TW398092B - Battery cathode - Google Patents

Battery cathode Download PDF

Info

Publication number
TW398092B
TW398092B TW087121895A TW87121895A TW398092B TW 398092 B TW398092 B TW 398092B TW 087121895 A TW087121895 A TW 087121895A TW 87121895 A TW87121895 A TW 87121895A TW 398092 B TW398092 B TW 398092B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
cathode
battery
electrochemical cell
anode
scope
Prior art date
Application number
TW087121895A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter B Harris
Douglas J Woodnorth
Barbara Brys
James Cervera
Terry L Hamilton
Original Assignee
Duracell Inc
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 Duracell Inc filed Critical Duracell Inc
Application granted granted Critical
Publication of TW398092B publication Critical patent/TW398092B/zh

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
    • H01M4/24Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/244Zinc electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting 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
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • 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
    • H01M4/624Electric conductive fillers
    • H01M4/625Carbon or graphite
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/429Natural polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491Porosity
    • 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
    • H01M6/08Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with cup-shaped electrodes
    • 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
    • H01M2004/026Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028Positive electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44Fibrous material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

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

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本發明係關於電池;; 電池如鹼性電池常用做能源。一般而言鹼性電池有一 陰極’、知極’、一隔紙及一電解液彳陰極典型係由二氧化 錳、·碳粒子及黏結劑组成彳陽極係由包括鋅粒子之凝膠形 成·;隔紙通常係設置於陰極與陽極間?分散遍及全電池之 電解液可為氫氧化物溶液:
本發明係關於電池如鹼性電池〖其具有陰極其包括二 氧化錳及相對小的非合成未經脹大的石墨粒子。此等電池 具有良好性能特性。、例如電池於高放電速率具有高能輸出, ,例如放電速率等於1小時内至少放電該電池之容量(以安 培-小時為單位)。·電池有多種產業標準尺寸如AA丨AAA ,AAAA,. C或 D 〇 「非合成石墨粒子」表示該粒子製備上為使用產業或 實驗室之石墨化製程。 「未經脹大之石墨粒芊」表示未經產業或實驗室粒子 脹大過程製備的石墨粒子。 於方面’本發明係關一種陰極其包括二氧化鐘及平 均粒徑小於約職米之非合成未缝大的石墨粒子,。 —粒子大小係使HELI〇S分析儀測量。對特 定石墨粒子樣本而言·,平均粒子大小為樣本之半量容積具 有較小粒徑之粒徑。 另一方面:本發明之特徵為一種電化學電池包括一陰 極 '-陽極及一隔紙設置於陰極與陽極間。,陰極包括二^ 化猛及平均㈣小於約聰米之非合絲經脹大之石墨粒
-裝! (請先閱讀背面之注意事^^^寫本頁) 、?τ • I- I I - I
本紙張尺度適财 4 -
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(3 ) " ~ 車乂佳電池為鹼性電池其含有一個由二氧化錳)相對小 的非合成未經脹大的石墨粒子及選擇性黏結劑组成的陰極 〇 參照附圖顯示一電池10其具有一陰極12,.一陽極14 , 隔 '”氏16 .,一外壁18其接觸陰極12之外部直徑及絕緣層% 。電池10進—步包括一陽極收集器20.其可通過密封件22進 入陽極14 v陽極收集器20上端係連接至負端蓋24,,其係做 為電池10之負外部端子。,層26也可非導電材料如熱收縮塑 膠製成。,此外電解液分散遍布電池1〇? , 若設置於陰極12之石墨粒子過大,則陰極12之導電率 不夠低。但若石墨粒子過小,則陰極12比較緻密i,電解液 與陰極12之量減少:電池1〇效力下降?因此陰極12之石墨 粒子較佳具有平均粒徑至多2〇微米,更佳約2微米至约12 微米及最佳約5微米至約9微米,如使用Sympatee heli〇s 分析儀測量?若干具體你厂令,石墨粒子為藉此方法測量具 有平均粒控約7微米之未經脹大的非合成石墨粒子。非合 成之未經脹大的石墨粒子係得自例如Brazilian Nad〇nal如
Grafite(Itapecirica,MG 巴西)。/ 位於陰極12内部之石墨粒子量需足夠改善陰極12之總 V電率,同時對電池1〇之能量之衝擊減至最低、較佳陰極 12為約4重量%至約10重量%石墨粒子,更佳約5重量%至 約9重量%石墨粒子及最佳6重量%至約8重量%石墨粒子。 此等重量百分比之範圍係對應於電解液未分散於陰極12時 本紙張尺度適财關家標準(CNS ) A4規格(210X297公酱) ~— -(〇)-
I A7 B7 五、發明説明(4 ) 陰極12可為單一材料丸粒〗另外陰極12可由多個陰極 丸粒彼此向上堆疊組成?任一種情況下.,陰極丸粒之製造 可經由首先混合二氧化錳、.石墨粒子及選擇性黏結劑。至 於其中使用多於-個丸粒之具體例:混合物經壓縮形成丸 粒。、丸粒使用標準方法嵌合入電池1〇内部^例如一種方法 中’、-根中心桿置於電池1〇之中央腔穴:然後使用衝頭加 壓最頂端丸粒:使用此種方法時.,壁18内部可有一或多個 直立脊、,脊環繞壁18之圓周彼此隔開。.此等脊可辅助維持 陰極12於電池1 〇内部定位。 ' 於陰極12係由單一丸粒製成之具體例中·,粉末可直接 置於電池10内部。、夾持環設定定位•,擠壓桿通過該環使粉 末密化且形成陰極12、。 某些具體例中,、一層導電材料可設置於壁18與陰極12 間。,該層可設置沿壁丨8内面:沿陰極12外周面或二者。典 型導電層係由含碳材料製滠。此等材料包括LB丨〇〇〇(Timcai) ,伊可克(ECC0C0at)257(w.R. Grace&Co.),伊籌戴 (Electrodag)l〇9(Acheson Industries, Inc.),伊籌戴 U2(Acheson)及EB005(Acheson)。導電層之施用方法例如 揭不於加拿大專利第i,263,697號,、併述於此以供參考。 使用一層導電層特別伊籌戴109或EB005介於壁18與 陰極12間可降低於電池1〇内部形成陰極12時使用的壓力。 如此當於電池10内部形成陰極12時:陰極12之孔隙度可變 成相當咼而未造成丸粒被軋碎或裂開〗但若陰極i 2之孔隙 度過低,則分散於陰極12内部之電解液量不足,造成電池 本紙張尺度適财關家縣(CNS ) A4規格(21Gx297公幻 裝-- (請先閲讀背面之注意事項t寫本頁) -訂 線 • m 11 m · 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __ B7_ 五、發明説明(5 ) 、 10效率下降*如此某些具體例中,陰極12之孔隙度由約21〇/〇 至約28%,更佳由約25%至約27%及最佳約26%。 於陰極12内部,可使用任何習知用於電池之二氧化錳 形式。二氧化娃之配銷商包括Kerr McGee, Co.,Broken Hill Proprietary * Chem Metals, Co. > Tosoh · Delta · Manganese ’三井化學公司及JMC。 某些具體例中,·陰極12之二氧化錳含量為約8.9克至 約9.8克。、此等具體例中,,陰極12較佳含約9 3克至約9.8克 二氧化錳,,更佳約9.4克至約9.65克二氧化錳,.及最佳約9 45 克至約9.6克二氧化錳。 其它具體例令陰極12較佳包括约4克至約4_3克二氧 化錳,、更佳約4.05克至约4.25克二氧化錳及最佳約41克至 約4.2克二氧化錳,。 某些具體例中‘,陰極12又包含黏結劑:陰極12之黏結 劑之例包括聚乙烯粉末聚丙稀醯胺類:卜特蘭膠合劑及 氟化碳樹脂如PVDF及PTFE '某些具體例中,陰極丨2包括 以商品名可西林(coathylene)HA-1681(Hoescht)出售的聚乙 烯黏結劑?當陰極12包括黏結劑時,黏結劑較佳占陰極12 之小於約1重量%,、更佳占陰極12之約〇丨至約〇 5重量%及 最佳占陰極12之約0.3重量% ?此等重量百分比對應於電 解液未分散於陰極12時。 陰極12包括其它添加劑。,添加劑之實例揭示於美國專 利5,342,712,,併述於此以供參考:若干具體例中,陰極u 較佳包括約0.2至約2重量%二氧化鈦及更佳約〇8%二氧化 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公羞) -裝-- (讀先聞讀背面之注意事項^:寫本頁) 、-° \ / • ........1 - . 五、發明説明(6 鈦, 陽極14可由任一種用於電池陽極之標準辞#㈣&。 _極14係由鋅凝膠製成其包括鋅金屬粒子.,勝凝劑及 小量添加劑如產氣抑制劑。 若陽極14之孔隙度過高:則電池1〇内部鋅含量下降,, 意 因而降低電池1〇之能量容量,。但若陽極14之孔隙度過低, 則電解液分散於陽極U内部之量不足因此若干具體例中 ,陽極14較佳含有每立方厘米陽極容積約2克至約以克 鋅粒子,、更佳約#立方厘米陽極容積約21克至約2.奴 鋅粒子及最佳每立方厘米陽極容積約2.15克至約2.3克鋅 粒子。 訂 右干具體例中、陽極14較佳含有約3 7克至約4 25克 辞粒子、更佳約3.8至約4.15克鋅粒子及最佳約3·9克至約 4.05克鋅粒子。, 其匕具體例中陽極‘1~4較佳含有約15克至約19克鋅 粒子'更佳約i_55至約〇5克鋅粒子及最佳約165克至約 1·75克鋅粒子。 右干具體例中,陽極14較佳包含約64重量%至約%重 量%鋅粒子,‘更佳約66重量%至約74重量%鋅粒子Τ及最 佳約68重量%至約72重量%鋅粒子,此等重量百分比對應 於電解液分散於陽極14時之百分比。 可用於陽極14之膠凝劑包括聚丙烯酸類,,接枝澱粉材 料,'聚丙烯酸酉旨類,,聚丙稀酸鹽類,,缓甲基纖維素或其組 合。,聚丙酸之例有卡玻波(CarboP〇l)94〇(B.F. Goodrich)及 '"本紙張尺度適一用中國國家標 、發明説明(7 ) 波立吉(P〇lygel)4P(3V)、及接枝澱粉材料之例為瓦特臘 (Waterlock)A22l(榖物加工公司,愛荷華州:慕斯卡丁)。 聚丙烯酸鹽之例為CL15(聯合膠體公司)'砮干具體例中, 陽極14較佳包括約0.2至約1重量%總膠凝劑,更佳約0.4至 約〇_7重量%總膠凝劑及最佳約〇·5至約〇·6重量%總膠凝劑 此專重置百分比對應於電解液分散於陽極14時之百分比 產氣抑制劑可為無機材料如鉍,錫,鉛及銦*另外產 氣抑制劑可為有機化合物如磷酸酯類,,離子性界面活性劑 或非離子性界面活性劑:離子性界面活性劑之例揭示於例 如美國專利4,777,100,、併述於此以供參考。 隔紙16可具有任何習知電池隔紙之設計、。某些具體例 中,隔紙16係由兩層非織非膜材料且有—層設置於沿另一 層之表面組成。、此等具體例中,隔紙較佳不含膜層或黏社 劑介於非織非膜層間。,”削、隔紙16容積同時提供有= 電池,.各層非織非歸料之基重為約54克/平方米,乾燥 時厚度為約5.4密耳,、濕潤時厚度為約1〇密耳。—具體例 中,,非織非膜材料為聚乙稀醇(PVA)纖維,纖維素纖維及 PVA黏結劑之母質。·通常非織非膜材料不含填料如無機粒 其它具體例中,‘隔紙16包括-層赛洛芳(cen〇phar 外層及-層非織材料。隔紙16也包括另一層非織材料。 洛芳層可為田轉陰極12或陽極…較佳非織層含有約Μ ⑽重量%隱及約18至約22重量%螺奮與微量界面活 A7 ---------B7 五、發明説明(8 ) 一 " ^ -- 劑*。此等非織材料可以商品名PA36得自PDM。 分散遍及電池10之電解液可為任-種習用於電池之電 解液。,典型電解液為氫氧化物水溶液。氫氧化物水溶液包 括例如氫氧化鉀溶液及氣氧化鋼溶液'。若干具體例中·,電 解液為含約33至約38重量%氫氧化卸之氣氧化卸水溶液。 某些具體例巾,.電池10較佳包含約3 4至約39克電解 液’更佳約3.45至約3.65克電解液及最佳約3 5至約36克 電解液.。 其它具體例中?電池1〇較佳包括約16至約19克電解 液,、更佳約1.65至約1.85克電解液及最佳約17至约^克 電解液,。 二氧化錳對電解液之重量比為約2 2至約2·9 }鋅粒子 對電解液之重量比為約0.9至约125 '若干具體例中,二 氧化錳對電解液之重量比為約25至约29,鋅粒子對電解 液之重量比為約1.1至約ΪΤ25 ?其它具體例中丨二氧化錳 對電解液之重量比為約2.5至約2.65 .,鋅粒子對電解液之 重ϊ比為約0.9至約1.2。,此等重量比係基於分散遍及陽極 、陰極及隔紙之電解液含量,。 電池可為ΑΑ或ΑΑΑ電池,其根據cc光學測試,1瓦連 續測試,.半瓦連續測試,脈衝測試,半瓦rin測試及/或四 分之一瓦rm測試時驗證良好結果。此等測試說明如後。 電池10可為根據cc光學測試(容後詳述)具有良好性能 之AA電池。例如當根據cc光學測試放電至丨伏時,aa電 池可發出至少約150脈衝,,至少約175脈衝、,至少約185脈
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ Q 裝-- (請先聞讀背面之注意事項^^:寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(9 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 衝或至少約200脈衝。,當根據cc光學測試放電至〇 8伏時, AA電池可發出至少約35〇脈衝,至少約375脈衝:至少約385 脈衝或至少約400脈衝。 電池10可為根據1瓦連續測試(容後詳述)具有絕佳性 能之AA電池?例如當根據1瓦連續測試放電至1伏時,,aa 電池可提供至少約0.6小時,.至少約〇·65小時.,至少約0.7 小時或至少約0·75小時。.當根據i瓦連續測試放電至〇.8伏 時,.AA電池可提供至少約〇 95小時,·至少約1小時,至少 約1 · 0 5小時或至少約1 · 1小時。 t 電池10可為根據脈衝測試(容後詳述)具有絕佳性能之 AA電池:例如當根據脈衝測試放電至1伏時,aa電池可 提供至少約1.6小時:至少約175小時:至少約2小時或至 少約2.15小時。,當根據脈衝測試放電至〇 8伏時,AA電池 可提供至少約2.75小時,,至少約3小時,至少約3.25小時 或至少約3.3小時。. 電池10可為根據半瓦rm測試(容後詳述)具有絕佳性能 之AA電池 '例如當根據半瓦rm測試放電至hl伏時,aa 電池可提供至少約1.5小時、,至少約2小時、,至少約25小 時或至少約2.65小時 '當根據半瓦rm測試放電至〇9伏時 ,AA電池可提供至少約2·9小時,,至少約3小時,至少約3 25 小時或至少約3.4小時。 電池10可為根據半瓦連續測試(容後詳述)具有絕佳性 能之ΑΑΑ電池。、例如當根據半瓦連續測試放電至丨伏時, ΑΑΑ電池可提供至少約〇65小時:至少約〇7小時,至少
(請先閲讀背面之注意事項寫本頁) 裝· 、1Τ
12 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ·Α7 ^--~~*~~__ Β7 五、發明説明(10) ' ' ----— 、、75 ]、時或至少約〇·8小時。*當根據半瓦連續測試放電 伏蚪ΑΑΑ電池可提供至少約〇 9小時,至少約〇 % J、時’‘至少約1小時或至少約1 ·05小時,。 電池1 〇可為根據脈衝測試(容後詳述)具有絕佳性能之 Α電池·例如當根據脈衝測試放電至1伏時·,ΑΑΑ電池 =提供至J約〇·35小時,至少約〇 4小時,至少約〇 45小時 或至V約〇·5小時。‘當根據脈衝測試放電至0.9伏時,,ΑΑΑ 電池可提供至少約〇·6小時:至少約〇 7小時,至少約〇 75 小時或至少約〇·8小時。 電池10可為根據半瓦r m測試(容後詳述)具有絕佳性能 之AAA電池?例如當根據半瓦^^爪測試放電至丨.1伏時: 電池可提供至少約〇_4小時,至少約〇45小時,至少約〇5 小時或至少約0.55小時。,當根據半瓦rm測試放電至〇.9伏 時:AAA電池可提供至少約〇·9小時,、至少約〇 %小時, 至少約1小時或至少約1 時 電池10可為根據四分之一 Erm測試(容後詳述)具有絕 佳性旎之A A A電池,。例如當根據四分之一瓦rm測試放電 至1 · 1伏時? AAA電池可提供至少約2小時;至少約2」小 時’‘至少約2.2小時或至少約2 3小時。,當根據四分之一 Erm 測試放電至0.9伏時AAA電池可提供至少約3·!小時.,至 少約3_25小時,·至少約3·4小時或至少約3 5小時。 實例I ’ 以下列成分製備ΑΑ電池:陰極包括約9_487克二氧化 猛(Kerr-McGee,Co.),.約0.806克非合成未經脹大的石墨 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格f 210X297公楚) ~~-- (請先閲讀背面之注意事項\^!§寫本頁) •裝. 訂 、發明説明(η ) 具有平均粒徑約7微米(Brazilian NaeiGnai以如如)及約 0.3重量%可西林HA_1681、。陽極包括約3 976克辞粒子, 約50 ppm相對鋅之界面活性劑_5】〇, Rh_ p〇uien叫及 約〇·5重量%總膠凝劑(卡玻波⑽及仏…陰極之孔隙度 為約26% .,陽極之孔隙度為约2.173克鋅/立方厘米陽極二 隔紙為兩層構造,·各層係由非.織材料製成,該非織材料包 括約57重量%PVA(於6毫米為約〇 5丹尼),約3g重量%螺榮 纖維(於6毫米為約! ·5丹尼)及約i 3重量%pva黏結劑。各 層厚度乾燥時為約5_4密耳及潮濕時為約1〇密耳?各層基 重為約54克/平方米?隔紙不含黏結劑,,各層大致不含填 料' 電池也包括約3.598克氫氧化鉀(約35.5重量%氫氧化 鉀)水溶液:EB005(Aches〇n)薄膜塗層係設置於電池外壁 與陰極外周邊間。. AA電池儲存於約20.rc至約22·Γς:溫度歷5日,。AA電 池係根據如下程序儲存。_·· ’ 各電池以目測檢查是否有滲漏或材料損害並加標示而 使整個測試計畫皆維持可朗電池。,電池方向為其旁侧於 盛裝托盤因此電池彼此未做實體接觸?盛裝托盤製作成可 耐熱及耐受電解質。.托盤於周圍條件下儲存丨日,隨後置 於經預熱腔室内f托盤放製成腔室壁與托盤上方下方或毗 鄰各托盤間之間隔至少约5厘米(2吋)。,下表丨所示2 4小時 測試順序重複14日、。 A7 Β7 五 、發明説明(12) 表1 週期編號 時間(小時) 溫度(±2°C) — 1 6.0 由28至25 2 4.5 由25至34 3 2.0 由34至43 4 1.0 由43至48 5 1.0 由48至55 "6 1.0 由55至48 7 1.0 由48至43 8 3.0 由43至32 9 4.5/24.0(1 曰) 由32至28
(請先閲讀背面之注意事項V -裝-- W寫本頁) 托盤由腔室中移出,·目測檢查電池是否滲漏或有材料 損害。 接著對各個AA電池進行下列測試。各測試係於約20.1 °C至約22.1°C溫度進行、。 AA電池係於每分鐘L0-秒之恆·定電流條件下由約1.6伏 之開路電壓放電經歷每日1小時(cc光學測試)AA電池經 203脈衝後達1伏,及AA電池經443脈衝後達0.8伏、。 A A電池於1瓦由約1.6伏之開路電壓連續放電(1瓦連 續測試)。.AA電池於約0.75小時後達1伏;及約1 ·〇〇小時後 達0.8伏_。 AA電池以1瓦(3秒脈衝)及〇 · 1瓦(7秒脈衝)間交替由約 1.6伏之開路電壓連續放電(脈衝測試):AA電池於約2.16 小時後達1伏’及約3.72小時後達0.8伏,。 AA電池於〇.5瓦由約1 ·6伏之開路電壓放電經歷每小時 15分鐘(半瓦rm測試)。,約1.87小時後ΑΑ電池達1伏,及約 訂 8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 - 5 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ---___ B7 五、發明説明(13 ) < 3-34小時後達0.9伏。 > ijmi 製備AAA電池 '。陰極12包括約4.155克二氧化錳(Kerr_ McGee,Co.) ’…約〇·353克非合成未經脹大的石墨具有平均 粒徑約 7微米(Brazilian Nacional de Grafite)及約 〇.3 重量% 可西林HA-1681 陽極14包括約1.668克鋅粒子及約〇 5重 量%總膠凝劑(卡玻波940及Α221):陰極孔隙度為約26〇/〇, 陽極孔隙度為約2.266克鋅/立方厘米陽極14。隔紙包括兩 層非織材料。'隔紙為兩層結構,各層係由非織材料製成包 括約57重量%?乂八黏結劑(於6毫米為約〇·5丹尼)約3〇重 置°/〇纖維素纖維(於6毫米為約1.5丹尼)及約13重量。/^乂八黏 結劑。、各層厚度於乾燥時為約5.4毫米及潮濕時為約丨〇毫 米。.各層基重為約54克/平方米.。隔紙不含黏結劑、,各層 大致不含填料電池也包括約丨.72克氫氧化鉀(約35 5重量 %)水溶液。' ΕΒ005薄膜塗,:f設置於電池外壁與陰極外周邊 間s AAA電池係如實例1所述儲存·。各aaa電池係由約16 伏之開路電壓放電’測試係於實例丨所述溫度範圍進行。 AAA電池係於半瓦由約1 _6伏之開路電壓連續放電(「 半瓦連續測試」)、。AAA電池於約0.76小時後達1伏及約〇 96 小時後達0.8伏、。 使用脈衝測試,AAA電池需時約〇·55小時到達1伏., 及約0.84小時到達〇.8伏.。 使用半瓦rm測試’· AAA電池需時約〇·57小時到達1伏 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 16 (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(14 ) ,及約1.08小時到達0.8伏? AAA電池係於0.25瓦由約1.6伏之開路電壓放電歷每 小時15分鐘(「四分之一瓦rm測試」)、。AAA電池於約2.4 小時後達到1 · 1伏及約3.65小時後達到0.9伏:
實例III AA電池係以下列成分製備。、陰極包括約9.11克二氧 化錳(Delta:Tosoh之40 : 60重量混合物).,約0.810克非合成 未經脹大之石墨具有平均粒徑約7微米(Brazilian Nacional de Grafite)及約0.8重量%二氧化鈦(Kronos),。陽極包括約 3.89克鋅粒子,,約〇·88重量%總膠凝劑(3V及CL 15)及約50 ppm界面活性劑(RM510,Rhone Poulence):陰極孔隙度為 約23%,.陽極孔隙度為約2.173克鋅/立方厘米陽極,。隔紙 包括一層非織材料(PA36 A,PDM),,一層PA36C及一層賽 洛芳(厚度1密耳)。,賽洛芳毗鄰陰極.,及非織PA36A層毗 鄰陽極。·電池也含約3.62¾氫氧化鉀(約35.5重量%氫氧化 鉀)水溶液,。EB005(Acheson)薄塗層係設置於電池外壁與 陰極外周邊間。 AA電池係根據實例1所述儲存於約2〇.丨至约22 _ j 溫度歷約5日 '。隨後對各aa電池進行下述測試?各測試係 於約20.TC至約22.rc之溫度進行。 AA電池根據cc光學測試放電。aa電池於180脈衝後 達1伏,、及347脈衝後達0.8伏,。 A A電池係根據1瓦連續測試放電。.a a電池於約〇. 5 7 小時後達1伏及約0.80小時達〇.8伏。 本紙張尺度適财關家標準(CNS )八4胁(210X297公楚) 17 (請先聞讀背面之注意事項®寫本頁) 裝. 訂 A7 B7 39803^ ~~ ___ ____ 五、發明説明(15 ) AA電池係根據脈衝測試由開路電壓連續放電,。AA電 池於約1.76小時後達1伏及約3.11小時達〇.8伏.。 AA電池根據半瓦rm測試放電^ AA電池於約1.66小時 後達1伏及於約3.05小時後達〇.9伏,。 其它具體例皆涵蓋於申請專利範圍内,。 元件標號對照 10…電池 12…陰極 , 14…陽極 '16…隔紙 18…外壁 20…陽極收集器 22···密封件 24…*1端蓋 26···絕緣層. (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) 裝· 訂 經 中 央 準 局 員
本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) A4規格(210X2.97公釐) 18

Claims (1)

  1. Α· —種電化學電池,,其包含: 一陰極; 一陽極;及 一隔紙係設置於陰極與陽極間,·其中該陰極包含 —氧化猛;,及 非合成且未經脹大之石墨粒子具有平均粒徑小於 約20微米。 、 2·如申請專利第W之電化學電池·,其中該非合成未 經脹大之石墨粒子具有平均粒經由約2微米至約Η微米 3·如申請專利範圍第1項之電化學電池'其中該非合成未 心脹大之石墨粒子具有平均粒徑由約5微米至約9微米 .. ^•如申請專利範圍第1項之電化學電池,其中該陰極包含 至多包含约师量%非合成未經脹大之石墨粒子。 5·如申請專利範圍第!項之電化學電m該電化學電 池為驗性電池 6·如申請專利範圍第旧之電化學電池,纟中該電化學電 池係選自包括AA電池‘,AAA電池,、AAAA電池,.c電 池及D電池。 7.如申請專利第丨項之電化學電池,其中該隔紙包含 非織非膜材料及第二非織非膜持料設置沿第一材料表 398092
    申%專利範圍 面 ν° 8·如申請專利範圍第丨項之電化學電池,其中該陰極具有 孔隙度為約21 %至約28%。, 9·如申請專利範圍第!項之電化學電池,,其中該陽極包含 鋅粒子及該陽極之孔隙度為每立方厘米陽極容積約2克 鋅粒子至約2.45克鋅粒子。 1〇·如申請專利範圍第i項之電化學電池?其進一步包含電 解液’,其中—氧化錳對電解液之重量比係由約2 2至約 2.9 〇 , 11.如申請專利範圍第丨項之電化學電池、,其進一步包含 解液:其中該陽極包含鋅粒子及鋅粒子對電解液之 量比係由約0.9至約1.25,。 12· —種陰極,,其包含: 一氧化猛;及 ..W 非合成且未經脹大之石墨粒子、,其具有平均粒徑 小於約20微米 13.如申明專利範圍第12項之陰極,其中該非合成且未經 脹大之石墨粒子具有平均粒徑約2微米至約12微米。 如申請專利範圍第12項之陰極、其中該非合成且未經 脹大之石墨粒子具有平均粒徑約5微米至約9微米。 15·如申請專利範圍第12項之陰極,,其中該陰極包含約至 多10重量%非合成且未經脹大之石墨粒子。 16.如申請專利範圍第12項之陰極,其中該陰極具有孔隙 電 重 :丨丨丨丨丨1剩裝丨! (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) .I I - i ϋ · 20 - 398092 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 申請專利範圍 度由約21%至約28%, I 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 21
TW087121895A 1997-12-31 1998-12-30 Battery cathode TW398092B (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US182297A 1997-12-31 1997-12-31
US5492898A 1998-04-03 1998-04-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW398092B true TW398092B (en) 2000-07-11

Family

ID=26669517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW087121895A TW398092B (en) 1997-12-31 1998-12-30 Battery cathode

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1042829A4 (zh)
JP (1) JP2002500419A (zh)
CN (1) CN1285961A (zh)
AR (1) AR014204A1 (zh)
AU (1) AU1913299A (zh)
CA (1) CA2313790A1 (zh)
TW (1) TW398092B (zh)
WO (1) WO1999034462A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1159769A1 (en) * 1999-02-26 2001-12-05 The Gillette Company High performance alkaline battery
US6921610B2 (en) * 2001-07-11 2005-07-26 The Gillette Company Battery
JP4736345B2 (ja) 2004-04-23 2011-07-27 パナソニック株式会社 アルカリ電池
EP2768048B1 (en) 2012-12-20 2018-04-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Alkaline cell

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52133533A (en) * 1976-04-30 1977-11-09 Hitachi Maxell Dry cell
JPS57170459A (en) * 1981-04-14 1982-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Button type alkaline battery
JPS58123667A (ja) * 1982-01-18 1983-07-22 Hitachi Maxell Ltd 筒形アルカリ電池
JPS60240056A (ja) * 1984-05-14 1985-11-28 Fuji Elelctrochem Co Ltd アルカリ・マンガン電池
JPS60241646A (ja) * 1984-05-16 1985-11-30 Fuji Elelctrochem Co Ltd アルカリ・マンガン電池
JPS61133560A (ja) * 1984-11-30 1986-06-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 亜鉛アルカリ電池
JPS6394559A (ja) * 1986-10-09 1988-04-25 Toshiba Battery Co Ltd 円筒形非水電解液電池の渦巻状電極
JP2851643B2 (ja) * 1989-07-20 1999-01-27 富士電気化学株式会社 筒形アルカリ電池
JP2825058B2 (ja) * 1994-04-04 1998-11-18 富士電気化学株式会社 筒形アルカリ電池用正極合剤
JP3315530B2 (ja) * 1994-06-28 2002-08-19 松下電器産業株式会社 アルカリ電池

Also Published As

Publication number Publication date
EP1042829A1 (en) 2000-10-11
AR014204A1 (es) 2001-02-07
CA2313790A1 (en) 1999-07-08
AU1913299A (en) 1999-07-19
JP2002500419A (ja) 2002-01-08
WO1999034462A1 (en) 1999-07-08
EP1042829A4 (en) 2004-07-14
CN1285961A (zh) 2001-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW416165B (en) Battery separator
CN100435387C (zh) 电池隔膜
CN1178316C (zh) 电池
JP2004508686A (ja) 電池のカソード
JP2004537140A (ja) 電池用陰極
US6833217B2 (en) Battery cathode
US6444364B1 (en) High performance battery
TW398092B (en) Battery cathode
TW412882B (en) Porous battery
TW398090B (en) Electrochemical cell balance
TW393795B (en) Battery separator
MXPA00006483A (en) Porous alkaline zinc/manganese oxide battery
MXPA00006492A (en) Battery separator
MXPA00006486A (en) Battery cathode
MXPA00006494A (en) Electrochemical cell balance
MXPA00010036A (en) Battery separator

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees