czesciowym rozladowaniu ogniwa ze 100% AgO, wykorzystujacego utleniamy-material meta¬ lowy, napiecie obwodu otwartego wróci do poziomu AgO 55 po magazynowaniu. Jednakie przy nastepnym rozlado¬ waniu, napiecie obwodu zamknietego ogniwa wróci do poziomu Ag20 w ciagu 15 do 60 minut.Przy dodaniu utlenialnego materialu metalowego do ogniwa zawierajacego 50% tlenku srebra dwu- i 50% jedno- 60 wartosciowego, o minimalnej pojemnosci 250 miliampero¬ godzin, wedlug wynalazku, napiecie rozladowania ogniwa przy pradzie 25 mikroamperów (62 k obciazenia) osiagnie poziom tlenku srebra jednowartosciowego w 5 minut i pozostanie na nim przez cale rozladowywanie. 65 Przedmiot wynalazku jest objasniony w przykladzie109 339 7 wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia prze¬ krój poprzeczny ogniwa tlenkowo-srebrowego majacego utlenialny ekran metalowy umieszczony pomiedzy dodatnia elektroda z.tlenku, srebra i wewnetrzna sciana pojemnika, fig. 2 — perforowany arkusz utlenialnego metalu w widoku z góry, fig. 3 — sito metalowe, w widoku z.góry, fig. 4 — rozciagalna siatke metalowa w widoku z góry, fig. 5— od¬ cieta katodowa sekcje pojemnika w widoku z góry, poka¬ zujac poszczególne czastki utlenialnego metalu rozmiesz¬ czone równomiernie na wewnetrznej powierzchni dna pojemnika, fig. 6 —.prostokatny pasek z metalu utlenialnego w widoku z góry, a fig. 7 przedstawia krazek z metalu utle¬ nialnego, w widoku z góry.Na fig. 1 pokazano przekrój pionowy ogniwa tlenkowo- -srebrowego majacego ujemna elektrode 2, separator 3 i dodatnia elektrode 4, wbudowane w dwuczesciowy po¬ jemnik zawierajacy sekcje katodowa 5 i anodowa sekcje 6.Sekcja katodowa 5 pojemnika ma kolnierz 7 zawijany podczas montazu do wewnatrz na kolnierz 11, w ksztalcie litery XJ5 sekcji anodowej 6, poprzez pierscien uszczelnia¬ jacy 8, aby uszczelnic ogniwo. Sekqa katodowa 5 jest wy¬ konana z pokrytej niklem stali, z niklu, ze stali nierdzewnej lub z podobnego materialu, zas sekcja anodowa 6 jest wy¬ konana z pokrytej cyna stali, z platerowanej miedzia stali nierdzewnej, z pokrytej zlotem i platerowanej miedzia stali nierdzewnej lub z podobnego materialu. Pierscien uszczelniajacy 8 jest wykonany z odpowiedniego elastycz¬ nego i odpornego na dzialanie elektrolitu materialu, takiego jak neopren, nylon i podobne.Separator 3 jest trzywarstwowym laminatem, którego dwie zewnetrzne warstwy sa wykonane ze szczepionego promieniowaniem polietylenu, a wewnetrzna warstwa jest wykonana z celofanu lub podobnego materialu. Pomie¬ dzy anoda 2 i separatorem 3 jest umieszczona warstwa materialu 12 absorbujacego elektrolit, która sklada sie z róznych wlókien celulozowych.Elektroda ujemna (anoda) 2 zawiera lekko scisniete granulki dokladnie rozdrobnionego amalgamowarnego cynku zawierajacego, jesli trzeba, czynnik koagulujacy. Jako ma¬ terial anody równiez stosuje sie kadm. Elektroda dodatnia (katoda) 4 zawiera gesto scisniete granulki proszku tlenku srebra dwuwartosciowego lub mieszaniny proszku tlenku srebra dwuwartosciowego i proszku tlenku srebra jedno- wartosciowego.Elektrolitem ogniwa jest wodny roztwór wodorotlenku potasu, wodorotlenek sodu lub ich mieszanina.Jak pokazano na fig. 1, ekran 9 z metalu utlenialnego jest wprowadzony pomiedzy elektrode dodatnia 4 i wewne¬ trzna powierzchnie 10 dna sekcji katodowej 5 pojemnika oraz pomiedzy elektrode dodatnia 4 i separator 3. Korzy¬ stnie ekran metalowy 9 jest umieszczony tylko w jednym z dwóch wymienionych wyzej miejsc, chociaz moze on byc umieszczony w obu tych miejscach równoczesnie, co pokazano na fig. 1. Jednakze przy stosowaniu dwóch czlonów z utlenialnego metalu, calkowita ilosc tego metalu i calkowita powierzchnia jego plaszczyzny powinna miescic sie w okreslonych granicach. Ekran metalowy 9 jest ekra¬ nem typu pokazanego na fig. 2, który zawiera perforowany arkusz metalowy 20 majacy otwory 21.Fig. 3 przedstawia inne zalecane rozwiazanie nieciaglego czlonu metalowego do zastosowania w tym ogniwie, który zawiera siatke metalowa 30 majaca otwory 21.Fig. 4 przedstawia -dalsze zalecane -rozwiazanie niecia¬ glego czlonu metalowego do zastosowania w tym ogniwie, 8 które zawiera rozciagalna siatke metalowa 40 majaca otwory 41.Alternatywne rozwiazanie nieciaglego rozlozenia meta¬ lowego do zastosowania w tym ogniwie jest pokazane na 5 fig. 5, a w nim czastki metalowe 50, takie jak proszek, sa pokazane jako równomiernie rozlozone wokól wewnetrznej powierzchni 51 dna pojemnika 52. Czastki metalowe sa ulozone w taki sposób, ze sasiednie czastki wyznaczaja otwory lub przestrzenie 53. Te przestrzenie 53 spelniaja !0 te sama funkcje co otwory pokazane na fig. 2—4, to znaczy umozliwiaja szybszy styk elektrolityczny pomiedzy utle- nialnym metalem i elektroda dodatnia po dodaniu elektro¬ litu do ogniwa w czasie montazu.Fig. 6 przedstawia nieciagla, prostokatna tasme metalowa 15 do zastosowania w tym rozwiazaniu i oznaczona 60. Tasma metalowa 60 jest umieszczona wewnatrz ogniwa tlenkowo- srebrowego w miejscu ekranu metalowego 9 omawianego wyzej i pokazanego na fig. 1.Fig. 7 przedstawia nieciagly krazek metalowy 70 do 20 zastosowania rozwiazania wedlug wynalazku. Krazek metalowy 70 jest umieszczony wewnatrz ogniwa tlenkowo- -srebrowego w miejscu ekranu metalowego 9 omawianego Wyzej i pokazanego fig. 1.Przyklad I. Trzy miniaturowe .ogniwa guzikowe 25 typu pokazanego na fig. 1, o srednicy ll^jnm i calkowitej wysokosci w przyblizeniu 5*35 mm zostaly wytworzone z zastosowaniem koagulowanej proszkowej anody cynkowej, granulek aktywnego materialu katody zlozonego ze stosunku wagowego 50/50 skladników AgO/Ag20 formowanych 30 pod cisnieniem w przyblizeniu 2 ton i trzywarstwowego separatora majacego dwie zewnetrzne warstwy ze szcze¬ pionego promieniowaniem polietylenu i wewnetrzna war¬ stwa z celofanu. W poblizu anody umieszczono dodatkowa warstwe separatora absorbujacego elektrolit. Te skladniki 35 wraz z elektrolitem 22% NaOH (5,5 M NaOH) zostaly umieszczone w pokrytej niklem katodowej sekcji pojem¬ niku i w pokrytej zlotem platerowanej miedzia sekcji ano¬ dowej ze stali nierdzewnej, a nastepnie ogniwo zostalo uszczelnione ppprzez zawiniecie górnej czesci pierscienio- 40 wej katodowej sekcji pojemnika do wewnatrz na sekcje anodowa poprzez pierscien uszczelniajacy z nylonu.Kazde ogniwo podczas rozladowywania poprzez re¬ zystor o opornosci 62 k w temperaturze pokojowej i przy pradzie pobieranym 25 mikroamperów wykazywalo 45 wyzszy poziom napiecia AgO.Przy ciaglym rozladowaniu dwa ogniwa potrzebo¬ waly srdnio 8 godzin, zanim wyzsze napiecie tlenku srebra dwuwartosciowego spadlo do poziomu napiecia tlenku srebra jednowartosciowego. 50 Przykladu. Trzy ogniwa identyczne jak w przy¬ kladzie pierwszym, zostaly wyprodukowane z ta róznica, ze pomiedzy katode zlozona z 50/50 wagowo AgO/Ag20 i sekcja katodowa pojemnika wprowadzono rozciagalna siatke cynkowa, co pokazano na fig. 1 i 4. Rozciagalna 55 siatka cynkowa miala szerokosc splotki 0,076 mm i wymiar oczka 7,9 mm na 5,6 mm. Po magazynowaniu w tempera¬ turze pokojowej przez 456 godzin, kazde ogniwo bylo rozladowywane przez rezystor o opornosci 62 k oma w tem¬ peraturze 35 °C przy pobieranym pradzie 25 mikroamperów. 50 Napiecie obwodu otwartego i napiecie rozladowania kazdego ogniwa przez ciagly okres 24 godzin znajdowaly sie przy nizszym napieciu Ag20, to znaczy 1,60 V i 1,59 V. Ilustruje to efektywnosc zastosowania nieciaglego, utlenialnego materialu ^metalowego yrprpnmA-mn+cn pomiyl^y katode 55 z tlenku srebra i sekcje katodowa pojemnika, aby wytwo-109 339 9 10 rzyc rozladowanie jednopotencjalowe, nawet gdy katoda zawiera 50% wagowych tlenku srebra dwuwartosciowego.Przyklad III. Dwa ogniwa, identyczne z miniaturo¬ wymi ogniwami guzikowymi z przykladu 2, zostaly wypro¬ dukowane, z ta róznica, ze katoda sklada sie ze 100% AgO.Po magazynowaniu w temperaturze pokojowej przez 4 miesiace, kazde ogniwo bylo nastepnie rozladowywane poprzez rezystor o opornosci 96 k oma, a po okresie czasu od 15 do 60 minut rozladowania, napiecie kazdego ogniwa spadlo od poziomu tlenku srebra dwuwartosciowego 1,78 V, do poziomu tlenku srebra jednowartosciowego 1,57 V. Ilustruje to, ze poziom napieciowy tlenku srebra jednowartosciowego moze byc uzyskiwany z ogniwa z tlen¬ kiem srebra przy zastosowaniu katody ze 100% tlenku srebra dwuwartosciowego dzieki zastosowaniu rozwiazania wedlug wynalazku. Rozladowanie ogniwa tego typu na stalym obciazeniu 96 k oma jest uwazane za reprezenta¬ tywny, zgubny test na otrzymanie nizszego poziomu na¬ piecia, poniewaz w tych warunkach poziom napieciowy tlenku srebra jednowartosciowego jest najmniej prawdo¬ podobny do uzyskania lub wykazania.Przyklad IV. Trzy ogniwa, identyczne z miniato- rowymi ogniwami guzikowymi z przykladu 1, zostaly wyprodukowane z ta róznica, ze pomiedzy katoda i wew¬ netrzne dno pojemnika wprowadzono tasme cynkowa o wy¬ miarach 1,79 mm szerokosci, 11,2 mm dlugosci, 0,179 mm grubosci. Po magazynowaniu w temperaturze pokojowej przez 30 dni, kazde ogniwo bylo rozladowywane poprzez rezystor o opornosci 62 k oma w temperaturze 35 °C, przy pradzie pobieranym 25 mikroamperów. Napiecie obwodu otwartego i napiecie rozladowania kazdego ogniwa przez ciagly okres 24 godzin byly na nizszym poziomie napie¬ ciowym Ag20, odpowiednio 1,59 V i 1,57 V. Ilustruje to efektywnosc zastosowania nieciaglej tasmy z utlenialnego metalu wprowadzonej pomiedzy katode z tlenku srebra i pojemnik katodowy, aby uzyskac jedno-potencjalowe rozladowanie nawet, gdy katoda zawiera mieszanine 50/50 tlenku srebra dwuwartosciowego i tlenku srebra jedno¬ wartosciowego.Jak widac z powyzszych przykladów stosowanie wedlug wynalazku ogniw z tlenkiem srebra majacych katode zlozona z 50/50 AgO/Ag20 daje staly poziom napieciowy (otwartego obwodu) w przyblizeniu 1,57 V po magazyno¬ waniu w temperaturze pokojowej przez okres 456 godzin.Ogniwa z tlenkiem srebra stosujace katode ze 100% AgO wykazuja staly poziom napieciowy w przyblizeniu 1,57 V, 5 po rozladowywaniu malym pradem przez rezystor o opornos¬ ci 96 k oma przez okres tylko 15 do 60 minut. Obserwuje sie, ze stosujac ekran cynkowy, separator wykazuje mniejsze zuzycie spowodowane utlenianiem niz separatory w ogni¬ wach nie zawierajacych ekranu cynkowego. 10 Zastrzezenia patentowe 1. Alkaliczne ogniwo tlenkowo-srebrowe, posiadajace elektrode ujemna, elektrode dodatnia umieszczona w pojem- 15 niku przewodzacym, który ma powierzchnie denna i scianke boczna, separator umieszczony pomiedzy elektroda ujemna a elektroda dodatnia i elektrolit, przy czym elektroda dodatnia zawiera tlenek srebra dwuwartosciowego, zna¬ mienne tym, ze pomiedzy elektroda dodatnia (4) a wew- 20 netrzna powierzchnia dna (10) przewodzacego pojemnika i/lub elektroda dodatnia (4) a separatorem (3), w styku elektrycznym z nimi, umieszczona jest warstwa utlenial¬ nego metalu, tak ze reakcja tego utlenialnego metalu w obecnosci elektrolitu powoduje rozladowanie z zasadniczo 25 stalym potencjalem przez caly okres zywotnosci ogniwa. 2. Ogniwo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze elek¬ troda dodatnia zawiera mieszanine tlenku srebra jedno¬ wartosciowego i przynajmniej 50% wagowych tlenku srebra dwuwartosciowego. 30 3. Ogniwo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze war¬ stwe utlenialnego metalu stanowi metal wybrany z grupy metali obejmujacej cynk, miedz, srebro, cyne, kadm i olów. 4. Ogniwo wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze war¬ stwe metalu utlenialnego stanowi ekran cynkowy. 35 5. Ogniwo wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze ekran cynkowy stanowi rozciagalna siatka cynkowa. 6. Ogniwo wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze ekran cynkowy stanowi siatka cynkowa. 7. Ogniwo wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze ekran 40 cynkowy stanowi perforowany arkusz cynkowy. 8. Ogniwo wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze war¬ stwe utlenialnego metalu stanowia oddzielne czastki cynku.109 339 FIG. I F I G. 2 F I G. 4 F I G. 3 F I G. 5 LZG Z-d 3, z. 116/1400/81, n. 100+20 egz.Cena 45 zl PL PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Alkaliczne ogniwo tlenkowo-srebrowe, posiadajace elektrode ujemna, elektrode dodatnia umieszczona w pojem- 15 niku przewodzacym, który ma powierzchnie denna i scianke boczna, separator umieszczony pomiedzy elektroda ujemna a elektroda dodatnia i elektrolit, przy czym elektroda dodatnia zawiera tlenek srebra dwuwartosciowego, zna¬ mienne tym, ze pomiedzy elektroda dodatnia (4) a wew- 20 netrzna powierzchnia dna (10) przewodzacego pojemnika i/lub elektroda dodatnia (4) a separatorem (3), w styku elektrycznym z nimi, umieszczona jest warstwa utlenial¬ nego metalu, tak ze reakcja tego utlenialnego metalu w obecnosci elektrolitu powoduje rozladowanie z zasadniczo 25 stalym potencjalem przez caly okres zywotnosci ogniwa.

2. Ogniwo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze elek¬ troda dodatnia zawiera mieszanine tlenku srebra jedno¬ wartosciowego i przynajmniej 50% wagowych tlenku srebra dwuwartosciowego. 30

3. Ogniwo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze war¬ stwe utlenialnego metalu stanowi metal wybrany z grupy metali obejmujacej cynk, miedz, srebro, cyne, kadm i olów.

4. Ogniwo wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze war¬ stwe metalu utlenialnego stanowi ekran cynkowy. 35

5. Ogniwo wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze ekran cynkowy stanowi rozciagalna siatka cynkowa.

6. Ogniwo wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze ekran cynkowy stanowi siatka cynkowa.

7. Ogniwo wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze ekran 40 cynkowy stanowi perforowany arkusz cynkowy.

8. Ogniwo wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze war¬ stwe utlenialnego metalu stanowia oddzielne czastki cynku.109 339 FIG. I F I G. 2 F I G. 4 F I G. 3 F I G. 5 LZG Z-d 3, z. 116/1400/81, n. 100+20 egz. Cena 45 zl PL PL