RU95119852A

RU95119852A - Перезаряжаемый электрохимический элемент

Info

Publication number: RU95119852A
Application number: RU95119852/09A
Authority: RU
Inventors: Томантшгер Клаус; Мичаловски Кристофер
Original assignee: Бэттери Текнолоджиз Инк.
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1997-12-20

Claims

1. Перезаряжаемый электрохимический элемент (10), включающий контейнер (12), имеющий внутреннюю поверхность и нижнюю поверхность, перезаряжаемый цинковый отрицательный электрод (14), размещенный внутри контейнера, способный проводить ионы водный электролит, размещенный внутри контейнера, положительный электрод из диоксида марганца (18), размещенный внутри контейнера, при этом положительный электрод имеет по крайней мере внешнюю периферическую поверхность, нижнюю поверхность и верхнюю поверхность, разделитель (16), размещенный внутри контейнера между положительным электродом и указанным отрицательным электродом, мембранную крышку (22), расположенную в верхней части контейнера, герметизирующую компоненты, размещенные внутри контейнера, и полюсные наконечники (26, 28), контактирующие с отрицательным электродом и положительным электродом из диоксида марганца, для создания соответственно положительного и отрицательного выводов элемента, при этом изменение размеров положительного электрода во время циклирования ограничено за счет противодействия по крайней мере по его внешней периферии, со стороны внутренней поверхности контейнера, а на дне - за счет противодействия со стороны контейнера, а также дополнительного противодействия по крайней мере со стороны разделителя и/или противодействия со стороны мембранной крышки, отличающийся тем, что главным активным компонентом положительного электрода из диоксида марганца является диоксид марганца, способный заряжаться и разряжаться, при этом первая разрядная емкость электрода из диоксида марганца, наблюдаемая при низких токах разряда, представляет собой практически теоретическую одноэлектронную разрядную емкость диоксида марганца, а именно 308 мА•ч на 1 г последнего, главный компонент водного электролита выбирают из группы, включающей растворы гидроксидов щелочных металлов и раствор соли, выбранной из группы, включающей хлорид цинка, хлорид аммония и их смеси, и значение электродного баланса, а именно отношения теоретической разрядной емкости цинкового электрода к теоретической одноэлектронной разрядной емкости положительного электрода из диоксида марганца, лежит в интервале приблизительно от 70% до приблизительно 110%.

2. Перезаряжаемый электрохимический элемент по п. 1, отличающийся тем, что отрицательным электродом является цинк, а электролит представляет собой от 1N до 15N раствор едкого кали.

3. Перезаряжаемый электрохимический элемент по п. 1, отличающийся тем, что электролит содержит в небольшом количестве растворенный в нем оксид цинка.

4. Перезаряжаемый электрохимический элемент по п. 1, отличающийся тем, что разделитель включает первый слой и второй слой, при этом первый слой представляет собой слой, способный пропускать ионы, а второй слой изготовлен из способного поглощать электролит нетканого материала и способного поглощать электролит усиленного материала из нетканого волокна.

5. Перезаряжаемый электрохимический элемент по п. 1 или 3, отличающийся тем, что отрицательный электрод состоит из порошка цинка, смешанного с гелеобразующим агентом, выбранным из группы, включающей полиметакрилат калия, полиметакриловую кислоту, карбоксиметилцеллюлозу, крахмалы и их производные, где отрицательный электрод необязательно может содержать также в небольшом количестве металлический ингибитор коррозии, выбранный из группы, включающей свинец, кадмий, индий, галлий, висмут и ртуть, и где отрицательный электрод необязательно может содержать также органический ингибитор коррозии.

6. Перезаряжаемый электрохимический элемент по п. 1 или 3, отличающийся тем, что положительный электрод из диоксида марганца содержит также по крайней мере одну добавку, выбранную из группы, включающей от 5 до 15 мас.% графита, от 0,1 до 15 мас.% сажи и от 3 до 25% соединения бария, выбранного из группы, включающей оксид бария, гидроксид бария и сульфат бария, где положительный электрод необязательно может содержать также от 0,01 до 5% катализатора рекомбинации водорода, выбранного из группы, включающей серебро, оксиды серебра и соли серебра, и где положительный электрод необязательно может содержать также от 0,1% до приблизительно 5% обеспечивающего водонепроницаемость средства, выбранного из группы, включающей политетрафторэтилен, полиэтилен и полипропилен.

7. Перезаряжаемый электрохимический элемент по п. 1, отличающийся тем, что покрытие (23) на основе электропроводящего углерода, наносится на внутреннюю поверхность контейнера и где указанное покрытие представляет собой водную дисперсию графита и сополимера поливинилацетата.

8. Перезаряжаемый электрохимический элемент по п. 1 или 3, отличающийся тем, что отрицательный электрод имеет цилиндрическую форму и расположен по центру элемента, а положительный электрод из диоксида марганца представляет собой кольцевой электрод, имеющий внутреннюю периферическую поверхность, который находится в контейнере по крайней мере в виде одной спресованной таблетки.

9. Перезаряжаемый электрохимический элемент по п. 1 или 3, отличающийся тем, что разделитель имеет комплексную структуру, которая способна пропускать ионы и по крайней мере газообразный водород и кислород, однако не способна пропускать дендриты цинка, и где разделитель является микропористым разделителем с размером пор менее 0,2 мкм.