TW503598B - Catalytic air cathode for air-metal batteries - Google Patents

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Description

A7 B7 五、發明說明（ 發明背景 1 ·發明範轉 本發明大體上有關之改彦亦 使用於屬空氣電池組中 ^^^一如…之相關技藝所揭示之 2氣金屬電池组，諸如鋅空電池 池、·、㈣子、絡以及其它高能二: 〈極^量密度的優點。鋅空電池組可在高安全产 万、低成本下大里生產。適合於汽車應用中作爲主電源之 充電式鋅空電池組，使用液態電解質並常-用以循環電 液心泵。此種系統由於機械複雜性及其它問題，而盔： 際應用於無線電至携帶式電腦的小型消耗裝置。' 冒有-些製造供小尺寸及微型場合使用之電池组之 試，例如1990年9月1 8日頒發給Michae! C. Cheiky的美 專利4’957,826。Cheiky的專利揭示—種鋅陽極板，完全 裹於一含有液態液電解液之 電極隔板。„充 在一層惰性網狀隔板内之水凝膠材料，包夾在該經包裹 鋅陰極和一空氣陽極之間。凝膠材料可使氧氣充分滲透， 在％池、·且放％和充電期間讓氧氣流過，並於該空氣陰極和 陽j隔板中電解液上提供化學反應性連通，而不讓電解液 質穿過這一層。凝膠材料的滲透性經選擇，以在電池组放 電期間，由陽極上產生的氧對陽極隔板和凝膠材料的界 施加充分之壓力，使得電極液從布料陽極隔板之邊緣再 電 下 可 實 嗜 國 包 線 之 面 循 -4- 本纸張尺度適用τ _家標準（CNS)A4規格(^7297公髮） 2503598 A7 五、發明說明（ %至該相反層，因而防止陽極中電解液的消耗。Cheiky發 明的電池組採用金屬粉或金屬糊，諸如位於半滲透性發泡 物中之鋅，填充在一導電網狀物中以形成一陽極。類似於 Cheiky的美國專利4,957,826的一種更新之空氣金屬電池组 係揭示於Shepard Inc·的美國專利5,3〇6,579。這份專利討論 了一種雙重功能空氣電極，具有一個活性層，其中含有氧 還原催化劑及一釋放氧的催化劑，因而能提供較多次之的 充電-放電循環。 另一個頒發給Sammells等人的美國專利4 328 287揭示一 種空氣金屬電池组電池中，具有一多孔電極，使可氧化之 氣體與電解質之膠體穿透。該電池組可爲具有包含可消耗 訂 金屬諸如鋅之陽極的一次性電池組。電解液係經由電解液 供料裝置提供至膠體形成區域，該裝置包括電解液循環泵 裝置及電解液處理裝置，以去除電解液中的反應產物，再 通當地處理電解液，並通過分配器及歧管循環至電池組之 膠體形成區域。 線 空氣金屬電池組係技藝界所熟知，通常包括一消耗性金 屬陽極，一個催化用非消耗性耗氧陰極及適當的電解液。 這些一次性燃料電池組當中的某些爲多電池電池組，具有 可更換陽極。其他類型之空氣金屬電池 場合使用的小型㈣電池組。典型鋅空氣㈣電池 包括：-陰極’具有至少一個供空氣進入的使用的氣門， 該陰極含有-非消耗性空氣陰極結構，通常包括—透氣疏 水丨生聚δ物薄膜，上層黏結著一金屬集流栅及—防水多孔 本纸巧度適W國規格⑵〇 x 5-
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 材料諸如混有疏水性黏結劑的金屬催化活性碳。該 鈕釦電池組另包括-陽極容器或罐子，一般係經由鉗夾而 聯結於夾陰極，容裝有鋅陰極物質…般爲經汞齊化辞粉 或多孔狀鋅，其均經壓縮且經鹼電解質飽和化，諸如30百 刀比至40百分比的氫氧化_(K〇H)溶液。電池組中亦包括 -個介於陰極和陽極之間的絕緣體，_般係由聚乙缔，聚 丙晞，尼龍等材料製造，可作爲電解液密封物。典型混合 紐釦電池組係揭示於頒發給passanhi等人的美國專利 5,308,71 1中。該專财揭示—種空氣陰極。 ^空氣金屬電池組諸如鋅氧電池組已經用作電動交通工具 等裝置之電源，因爲相對於其它電池組化學，其具有較高 之能量^度。亦發現鋅氧電池組因爲可藉由機械式置換鋅 電極、藉由置換含有鋅粒子之電解液或藉由電機方式補充 於鋅到陽級上而同時供應新鮮的氧氣，而進行充電，故爲 適用。 美國專利4,009,230敎示一種鋅空氣電池組，具有一貫穿 活性碳陰極的空氣通道，被經膠凝化之電解液包覆。美國 ’專利4,137,371描述了一種鋅氧電池組，其具有一鋅電極， 一氧氣多孔擴散陽極，氧擴散性多孔陰極，具有鋅酸鹽離 子擴散限制膜，直接聯結於位於該電極之多孔層和該鋅電 極之間的氧電極。目的是爲了阻止鋅酸鹽離子使電化學活 性材料中毒。 另一於1995年8月29日頒發給Korall等人的美國專利 5,445,901揭示一種多電池组密封式鋅氧電池組，包栝一容 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公复） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂------—線· ⑽598 A7
裝有大里雙電池組之容器，每個電池組皆具有一外殼，備 有兩個主要的表面，附有一對反向放置而分隔的透氣不透 水4氧還原電極形式陰極，其間界定一腔室，以容納該 電池組之陽極及電解質。 從以上討論看，可以發現空氣金屬電池組或電池組具有 许多形式及尺寸，並發現一種由電動機車至小型助聽器之 各種裝置上提供攜帶式電源之有效方式。當然，對每個不 同類型的電池組或電池組而言，最重要的是一個有效而有 效率的空氣陰極。 4少與it氣陰極相關的先前技藝採用了多孔碳或石墨， 但不幸的這些材料因其本質結構太脆弱以至無法於小於 1 /8英寸的厚度下使用。以剛性相對較厚的多孔碳板或碳 塊爲底質之電極，亦已針對孔徑的影響、透氣性、電極性 能進行徹底之研究。除了體積龐大外，此等厚板並非均勻 之多孔性。 以多孔薄碳紙爲底質的電極，諸如揭示美國專利 3,912,538中’解決了體積龐大之問題，具有較短的擴散路 徑。不幸地，多孔薄碳紙基材非常脆弱，易使電解液過度 溫 >瓦’而干擾了氣體到達電極之電催化部位之通道。爲了 控制該溢流’該碳紙經常例如經過聚四氟乙晞（Tefl〇n)塗 層而賦予疏水性，但這會增加它們的電阻係數。除此之 外，因其結構脆弱，易於操作時斷裂，在中等氣壓下使用 也容易斷裂。最後，該防濕性碳紙須極致密以提供最小之 結構整體性。此種特性將催化劑層界定於僅與黏結於該紙 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 麯 --訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503598 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（ 基材之一表面的表面塗層上，就紙而言，其微孔分布本質 上不均勻。另一種薄型電解式氣體擴散電極包括實質均勻 的開孔型碳或石墨基質，厚度在5至4 〇密耳（mils )的範園 内’以10至35密耳（mils)爲佳，其中包括了聚四氟乙烯 (Teflon)或類似防濕性粒子與包埋而添加於該布孔内之催 化礙粒子的混合物。此類型電極具有改善之電化學性能且 改善結構強度’而適用於自由流動型電解式電化學電池 組。催化碳粒子或爲無金屬之催化碳粒子，或爲載有適當 已知貴金屬催化粒子包括鉑、鈀、鐳、銥、釕及銀之極細 高表面積碳，視其環境（比如酸或鹼，空氣或氫，及操作條 件· 度’電流金度’及預期的使用壽命）而定。 適合之基質開孔式均勻織造布於高溫下使預織造碳化織 物下礙化而製成。該布料之碳含量應超過97重量百分比， 至少爲9 9重量百分比爲佳，以避免雜質與電解液的相互作 用0 另 元1991年2月3日授予Linstrum等人之美國專利 4,248,682揭示一種薄型氣體擴散電極，包括開孔型碳布基 材’布孔内及布料紡線上黏附有催化劑碳粒子及較佳聚四 氟乙晞粒子的均勻混合物，因而形成了一電極組件具有多 個密集較貴金屬集流點。該種擴散電極一般係用於電化學 電池組，包括金屬-空氣電池組和鋅電池組等在高電流密度 下操作的電池组。根據專利4,248,682，一導電薄型碳布料 塗有混合於聚四氟乙烯或其他疏水性黏合劑中之催化碳粒 子使其黏結在布料的開孔内或微孔内。銀質載流帶係在布 本纸張尺㈣ffl +目國家^^S)A4規，—_ x 297公餐· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·111111 線Φ 妖··.濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503598 A7 --g 二 卩7 五、發明說明（） 料内’以經由整個布料面積收集電流。儘管該專利係描述 銀，但亦可使用金和鉑或其它貴金屬。 德國H〇hne的美國專利4,〇91，175揭示一種電化學電池組 使用之空氣電極，纟中採用了塗銀碳作爲催化材料。此專 利所揭示之催化㈣亦含有高達2重量π》比之氫氧化 鎳。 氣體擴散電極及其方法係揭示於S〇l〇m〇n的美國專利 4,377,496中。這份專利是關於—氧電極，其具有導電多孔 接觸燒結板金屬取代物，在活性層接觸表面層上具有凹陷 邵位。該活性層可使用經催化之碳粒子，與凹陷部份互 鎖亦包括了一疏水性背襯諸如聚四氟乙烯（ρτfe )。 另一授予Takamura等人的美國專利4 4〇7 9〇7揭示了一空 氣電極，包括一電極體，加速在經擴散之空氣、固體電極 體及該電解液的微觀三相界面上的反應。三相界面上的氧 濃度藉著於固體電極體中使用氟溶劑而提高，以改善電極 體的排水性。 美國專利4,927,718揭示一種碳電極擔體材料，其係惰性 氛圍中加熱該經處理之碳黑材料至高於25〇〇χ：之溫度^形 成❹该擔體材料隨後成形並製成一催化劑擔體，之後加入 催化活性材料。 授予Shepard等人的美國專利5,306,579，較早討論電、、也 組，揭示-種「雙功能」Φ氣電極，具有_氧還原催化劑 及一氧釋出催化劑，以增加有效之充電一放電循環次數。 另一亦於稍早討論之Passaniti等人的美國專利5 3〇8 7ιι (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------線· -9 -
503598 A7 B7 五、發明說明（） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 揭示一種空氣陰極，採用錳化合物作爲催化劑分布於一碳 基質内。於碳粒子添加於高錳酸鉀水溶液後，於碳粒子間 形成+ 2價態之艋化合物。 發明概述 因而，本發明的目的是提供一低成本的空氣陰極，可使 用於電化學電池或電池組，而具有改善之功率密度。 本發明的另一目的是提供一具有較長使用壽命之空氣金 屬電池組。 本發明之另一目的是提供一種空氣金屬電池組具有高電 流密度，而電流及電壓輸出穩定。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 這些及其它目的經由本發明使用於電化學電池組中之氣 體/空氣陰極而得以實現。該陰極包括一透氣而不透水之部 分，或由碳粒子諸如例如碳纖維或石墨和疏水性粒子諸如 PTFE (聚四氟乙晞）、聚乙晞、聚丙烯及聚苯乙晞之基質形 成之薄層。可以採用一膠黏劑將該基質黏合成適當之結 構。緊鄰著該透氣而不透水部分的是一導電性中間結構， 諸如銅網或鎳網或者是其它能提供足夠通道讓空氣或氧容 易自由流動穿過該導電性部分之導電結構。催化部分係位 於該導電性結構與該透氣部分相反之側面，包含碳粒子諸 如碳纖或石墨、具有鬲表面積的微粒材料諸如分子篩、沸 石、活性凌或其它合適材料之混合物。構成該催化部分之 混合物中亦包括金屬氫氧化物，諸如氫氧化鎳、氫氧化 鈷、氫氧化鐵、氫氧化鈽、氫氧化錳、氫氧化鑭、氫氧化 絡及其它合適的金屬氫氧化物。該催化層之混合物一般包 -10- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格"7rf0 x 297公愛）---—-------
五、發明說明 括膠黏劑，以將粒子黏合而形成可用之結構。 本空氣獨特之空氣_陰極的基本概念適用於各式各樣不同 類型的電化學電池及電池組，範圍包括使用於（汽車、船馬 達及其它需求高功率的設備）極大型複雜的電池組至_般使 用於小型電子設備諸如助聽器、手錶等裝置之小或微型鈕 知電池。 根據本發明之一個具體實例，亦包括了一個第三電極， 在充電期間作爲陰極（替代空氣陰極）。除此之外，爲了確 保鋅或其它陽極金屬材料均勻重新成長，本發明的另一具 體實例包括了一裝置，諸如一個小型馬達，在充電周期旋 轉或移動該金屬陽極。 圖式簡單描述 本發月的此等及其他特點在結合下列較佳具體實例詳述 時將更全面地得以闡述，其中相同數字代表相同元件·· 圖1 A疋收納本發明觀念之空氣陰極的放大剖面圖； 圖1B是一 I纳本發明觀念之另一空氣痛陰極纟體實例的 放大剖面圖； 圖2A使用於一金屬-令裔兩％知rb、闽1、>< 工蜀二虱_弘池組中乙圖i窆氣陰極的簡 化剖面圖； 圖2B是-2氣金屬電池组之剖面圖，環繞著金屬陽極之 至少有三侧面具有本發明空氣陰極； 圖2C顯示一球形空氣今凰雨、 礼至屬私池組心剖面圖，該金屬陽極 之外側及周圍具有空氣-陰極； 圖3顯示雙電池組之部分立丨丨而、卷 „ , 〜I刀糾面透視圖，具有兩個圖i之空 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 ------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
503598 Λ7 B7 9 五、發明說明f 部 智 慧 員 工 ».ι* 費 氣-陰極及單一陽極，適於堆綦形成多電池電池組； 圖4是雙電池组之另一具體實例的分解圖，適於堆疊形成 多電池電池組，而收納一對圖丨所示的空氣陰極； 圖5顯示另一種雙電池組之分解圓，採用一對圖丨中空氣 陰極； 圖6顯示使用於鋅空氣電池組精巧具體實例的圖5中的雙 電池組； 圖7和圖8係爲收納圖丨之空氣陰極之另一電池組具體實 例之透視圖和剖面圖； 圖9係爲收納圖i空氣電極之小型鈕釦電池組的剖面圖： 圖1 〇顯示了本發明之一個具體實例，包括了一個第三 極；且 圖11顯示-個具體實例，具有圖10之一個第三電極，另 外包括了一個裝置，供旋轉或移動電池組陽極使用。 較佳具體實例詳述 本發明獨特而新穎之空氣陰極使得電化學電池和電池组 ，造商，在穩態電壓和電流輸出下產生遠高於現存金屬-氣包池組的功率密度和效率。如熟習此技藝者已知，空 金屬電池組諸如鋅空電池組已知具有極#高能量含量， ，明2氣陰極之效率及高功率密度輸出，使得該電池組〜 私池組更虽有吸引力。測試顯示採用本發明新穎空氣陰接 的電池組及電池，可在遠大於等體積及重量之當前 2氣金屬電池組負載情況下，具有可使用之壽命。事實 使用平價而易取得之達成性能之巨幅增加，其材料，許多 空 氣 本 或 線 的 上 社 印 製 -12- b氏張尺度義 _χ 297 公复）_,· 10503598 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 材料已經廣泛用在電化學電池和電池组工業，意味著許多 應用和用途現在可於低製造成本下實現，係現存電化學電 池及電池組所不可能或無法實際進行。 田然，使用S氣陰極之許多類型的空氣金屬電池組或電 化學電池組係使用大氣中之氧作爲消耗材料。這意味著將 不會產生S氣污染，而收納本發明新穎空氣陰極的電池組 或％池能夠提供冨有吸引力的發電替代機會，可取代目前 嚴重污染空氣的某些發電。 參照圖1A，該圖以10表示本發明的空氣陰極。催化空氣 陰極包括一外在部分或更具體地是薄層12，具有第一:二 14，暴露於純氧流或其它含氧氣體，諸如日常之空氣。如 下文所詳細討論，該外在部分或薄層12的主要特徵爲一高 度透氣或透氧性，1高度不透水性，使得來自電池组内部 之液體無法具有到達薄層12之外表面14的路徑。當該空氣 陰極使用於電化學電池或電池組時，外層i 2亦提電子儲存 能力。薄層12内表面16層積有一電子導體和集流器或導電 性結構18。導電性結構18可爲任何適合之高導電性材料， 具有充分貫穿其中之通道，以使來自薄層12之空氣或氧亦 通過結構18。連接於導電性結構18之接點2〇的是催化部 分，或如圖1 A之具體實例所示，催化層2 2。催化層2 2之 一側邊經由部分12和導電性結構18曝露於自由流動9之空氣 或氧氣，而另一側邊暴露於電解液材料，由波形箭頭指示 (内表面26)。催化部分22提供多相催化反應產生電池組電 流所需之位置。 -13- 本纸張反度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公S ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-------！線· 503598 Λ7 f濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 陰極1 0特別適合之外在邵分或薄層1 2係由破粒子諸如石 墨或瑗纖維及疏水性粒子諸如由聚合物製得之粒子的混合 物製得，該聚合物係諸如PTFE(聚四氟乙烯），聚乙晞，聚 丙晞及聚苯乙烯或任何其它可提供必須的疏水性能而又不 干擾陰極所需之電化學反應的材料。碳粒子相對於疏水粒 子的比例從約5 0比1至約3比i。最佳比例係介於9比！至6 比1之間。較佳係使用膠黏劑諸如環氧樹脂，以將粒子混 合物黏結成適作爲陰極之結構。如前文所述，導電性結構 1 8可由任何適當之材料製成，可製成片狀，提供高導電係 數，而又不干擾該電池或電池組所需之電化學反應。已發 現銅.祠鎳網或銅上之電鍍鎳，較佳具有在2 0至4 0之網 目特別適口用作導電層。其它適合之導電層可爲黃銅或 銅蜂窩狀核心或甚至是一排個別導電性金屬線，自該陰極 内邵通達外部接頭2 8。 内部或内層諸如催化部分22較佳係由碳粒子諸如硬纖維 石墨、具有高表面積之微粒材料諸如活性碳、分子筛、 :::其它具有高表面積的材料'金屬氫氧化物及 二：所構成。當然，重要的是，該高表面積微 …：；'化學電池或電池组所需之電化學反應，也 ::二=驗性氯氧化却落液之電解液的負面影 料：提供電子從金屬網經由具有高表面二 碳、滞石、分子篩等材料將接供：？桃材枓諸如活性 材枓g供大量的界面㈣表面以供 •---4------1-----------訂---------^ IAWI (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -14
本纸張尺度_ 297公釐） 503598 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印制π 催化反應使用。如下所討論。已發現目前所測試的每一種 金屬氫氧化物實質上皆可增加電化學反應，而提高電化學 電池或電池組的效率。尤其有效之金屬氫氧化物包括氫氧 化鎳、A氧化姑、ft氧化鐵、氫氧化鐘、纟氧化鑭、氯氧 化鉻及氫氧化鈽。構成催化部分或催化層的混合物亦L括 疏水粒子，諸如聚四氟乙烯PTFE和其它前述疏水粒子。這 些疏水粒子有助於阻止水在流體靜壓力和毛細吸引力作用 下的擴散，以助於保持適於電化學反應進行之環境。特別 適當之石墨、分子篩、經潤濕之金屬氫氧化物和聚四氟乙 烯的比例約5比2比4比〇 · 2，雖將產生最佳性能，但已發現 石墨應不低於1 0百分比或鬲於9 〇百分比，分子篩應不低於 5百分比或高於70百分比，經潤濕之氫氧化物應不低於5百 分比或咼於7 0百分比，疏水粒子或聚四氟乙烯應不低於1 百分比或高於3 0百分比。 亦已知可適當地添加膠黏劑諸如環氧樹脂，以助於黏合 該催化部分或層1 2之粒子。 現在參照圖1 B，顯示本發明空氣陰極的另一具體實例， 其中未明確描述透氣不透水部分丨2 a和催化部分2 2 a，諸如 圖1 A所示。如圖1 B中所示，從透氣不透水部分1 2 a到催化 部分2 2 a是一個梯度變化。導電性結構1 8 (如圖1 b中所示 之金屬網）係位處於該空氣陰極中介於從透氣不透水部分 1 2 a向催化劑部分2 2 a之變化間的中點。 因而，到此爲止.，.已經描述了一新穎獨特之空氣陰極， 提供遠優於現有空氣陰極之性能。該空氣陰極可適合應用 -15- 本纸張尺度適用中國國家標準（CMS)Α4規格（210 X 297公t ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) =0
0 n ϋ· K— n n ϋ /〕* n l n kn ϋ n k— I 線♦ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503598 Λ7 ---- B7 13 -- 五、發明說明（） 於各種類型的電化學電池或電池組。例如，在圖2中示意 了圖1 A中空氣陰極具體實例的剖面簡化圖，該陰極係使用 於採用KOH (氫氧化鉀）作爲電解液的鋅型電池組中。當 然’已知亦可採用圖1 B之具體實例。如圖所示，除了空氣 陰極1 0之外，鋅空電池組還包括一殼壁和底部3 〇和3 2， 一般係由不與高驗性電解液反應亦不干擾電池組性能所需 之電化學反應的材料製得。殼牆諸如3〇和32以及另外兩個 沒有顯示的外艢，與空氣電極丨〇 一起，提供了一個容器以 容納電解液氫氧化鉀KOH 24。還有，如圖所示，是一般使 用於鋅空電池組之鋅陽極3 4。雖然已知圖2所示之電池組 係爲2氣陰極和一個鋅板陽極3 4，但亦可使用由合適的金 屬材料諸如鐵、鎘、銅及鋁製成適當陽極。如圖2所示， 空氣陰極1 0的正極2 8係電聯於一負載3 8上（可爲任何需要 電源的設備），依序電聯至陽極板3 4的接頭3 6上。如熟習 此技藝者已知，電流一般係自正極接頭2 8流向負極接頭 3 6。然而，電子的流動方向係與傳統所接受的電流取向相 反。列出此項區別以幫助理解下文討論之電化學反應。 已知催化S氣電極的核心在於内層或催化劑層2 2内。此 處發生多相催化反應並產生電流。即，此處存有空氣、水 和固體，而發生反應。在加上負载之情況下，電子自鋅板 接頭3 6經由負載3 8而流向位於催化空氣電極丨〇之導電層 1 8上之接頭2 8。該電子隨後自導電層1 8或金屬網流向位 於該鬲表面積微粒物質上之催化部位。空氣或氧氣穿過外 層i 2的碳粒子或石墨以及疏水性粒子pTFE，通過導電層 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 訂---------線. 14503598 A7 五、發明說明（ 而流至可發生反應之催化部位 熟習此技藝者亦已知且更詳細地討論於下文，空氣陰極 電池組中因金屬陽極之氧化而於空氣陰極中產生電流^電 子流。因此，如圖2所示，泵3 9可以用來增加空氣或氧氣 流向陰極的壓力。當然，僅管圖中顯示的是空氣氧氣泵 39a，但可使用其它任何類型之泵、風扇或其它能增加 >空 氣或氧氣流向空氣陰極的壓力的技術，包括汽缸3外之& 縮it氣或氧氣汽缸。測試結果表示當流向該陰極的空氣壓 力或氧氣壓力增加時，電池組的性能大幅提升。 如前文討論，已發現在採用本發明空氣陰極時，實質 任何金屬氫氧化物皆可提升電化學電池或電池組的性能 使用氫氧化鐵時，電化學之化學方程式可例意如下文： 方程式1 : 1) 4Fe(OH)3 + 4e* = 4Fe(OH)2 + 40H* 同仏金屬氫氧化物補集來自石墨和金屬網之電子，而還 成低價位的金屬氫氧化物。隨後，低價金屬氫氧化物與 自流經外層之外部空氣的氧氣和來自電解液之水進行 應，使得该金屬氫氧化物回復至高價狀態。表示於以下 自方程式2 : 2) 4Fe(OH)2 +〇2 +2H20= 4Fe(OH)3 因而，此過程中，消耗水而生成氫氧根。總反應式表示 下式3 : 上 訂 來 反 來 於 線 3) 〇2 + 2H20 + 4
40H 已知來自電解液之水係持續地移動進入到催化劑層以補充 17 本纸張尺②過用T關家標準（CNQaTS^IC) X 297公复_Γ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503598 A7 — ‘ B7 15 ---— 五、發明說明（） 被消耗掉的水，同時，氫氧根（0H-)將持續移動離開催化 劑層而進入電解液並向著鋅板移動。在電化學電池或電池 組的陽極，發生以下反應式4和5所示之反應： 4) 2Zn2+ + 40H· = 2Zn(OH)2 5) 2Zn(OH)2 = 2ZnO + 2H20 在鋅板亦發生下式6所示之反應。 6) 2Zn = 2Zn2+ + 4e· 故總反應係表示於下式7。
02 + 2Zn = 2ZnO 至此，已描述提供較高性能之新穎空氣陰極及電化學反 應。 如熟習此技藝者已知，爲了在空氣電極中確保充分之表 面積’可期望該陰極部分環繞該金屬陰極，如圖2 B所示。 包括本發明空氣陰極之電池組之至少兩側邊和底邊係表示 於圖2B。當然，該電池組之另外兩邊及頂邊亦可爲空氣陰 極0 圖2 C説明一球形空氣陰極，完全環繞著金屬陽極和該電 解液。 為習此技藝者已知，各式各樣不同類型的空氣金屬電池 组’有些包括電解液，其他則包括潮濕電解漿。此等不同 類型之電池組亦可用於不同的應用場合，包括手錶及小型 電子組件所使用之鈕釦型電池組，及使用於汽車之大型系 統’甚至包括泵動該電解液之泵。 現在參照圖3，圖中出示了一電池組，一般係於一容器中 ----^-----------------訂 --------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -18-
503598 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 16 ----- 五、發明說明（） 與多個其他電池組並聯或串聯。該電池組係爲一雙電池組 40，包括了 一外殼42，具有兩個主要的表面44，收納著 一對反向配置、分隔而透氣不透水的陰極46&和461)，它們 是氧還原電極，由本發明標的構成。 陰極46a和46b之間介定有一空腔48，用以容納陰極50 和電解液，比如液體KOH溶液。 去除主表面44之大部分面積，曝出氧還原陰極之主要部 分，使得提供於雙電池40之氧氣或空氣可到達該陰極46a 和4 6b並進行反應。 主表面44有部分凹陷，與相鄰電池組主表面之類似凹陷 外表面同時地形成，以於相鄰雙電池4 〇間框出一陰極氣體 i間52。多個通氧氣孔54a、54b、和54c引導空氣進入氣 體空間52中。電池組接頭55和56連接電源。 現在參照圖4，出示一個多電池組單元、可充電式空氣金 屬電池組，電解液中含有活性金屬陽極粒子之漿液，適於 電動車提供電力。連接並放置多個此種一裝有電解質溶液 之容器中。 鋅二笔池組笔池採用含有鋅粒子於合適（諸如電解質KQH /谷液中之混合物的浆液。 如圖所示，説明一個具有一對外部電極單元5 8的單一電 池組電池。每個外部電極單元58皆包括一外部支撑框架6〇 和文氣電極/氣體電極6 2，該電極係本發明標的。空氣 電極62之取向係使得空氣流動貫穿外層（諸如圖1中所示薄 層1 4)，如箭頭64所示方向，催化劑層在電極内層。亦有 -19- 鮮（cns)a4 彡驗⑵㈣7 公t) --------I I----------訂---------i^w— (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 503598
五、發明說明（） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 類似外部支撑框架60之一内部支撑框架66。該外部電極單 元58經由框架的支撑以界定用以存儲漿液之内部空間67， 以飽和有適當之電解液之活性金屬粒子。活性金&粒子係 由電池組内部空間67中電流集極68的蜂窩狀結構支撑，係 爲飽和有電解質溶液的靜態床。 該中心電流集極68安裝在電池组内部空間67内，而被經 飽和之活性金屬粒子包圍。 另一可採用本發明的空氣陰極的鋅空電池69，大體上係 説明於圖5和圖6，它包含一外殼7〇，纟中裝有大體上説明 於72之鋅電極結構，_塊墊片74，一個多孔性隔板％， 一個2氣電極78。其係、本發明標的，具有一導電翼片8〇和 一塊空氣電極支撑板82。如圖4所示，一鋅空氣電池“較 佳包括該空氣電極78和隨同的墊片74，隔板76和電極支 撑板82，分別置放於鋅電極結構72的個別側邊。 外殼7 0可以包括任何結構上堅強而化學上惰性之絕緣材 料，諸如一般使用於鉛酸電池組中的硬質橡膠外殼。任何 其它習用之非導電性電池組外殼材料均可用構成該外殼。 墊片74可以由一般彈性電性材料製成，諸如，苯乙晞丁 二烯之乙烯丙晞共聚物，通常對電池組内的電化學反應呈 惰性。墊片74具有一中央開孔84，剖面接近但稍微大於鋅 電極框架88上開孔86，以於電極結構72中構成一滲透有 鋅之導電發泡物90。矩形鋅電極框架88可自聚丙烯、聚乙 晞、聚聚四氟乙晞或任何其它具有充分機械強度並對鹼性 電解質具有化學惰性的塑料。支撑滲透有鋅之發泡體層9 〇 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公复） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 0 I---1 I I 訂·---I---I * 18503598 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 發明說明（ 的框架8 8，係具有頂部和底部模製部分，具有開孔9 2。如 圖所示，在框架88中，有一切割部位以形成開孔86。多孔 #發泡材料90係裝置在開口 86内’以形成—供鋅電極使用 的導電性支撑材料。多孔性發泡材料9G可包含有碟發泡物 或金屬發泡物。金屬發泡物削片’比如銅或鎳發沫物，是 市售產品，較佳係於作爲鋅基材之前鍍上鉛。可使用任何 其它類型之金屬’前提是其電動勢相對於鋅的位置，係不 干擾電極中鋅的氧化還原。具有高孔隙表面積之碳發泡材 枓係市售品，因爲低密度等而於重量上優於金屬發泡體。 爲於該電極上提外部電接點，一導電性金屬翼片94可以安 裝在框架88之側牆，而可單向地延伸至框架之側牆，以與 開孔8 6内之發泡物9 〇電聯。 塾片74可形成一中心開孔86一道形成，剖面尺寸接近但 稍大於框架88的開孔86，以連通於電極72的浸透辞發泡 =90。墊片74之目的是於隔板76與鋅電極”之間提供— 密封物’以使鹼電解液於電極72内循環，潤濕隔板以表 面，而不使電解質漏入該空氣空間9 6。 亦有^空氣電極支撑板82，包括—絕緣材料，諸如聚丙 帝或聚四鼠乙晞’用以分隔空氣電極78及側牆外殼72 經由-系列溝槽98讓氧或空氣流至空氣電極78，該溝样係 杈製於在支撑板82之側表面内，而面向空氣電椏78。 所使用於本發明電池或電池組中的電解質包含有驗電解 貝’录具有向電導係數及對鋅酸鹽離子之高溶解度。最 電解質係、以KOH爲底質，含有改善鋅酸鹽離子溶解度之冬 -21 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 訂---------線· Μ氏張尺度翻中關家標準（CNS)A4規格⑵^ X 297公釐） 19 五、發明說明（） 加劑，例如，矽酸鉀和山梨糖醇（s〇rbit^)。 現在參照圖6，示意數個辞空氣電池组，分層積合 #多電池電池組，應當注意到的是電池組外殼安裝有一 &子1。。，S氣可經彼進入電池組當中。進入介於外殼72 内表面與電池組薄膜之間的空間或腔室96的空氣，通^ 於空氣電極支撑板82内之溝槽98而到達空氣電極以，： 後腔室96中位於電池組另一側的—出口1〇2，離開該、 ，。流入之空氣須穿過一氣滌器1〇4，移走空氣中任 氧化碳。氣滌器104可包括一氫氧化鋰氣滌劑或任何其可 ，流入空氣中之二氧化碳反應之物質，諸如氫氧化鈣了氫 氧化鈉或此等氫氧化物之混合物，比如s〇dyl。 在電池組電解液入口管106及出口管108之反側，穿過外 殼70分別從入口 110至各鋅電極載體結構72之出口 112提供 了電解液流過的通遒。入口管1〇6連接於歧管丨14，電解質 藉由泵118泵經管線12〇而自外部儲槽116送至該電池組。 出口管108連接至電解質出口歧管122，電解質經其送入一 固體過濾器124，通過管線126，去除任何存在於電解質中 之固體粒子，例如碳酸鹽。經過濾之電解質經由管線丨28 运入儲存槽116。固體過濾器丨24中之經過濾材料可以包含 任何對驗電解質呈化學惰性且可去除不期望之固體的材 料，諸如聚四氟乙晞之纖維多孔發泡物。 另一類型具有本發明空氣陰極之優點的電池組係爲鋅空 氣％池組’諸如圖7和圖8所描述。如圖7和圖8所示，可充 電式鋅空氣電池組係由參考號碼150表示，它具有一個外 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CN^規格⑵〇x 297公釐） 503598 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 设或容器152，由惰性塑料或其它合適的材料製成。容著 152之頂部154具有開孔156，允許空氣在放電及充電循辱 中流進和流出該電池組。電池組15()另外包括了 —陽招 158 ’它具有一多孔導電板或篩網16〇，具有一導線Μ]， 自遠導電板或篩網160向外延伸，以於該電池組提供正接 接頭。該多孔導電板或篩網16〇可由多孔金屬或編織金屬 製成，網目尺寸每英寸2 〇至8 〇個開孔。篩網16〇的材料可 爲鐵、錫、鈦、或其它非腐蝕性金屬或此等金屬經濟基材 上之鍍層。當然，可使貴金屬網但過於昂貴。 土 將鋅材料之多孔層填充於篩網160之網目中。鋅材料可以 是鋅細薄片，粒子，膠囊或纖維，填充半渗透密度。腐钱 抑制劑和糊㈣成添加劑可添加於鋅材料中以視需要改呈 電池组的性能。金屬諸如汞、鎘、錫、鉛、鎵、或銦可‘ 供抗腐蚀作用。該金屬可係爲鋅合金或與鋅粒子物理性地 鋅’鋅合金及/或腐❹制金屬材料可以塗佈或電鍵 於惰性基材諸如砂、破璃陶夺 ^ ^ 现稱陶是寺。孩抑制劑金 通常在ο·1至10百分比的重量百分比之間。 Ό里 陽極158係完全包裹於多孔陽極隔板164中 可潤濕、抗氧的編織或非编織布製成，比^7 可潤濕的塑料纖維等。該陽極隔板164亦卜t絲、 料。適用之可潤濕材料可係相同之經 隔材 如經羧基修飾之聚合物、或聚 物“物材料，諸 可與聚合物諸如聚丙缔混合以増強該:合聚合物 細作用或芯吸作用。含有15百分比 材科的結構、毛 來丙缔的羧甲基纖維 23- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 — — — — — — — * f I I I i 線·
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 503598 A7 五、發明說明（ 21 B7 巧合：可有效地於電池組中作爲陽極包裹材料。如圖8 ~極隔板164具有第-層或頂層166、第二層或底層 部係爲邊緣層170和172，使頂層-與底層㈣ 外不帛作電池組所需之電解液係容^於陽極隔板164 :二解質可以是單純或混合之含水基質，諸如第一族金 屬虱魏物’諸如氫氧㈣，氫氧㈣，氫氧化钾，氣氧 化铯等，濃度範圍係由—莫爾至飽和之範圍内 1至15莫爾。 Φ j 電，组150當然巾包括一透氣陰極174，纟爲本發明電 極。该2氣陰極174具有一導線176，向外延伸以於電池组 上負極接頭。 現在參照圖9，示意了一鋅空氣鈕釦型電池組18〇之剖 面，使用本發明空氣陰極。傳統元件包括一陽極182，由 容裝於陽極杯184中而壓縮成形的鋅或經汞齊化之鋅粉末 製成，包容在陰與之相對應的是下端的陰極杯186，具有 C]柱狀邊土，甜夾環繞著該極杯1 8 4。該兩部分係使用 一絕緣環間隔物188密封。亦包括一多層隔板19〇，可爲纖 維狀金屬，容裝有鹼性K0H(氫氧化鉀）。收納本發明技術 之S氣陰極192支撑在陰極杯186上並與之電接觸。前述結 構材料僅供說明，而不限制典型空氣金屬電池組之材料類 型或結構。如圖所示，底部杯186界定開孔194及196，而 提供大量空氣流通之通道。 陰極192的外層（圖i中的層12)可放置以覆蓋開孔194和 196，使得其陰極的外層1 2和開孔194和196可控制氧氣之 -24- 本紙張瓦度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t )
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發明說明（ 點或尖刺形狀金屬而損壞電池組。 在以下申請專利範園中所有裝置或步驟加功能元件之對 應結構、材料、作职 構、材料丄寺係涵蓋任何達成功能之社 構材枓或作用，及其他所申請之元件。 往叫先閱讀背面之·注音？事項再填寫本頁) 0 訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Claims (1)

  1. 503598 第〇89umii號專利申請案 壶$ 中又申請專利範圍修正本(91年7月)' 六、申請專利範圍 1· 一種使用於電化學電池組之陰極，包括： 一透氣而不透水部分； 一催化部分，包含碳粒子、高表面積微粒材料、金屬 氣氧化物和疏水性粒子的混合物； 一導電性結構，位於該透氣而不透水部分與該催化部 分之間，該導電性結構界定充分通道以使空氣流通。 2·如申請專利範圍第1項之陰極，其中該透氣而不透水層係 為碳粒子與疏水性粒子的混合物。 3·如申清專利範圍第2項之陰極，其中該疏水性粒子係為聚 合物，選自：PTFE(聚四氟乙婦），聚乙婦，聚丙埽及聚 本乙缔。 , 4·如申請專利範圍第2項之陰極，其中該粒子係選自碳纖維 和石墨。 5·如申請專利範圍第1項之陰極，其中該高表面積微粒材料 係選自活性碳，分子篩和沸石。 6·如申清專利範圍第丨項之陰極，其中該金屬氫氧化物基本 亡係選自氫氧化鎳，氫氧化姑，氫氧化鐵，氫氧化卸， 氫氧化錳，氫氧化鑭，和氫氧化鉻。 7·如申4專利㈣第2項之陰極，其中該碳粒子與疏水性粒 子之混合物係介於約5 〇比1和3比1之間。 8. 如申請專利範圍第7項之陰極，其中該混合物比例係介於 約9比1和6比1之間。 9. 如申請專利範圍第7項之陰極，其中該碳粒子為石墨粒 子，疏水性粒子係為聚四氟乙烯，使用環氧樹脂黏合。
    装 訂
    8 8 8 8 A B C Ό 503598 六、申請專利範圍 10. 如申請專利範圍第1項之陰極，其中該導電性結構係為由 導電性金屬製成的蜂窩狀結構。 11. 如申請專利範圍第1項之陰極，其中該導電性結構係為由 導電性金屬製成之篩網。 12. 如申請專利範圍第1項之陰極，其中該透氣而不透水部分 係黏合於至該導電性結構之一側的薄層，該催化部分係 黏合於該導電性結構之另一侧。 13. —種空氣金屬電池組，包括： 一陰極，包括一透氣而不透水部分，包含碳粒子、高 表面積之微粒材料、金屬氫氧化物及疏水性粒子之混合 物的催化部分、及位於該透氣而不透水部分與該催化劑 部分之間的一導電性結構，該導電性結構界定充分之通 道，以使空氣或氧流通； 一金屬陽極； 一電解質，與陰極及該陽極接觸； 一液體無法滲透之外殼，支撐該陰極、該陽極及該電解質。 14. 如申請專利範圍第1 3項之空氣金屬電池組，其中該空氣 陰極之透氣而不透水部分係為瑗粒子與疏水性粒子之混 合物。 15. 如申請專利範圍第1 4項之空氣金屬電池組，其中該碳粒 子與疏水性粒子之混合物係介於約5 0比1及大約3比1之 間。 16. 如申請專利範圍第1 5項之空氣金屬電池組，其中該混合 物比例係介於約9比1及6比1之間。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公麓）
    503598 8 8 8 8 AB c D 六、申請專利範圍 — 17·如申凊專利範圍第1 5項之空氣金屬電池組，其中該碳粒 子係為石墨粒子，而該疏水性粒子係為聚四氣乙埽粒 子，經由環氧樹脂黏合。 18. 如申請專利範圍第13項之空氣金屬電池組，其中該電解 質係為約是2 5百分比至5 0百分比的氫氧化卸溶液。 19. 如申請專利範圍第1 3項之空氣金屬電池組，其中該陽接 係為選自鋅、鐵、鎘、銅和鋁之金屬。 20·如申請專利範圍第13項之空氣金屬電池組，其中該陽極 由鋅製成。 21.如申請專利範圍第丨3項之空氣金屬電池組，其中該疏水 性粒子係選自PTFE(聚四氟乙烯）、聚乙烯、聚丙烯和聚 苯乙埽。 22·如申請專利範圍第13項之空氣金屬電池組，其中該碳粒 子係選自碳纖維及石墨。 23.如申請專利範圍第13項之空氣金屬電池組，其中該具有 高表面積之微粒材料係選自活性碳、分子篩及沸石。 24·如申請專利範圍第13項之空氣金屬電池組，其中該金屬 氫氧化物係選自氫氧化鎳、氫氧化鈷、氫氧化鐵、氫氧 化釗f、氫氧化錳、氫氧化鑭和氫氧化鉻。 25·如申請專利範圍第丨3項之空氣金屬電池組，其中該導電 性結構係為由導電性金屬製成的篩網。 26·如申請專利範圍第13項之空氣金屬電池組，其中該導電 性結構為由導電性金屬製成的蜂窩狀結構。 27· —種可提供電力的電化學電池，包括：
    一金屬陽極； 一陰極結構，它包括透氣而不透水部分；包含碳粒 子、高表面積微粒材料、金屬氫氧化物、疏水性粒子之 〉昆合物的催化部分，該陰極結構之取向係使該催化部分 面向違金屬陽極；及一導電性結構，該導電性結構具有 充分的通道，以使空氣流通；及 一電解質，該陰極及陽極接觸。 28·如申請專利範圍第2 7項之電化學電池，其中該陰極結構 係為實質球狀結構，封包該金屬陽極。 9·如申請專利範圍第2 7項之電化學電池，其中該陰極結構 係為多個面向該金屬陽極之陰極。 〇·如申凊專利範圍第2 8項之電化學電池，其中該多個陰極 係完全環繞該金屬陽極。 31·如申請專利範圍第2 7項之電化學電池，其中該空氣陰極 之透氣而不透水部分係為碳粒子與疏水性粒子之混合 物。 32. 如申請專利範圍第31項之電化學電池，其中該碳粒子與 疏水粒子之混合物係介於約5 〇比丨和約3比丨之間。 33. 如申請專利範圍第32項之電化學電池，其中該混合物比 例係介於約9比1和約6比1之間。 μ.如申請專利範圍第32項之電化學電池，其中該碳粒子係 為石墨粒子，而該疏水粒子係為聚四氟乙缔粒子，經由 3衣氧樹脂黏合。 35· —種使用於電化學電池組中之陰極，包括： …--— · - 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Λ4規格Τ2Ϊ〇 χ297公釐)---—~ - ^__08 503598 A8 B8 C8 六、申請專利範圍 一透氣而不透水層，包含碳粒子與聚四氟乙缔粒子之 混合物’混合物比例係介於約9比1和6比1之間； 一導電性金屬篩網，一側係黏合於該透氣層；及 催化層，其黏合於該金屬篩網的另一側，包含約5份石 墨粒子、約2份高表面積微粒材料、約4份潮濕的金屬氫 氧化物和約0.2份的疏水性粒子之混合物。 36·如申請專利範圍第3 5項之陰極，其中該碳粒子為石墨粒 子。 37·如申請專利範圍第3 5項之陰極，其中該碳粒予和該聚四 氟乙~粒子係經由環氧黏合而碳粒子對聚四氟乙埽粒子 之混合物比例係約為6比1。 38. —種空氣金屬電池組，包括·· 一陰極，包括一透氣而不透水層，包含約6份石墨粒子 及約1份聚四氟乙晞粒子經由環氧樹脂黏合之基質，一導 電性金屬師網，一側與該透氣而不透水層黏合，一催化 層黏合於該金屬師網的另一側，包含由約5份石黑梦子、 約2份具有高表面積的粒子、約4份潮濕的氫氧化物及約 0.2份PTFE(聚四氟乙烯）粒子的混合物； 一金屬陽極：選自鋅、鐵、鎘、銅、鋁； 一電解質，與該陰極及該陽極接觸；及 不透液外设’支撐该陰極、該陽極和電解質。 39·如申請專利範圍第1 3項之空氣金屬電池組，其另外包括 一惰性辅助電極，放置於該外殼内，以與電解質接觸， 該輔助電極係於該電池組充電期間作為陰極。
    裝 爹 -5-
    钒如申請專利範圍第39項之空氣金屬 電極係由碳纖維製成。 共Μ輔助 41. 如申請專利範圍第39項之空氣金屬電池組，其 -電源，連料金屬陽極和該惰性辅助電極之 ^ 芝氣金屬電池組充電。 使邊 42. 如申請專利範圍第39項之空氣金屬電池組，另包括—裝
    置’連接㈣充電期間移動該金屬陽極而於該陽 到均句之金屬長晶。 件 其中該裝置 其中該陽極 裝 43·如申請專利範圍第42項之空氣金屬電池組， 係為一馬達，連接以旋轉該陽極。 44·如申請專利範園第42項之空氣金屬電池組， 選自鋅、鐵、鎘、銅及鋁。 45·如申請專利範圍第4 2項之空氣金屬電池組 為。 其中該陽極 訂 46·如申請專利範圍第27項之電化學電池，另外包括的一惰 豢 $輔助電極，其放置以與電解質接觸，該辅助電極係= 電池組充電期間作為陰極。 ' 47·如申請專利範圍第以項之電化學電池，其中該辅助電極 係由碳纖維製成。 48.如申請專利範圍第47項之電化學電池，該電化學電池組 係包括一電源，連接於該金屬陽極和該惰性輔助電極之 間’充電於該空氣金屬電池組。 49·如申請專利範圍第47項之電化學電池，另包括—裝置， 連接成在充電期間移動該金屬陽極，以得到金屬於該陽 __— -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α视格(21〇X 297公釐) '' ------—__
    申請專利範圍 極上之均勻長 5〇·如申請專利範圍第48項之電化學電池 連接以旋轉該陽極的馬達。 1·如申明專利範圍第4 9項之電化學電池 選自鋅、鐵、每、銅、和鋁之一金屬。 52·如申請專利範圍第49 電 。 鋅。 私化予電池，其中該陽極為 53·如申請專利範圍第3 8項之 ^ 孔鱼屬電池組，另外包括一 十巧性辅助電極，它放置於讀 外风内，與該電解質接觸， 该辅助％極係於該電池组充電期間作為陰極。 54·如申凊專利範圍第$ 3項之而裔冬麗 m金屬電池組，其中該辅助 笔極係由碳纖維製成。 55_:申請專利範圍第53項之空氣金屬電池組，另外包括一 %源連接於该金屬陽極和該惰性辅助電極上，供該 氣金屬電池組進行充電。. 56·如申請專利範圍第53項之空氣金屬電池組，另外包括 裝置’連接以移動該金屬陽極，而於充電期間，使金 於該陽極上均句長晶。 57.如申請專利範圍第5 6項之空氣金屬電池組，其中該裝 為一連接以旋轉該陽極的馬達。 58·如申請專利範圍第5 6項之空氣金屬電池組 為一選自鋅、鐵、鎘、銅、鋁之金屬。 59·如申請專利範圍第5 6項之空氣金屬電池組 為辞。 曰田 其中該裝置為一 其中該陽極係為 空 屬 置 其中該陽極 其中該陽極 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI505529B (zh) * 2012-02-22 2015-10-21 Nissan Motor Air battery
TWI629827B (zh) * 2012-07-09 2018-07-11 飛奈吉有限公司 用於控制金屬空氣電池組之操作之系統及方法
TWI832138B (zh) * 2021-01-14 2024-02-11 三鈦工業有限公司 具多個電連接器的燃料電池

Families Citing this family (154)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19857638A1 (de) * 1998-12-14 2000-06-15 Varta Geraetebatterie Gmbh Elektrischer Akkumulator in Form einer Knopfzelle
US6605391B2 (en) * 1999-02-26 2003-08-12 Reveo, Inc. Solid gel membrane
US6358651B1 (en) * 1999-02-26 2002-03-19 Reveo, Inc. Solid gel membrane separator in rechargeable electrochemical cells
US6299998B1 (en) * 1999-03-15 2001-10-09 Reveo, Inc. Movable anode fuel cell battery
US6620539B2 (en) * 2000-03-13 2003-09-16 Energy Conversion Devices, Inc. Fuel cell cathodes and their fuel cells
US6524736B1 (en) * 2000-10-18 2003-02-25 General Motors Corporation Methods of preparing membrane electrode assemblies
US6733639B2 (en) * 2000-11-13 2004-05-11 Akzo Nobel N.V. Electrode
US6811903B2 (en) * 2001-04-06 2004-11-02 Evlonyx, Inc. Electrochemical cell recharging system
US6933003B2 (en) * 2002-06-13 2005-08-23 General Motors Corporation Method of making membrane electrode assemblies
US6884745B2 (en) * 2002-06-28 2005-04-26 Advanced Energy Technology Inc. Perforated cylindrical fuel cells
US6979513B2 (en) 2002-06-28 2005-12-27 Firefly Energy Inc. Battery including carbon foam current collectors
US20040048146A1 (en) * 2002-09-06 2004-03-11 David Adamson Electrochemical cells and systems
US7332238B2 (en) * 2002-09-06 2008-02-19 The Gillette Company Electrochemical cells and systems
TWI241732B (en) * 2002-09-25 2005-10-11 E I Du Pont Canada Company Mesh reinforced fuel cell separator plate
AU2003291649A1 (en) * 2002-10-23 2004-05-13 Inventqjaya Sdn. Bhd. System for convenient introduction and removal of electrolyte in mechanically rechargeable metal air cells
JP3861146B2 (ja) * 2002-10-25 2006-12-20 独立行政法人産業技術総合研究所 燃料電池用負極触媒
US7033703B2 (en) * 2002-12-20 2006-04-25 Firefly Energy, Inc. Composite material and current collector for battery
US7341806B2 (en) 2002-12-23 2008-03-11 Caterpillar Inc. Battery having carbon foam current collector
US20040175612A1 (en) * 2003-03-07 2004-09-09 Allen Conti Electrochemical cell
US20040248735A1 (en) * 2003-06-06 2004-12-09 Atomic Energy Of Canada Limited/ Energie Atomique Du Canada Limitee Wetproofed catalysts for hydrogen isotope exchange
JP2005026144A (ja) * 2003-07-04 2005-01-27 Toshiba Battery Co Ltd 空気電池
US20050026031A1 (en) * 2003-08-01 2005-02-03 Mckenzie Rodney S. Nickel-plated screen for electrochemical cell
RU2260878C1 (ru) * 2004-04-23 2005-09-20 Черепанов Владимир Борисович Газодиффузионный катод и способ его изготовления
US7588856B2 (en) * 2004-08-04 2009-09-15 Corning Incorporated Resistive-varying electrode structure
KR100693306B1 (ko) * 2005-05-16 2007-03-13 가부시키가이샤 피코 사이언스 자기재생형 알칼리 전지 및 그의 제조방법
US7534226B2 (en) 2005-09-26 2009-05-19 M2 Group Holdings, Inc. Dispensing fluid from an infusion pump system
WO2007038059A2 (en) * 2005-09-26 2007-04-05 M2 Medical A/S Infusion pump with a drive having a ratchet and pawl combination
US8551046B2 (en) 2006-09-18 2013-10-08 Asante Solutions, Inc. Dispensing fluid from an infusion pump system
CN101326675B (zh) * 2005-12-06 2012-06-06 雷沃尔特科技有限公司 双功能空气电极
KR20080083112A (ko) * 2005-12-06 2008-09-16 리볼트 테크놀로지 리미티드 이기능성 공기 전극
US7638216B2 (en) * 2005-12-21 2009-12-29 General Electric Company Fuel cell apparatus and associated method
US20070141440A1 (en) * 2005-12-21 2007-06-21 General Electric Company Cylindrical structure fuel cell
US20070141432A1 (en) * 2005-12-21 2007-06-21 General Electric Company Third electrode frame structure and method related thereto
KR101212369B1 (ko) * 2006-01-05 2012-12-13 에스케이이노베이션 주식회사 리튬 2차 전지 시스템의 냉각구조
US20080240479A1 (en) * 2006-10-03 2008-10-02 Sonic Innovations, Inc. Hydrophobic and oleophobic coating and method for preparing the same
US8846161B2 (en) * 2006-10-03 2014-09-30 Brigham Young University Hydrophobic coating and method
EP2056037A1 (de) * 2007-10-30 2009-05-06 Büchi Labortechnik AG Heizung, Verfahen zum Heizen und Laminarisieren, elektrostatischer Abscheider, Sprühtrockner, Abtrennvorrichtung und Verfahren zum Abtrennen von Partikeln
US8399134B2 (en) 2007-11-20 2013-03-19 Firefly Energy, Inc. Lead acid battery including a two-layer carbon foam current collector
US20090130504A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-21 Robert Van Burdine Electrochemical discharge cell
US20090239132A1 (en) * 2008-03-20 2009-09-24 Excellatron Solid State, Llc Oxygen battery system
DE102008020004A1 (de) 2008-04-21 2009-10-22 Akwa Gmbh Verfahren zur Stromentnahme aus elektrochemischen Zellen mittels Frequenzimpulsen und seine Anwendung in einer Stromquelle
WO2009135030A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Battelle Memorial Institute Metal-air battery
US8309259B2 (en) 2008-05-19 2012-11-13 Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University Electrochemical cell, and particularly a cell with electrodeposited fuel
US7959598B2 (en) 2008-08-20 2011-06-14 Asante Solutions, Inc. Infusion pump systems and methods
WO2010100636A1 (en) 2009-03-03 2010-09-10 Technion Research & Development Foundation Ltd. Silicon-air batteries
KR20170132341A (ko) * 2009-04-30 2017-12-01 유니버시티 오브 플로리다 리서치 파운데이션, 인크. 공기 캐소드 기반의 단일 벽 탄소 나노튜브
KR101119514B1 (ko) * 2009-10-07 2012-02-28 주식회사 이엠따블유에너지 공기 금속 전지 충전 장치, 공기 금속 전지 어셈블리 및 이를 포함하는 공기 금속 전지 충전 시스템
AU2010303211B2 (en) 2009-10-08 2014-06-12 Fluidic, Inc. Rechargeable metal-air cell with flow management system
WO2011061728A1 (en) 2009-11-19 2011-05-26 Technion Research & Development Foundation Ltd. Silicon-air batteries
KR101176995B1 (ko) * 2009-11-19 2012-08-27 한국과학기술연구원 성능이 향상된 아연-공기 연료전지
US8632921B2 (en) * 2010-02-04 2014-01-21 Fluidic, Inc. Electrochemical cell with diffuser
EP3352259B1 (en) * 2010-04-13 2020-03-18 NantEnergy, Inc. Metal-air electrochemical cell with high energy efficiency mode
KR101153715B1 (ko) * 2010-04-16 2012-06-14 주식회사 이엠따블유에너지 공기 금속 전지 충전 장치 및 이를 포함하는 공기 금속 전지 충전 시스템
US20130143133A1 (en) * 2010-05-28 2013-06-06 The University Court Of The University Of St. Andrews Cathode catalyst for rechargeable metal-air battery and rechargeable metal-air battery
EP2586092B1 (en) 2010-06-24 2017-01-04 Fluidic, Inc. Electrochemical cell with stepped scaffold fuel anode
JP5158150B2 (ja) * 2010-08-17 2013-03-06 トヨタ自動車株式会社 金属空気電池用空気極、及び当該空気極を備える金属空気電池
CN102403525B (zh) 2010-09-16 2016-02-03 流体公司 具有渐进析氧电极/燃料电极的电化学电池系统
CA2812405A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Se Cretary Of The Navy Dual-function air cathode nanoarchitectures for metal-air batteries with pulse-power capability
WO2012044283A1 (en) * 2010-09-28 2012-04-05 Empire Technology Development Llc Air cathode tubes for rechargeable metal air batteries
CN102456934B (zh) 2010-10-20 2016-01-20 流体公司 针对基架燃料电极的电池重置过程
CN102013536B (zh) * 2010-10-28 2012-10-24 清华大学 一种液流式锂-空气电池
JP5221626B2 (ja) 2010-10-29 2013-06-26 国立大学法人京都大学 金属空気二次電池用空気極、並びに当該空気極を備える金属空気二次電池用膜・空気極接合体及び金属空気二次電池
JP5908251B2 (ja) 2010-11-17 2016-04-26 フルイディック，インク．Ｆｌｕｉｄｉｃ，Ｉｎｃ． 階層型アノードのマルチモード充電
RU2013132367A (ru) 2010-12-17 2015-01-27 Юниверсити Оф Флорида Рисеч Фаундэйшн, Инк. Окисление и генерирование водорода на углеродных пленках
KR101231676B1 (ko) 2011-01-28 2013-02-08 주식회사 이엠따블유에너지 공기 금속 이차 전지 유닛 및 이를 포함하는 공기 금속 이차 전지 모듈
WO2012111101A1 (ja) * 2011-02-16 2012-08-23 富士通株式会社 空気二次電池
SG193937A1 (en) 2011-04-04 2013-11-29 Univ Florida Nanotube dispersants and dispersant free nanotube films therefrom
EP2528145A1 (en) 2011-05-25 2012-11-28 NIM Energy Power and hydrogen generator
US9214708B2 (en) * 2011-08-05 2015-12-15 Fluidic, Inc. Gas vent for electrochemical cell
US20130115525A1 (en) * 2011-11-04 2013-05-09 Fluidic, Inc. External ptfe layer reinforcement for oxidant electrode
WO2013080968A1 (ja) * 2011-11-29 2013-06-06 日産自動車株式会社 注液式空気電池と注液式空気電池モジュール
WO2013090680A2 (en) 2011-12-14 2013-06-20 Eos Energy Storage, Llc Electrically rechargeable, metal anode cell and battery systems and methods
TW201327978A (zh) * 2011-12-20 2013-07-01 Metal Ind Res & Dev Ct 電能產生裝置及其陰極
JP6011799B2 (ja) 2012-01-27 2016-10-19 日産自動車株式会社 組電池
WO2013139370A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-26 Toyota Motor Europe Nv/Sa Three-dimensional carbon foam-supported electrode for metal-air batteries
JP2013243108A (ja) * 2012-04-23 2013-12-05 Sharp Corp 金属空気電池およびエネルギーシステム
AU2012382382A1 (en) 2012-06-12 2015-01-15 Aquahydrex Pty Ltd Breathable electrode and method for use in water splitting
WO2013185169A1 (en) 2012-06-12 2013-12-19 Monash University Gas permeable electrode and method of manufacture
US8535851B1 (en) 2012-06-19 2013-09-17 ZAF Energy Systems, Incorporated Metal-air battery and gas impermeable anodic conductive matrix
IN2015DN00813A (zh) 2012-07-18 2015-06-12 Aza Holding Pte Ltd
US8454562B1 (en) 2012-07-20 2013-06-04 Asante Solutions, Inc. Infusion pump system and method
EP2706608A1 (en) * 2012-09-11 2014-03-12 Neos Alternatives Inc Fuel and electrical power generating unit
WO2014047137A1 (en) 2012-09-24 2014-03-27 Cornell University Methods, systems, and applications for solar-thermal microfluidic pcr
RU2578196C2 (ru) * 2012-09-28 2016-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "ФМ Лаб" Литий-воздушный аккумулятор и способ его изготовления
AU2013328267B2 (en) * 2012-10-09 2018-06-28 Phinergy Ltd Electrode assembly and method for its preparation
KR101877300B1 (ko) * 2012-10-15 2018-07-11 에스케이이노베이션 주식회사 리튬 공기전지 시스템
WO2014074504A1 (en) 2012-11-06 2014-05-15 Cornell University Carbon dioxide assisted metal-oxygen battery and related method
CN103208641B (zh) * 2012-11-13 2015-02-18 郭建国 电场-膜电极燃料电池堆及其智能均衡电场管理系统
WO2014130698A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-28 Robert Bosch Gmbh Metal/oxygen battery with multistage oxygen compression
CN105556740B (zh) * 2013-02-21 2019-07-02 罗伯特·博世有限公司 具有多级氧气压缩的金属/氧气电池组
KR102031349B1 (ko) * 2013-02-21 2019-10-14 삼성전자주식회사 양극, 이를 포함하는 리튬공기전지, 및 양극의 제조방법
US20140335429A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Zinc Air Fuel Cells, Inc. Alkaline battery with electrolyte gradient
US9457141B2 (en) 2013-06-03 2016-10-04 Bigfoot Biomedical, Inc. Infusion pump system and method
US8728671B1 (en) * 2013-06-05 2014-05-20 ZAF Energy Systems, Incorporated Air electrodes including perovskites
JP6155864B2 (ja) * 2013-06-07 2017-07-05 スズキ株式会社 リチウム空気電池の正極構造及び正極製造方法
US9054394B2 (en) 2013-06-28 2015-06-09 Dynantis Corporation Secondary alkali metal/oxygen batteries
US9561324B2 (en) 2013-07-19 2017-02-07 Bigfoot Biomedical, Inc. Infusion pump system and method
EP2830135A1 (en) 2013-07-26 2015-01-28 NIM Energy Catalyzer body and hydrogen generator device
KR20160040614A (ko) 2013-07-31 2016-04-14 아쿠아하이드렉스 프로프라이어터리 리미티드 기체 확산 전극(들)을 가지는 전기-합성 또는 전기-에너지 전지
JP2017504547A (ja) 2013-11-20 2017-02-09 ユニバーシティー オブ フロリダ リサーチ ファウンデーション，インコーポレイテッドＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｏｆ Ｆｌｏｒｉｄａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ． 炭素含有材料による二酸化炭素の還元
US10569015B2 (en) 2013-12-02 2020-02-25 Bigfoot Biomedical, Inc. Infusion pump system and method
KR101574004B1 (ko) * 2014-01-27 2015-12-02 울산대학교 산학협력단 아연공기 2차 전지 및 이의 제조방법
JP6187793B2 (ja) * 2014-03-27 2017-09-06 日産自動車株式会社 空気電池再生装置、空気電池システム、及び空気電池の再生方法
WO2015145690A1 (ja) * 2014-03-27 2015-10-01 日産自動車株式会社 空気電池再生装置、空気電池システム、及び空気電池の再生方法
JP6305192B2 (ja) * 2014-04-25 2018-04-04 日本協能電子株式会社 空気マグネシウム電池
DE102014208044A1 (de) 2014-04-29 2015-10-29 Mahle International Gmbh Metall-Luft-Batterie
WO2015165993A2 (de) * 2014-04-29 2015-11-05 Mahle International Gmbh Metall-luft-batterie
RU2561566C1 (ru) * 2014-05-20 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет" Способ ввода расходуемого электрода в воздушно-алюминиевый источник тока
WO2016006292A1 (ja) * 2014-07-09 2016-01-14 日本碍子株式会社 金属空気電池用セパレータ付き空気極
US10137246B2 (en) 2014-08-06 2018-11-27 Bigfoot Biomedical, Inc. Infusion pump assembly and method
US9919096B2 (en) 2014-08-26 2018-03-20 Bigfoot Biomedical, Inc. Infusion pump system and method
US9985327B2 (en) * 2014-08-29 2018-05-29 Honda Motor Co., Ltd. Air secondary battery
WO2016044857A1 (en) 2014-09-15 2016-03-24 Powermers Inc. Metal air energy storage device
CN104393371B (zh) * 2014-12-02 2016-08-17 湖南科技大学 一种以固体质子酸为电解质的全固态型铁-空气电池及其制备方法
US9878097B2 (en) 2015-04-29 2018-01-30 Bigfoot Biomedical, Inc. Operating an infusion pump system
KR102409387B1 (ko) * 2015-07-14 2022-06-15 삼성전자주식회사 금속 공기 전지 및 금속 공기 전지의 운전 방법
US10361460B2 (en) * 2015-10-02 2019-07-23 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing lithium batteries having an ultra-high energy density
KR20170056821A (ko) * 2015-11-16 2017-05-24 주식회사 이엠따블유에너지 공기-아연 전지 모듈
CN205122713U (zh) * 2015-11-19 2016-03-30 广州道动新能源有限公司 新一代高倍率锌二次电池
RU2618232C1 (ru) 2015-12-28 2017-05-03 Пауэрмерс Инк. Катод для металло-воздушных источников тока и металло-воздушный источник тока, включающий этот катод
CN108472440B (zh) 2016-01-05 2021-11-09 比格福特生物医药公司 操作多模式药物输送系统
HK1256995A1 (zh) 2016-01-14 2019-10-11 Bigfoot Biomedical, Inc. 药物输送设备、系统和方法中的阻塞解决方案
CN105870467B (zh) * 2016-05-17 2019-01-29 中南大学 一种氧还原La(OH)3/还原氧化石墨烯复合催化剂及其制备方法和应用
JP2019521497A (ja) 2016-07-22 2019-07-25 ナントエナジー，インク． 電気化学セル内の水分及び二酸化炭素管理システム
US11228066B2 (en) 2016-07-22 2022-01-18 Form Energy, Inc. Mist elimination system for electrochemical cells
JP2019530405A (ja) 2016-09-15 2019-10-17 ナントエナジー，インク． ハイブリッド型バッテリシステム
JP6947498B2 (ja) * 2016-10-19 2021-10-13 藤倉コンポジット株式会社 金属空気電池ユニット
BR112019008041A2 (pt) 2016-10-21 2019-07-02 Nantenergy Inc elétrodo de combustível corrugado
US10581061B2 (en) * 2017-01-03 2020-03-03 Phinergy Ltd System and method for metal-air anode renovation
CN107579187A (zh) * 2017-08-29 2018-01-12 易祖成 一种防电解液渗透金属燃料电池
WO2019069139A1 (en) * 2017-10-04 2019-04-11 Alumapower Corporation AIR METAL BATTERY HAVING A ROTARY ANODE / CATHODE ASSEMBLY
JP2021502479A (ja) * 2017-11-07 2021-01-28 ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ レランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティー 電気触媒のための人工肺
CN108054472A (zh) * 2017-12-14 2018-05-18 合肥伏雷科技有限公司 一种空气电极及其制作方法
CN109975706A (zh) * 2017-12-14 2019-07-05 中国科学院大连化学物理研究所 一种氧还原阴极寿命的测试方法
EP3531480A1 (de) * 2018-02-22 2019-08-28 VARTA Microbattery GmbH Elektrode, metall/luft-zelle, verfahren und schichtverbund
CN112805868A (zh) 2018-06-29 2021-05-14 福恩能源公司 金属空气电化学电池构架
CN119481486A (zh) 2018-06-29 2025-02-18 福恩能源公司 滚动膜片密封件
CA3127358A1 (en) 2019-02-01 2020-08-06 Aquahydrex, Inc. Electrochemical system with confined electrolyte
WO2020231718A1 (en) 2019-05-10 2020-11-19 Nantenergy, Inc. Nested annular metal-air cell and systems containing same
CN110176658A (zh) * 2019-05-28 2019-08-27 中国科学技术大学 一种无氧环境中可用的复合锌空气二次电池
CN114207915A (zh) 2019-06-28 2022-03-18 福恩能源公司 金属-空气电池组的设备架构
KR102464074B1 (ko) * 2019-07-10 2022-11-04 후지쿠라 컴퍼지트 가부시키가이샤 액 검지 센서
JP7626475B2 (ja) * 2020-01-15 2025-02-04 サンダージー・インダストリー・カンパニー・リミテッド 複数の電気コネクタを有する燃料電池
WO2021226399A1 (en) 2020-05-06 2021-11-11 Form Energy, Inc. Decoupled electrode electrochemical energy storage system
US11367914B2 (en) 2020-11-06 2022-06-21 ZAF Energy Systems, Incorporated Pouched metal-air battery cells
CN112838300B (zh) * 2021-03-01 2025-06-13 广州鹏辉能源科技股份有限公司 空气电池及空气电池组
CN112952109A (zh) * 2021-03-15 2021-06-11 上海簇睿低碳能源技术有限公司 一种具有双层扩散层的空气电极及其制备方法和应用
US12132211B2 (en) 2021-11-05 2024-10-29 E-Zinc Inc. Systems and methods for air cathodes
WO2023131971A1 (en) * 2022-01-04 2023-07-13 Chakr Innovation Private Limited Electrolyte for a metal-air battery, and a metal-air battery comprising the same
KR20240141800A (ko) 2022-01-28 2024-09-27 폼 에너지 인코퍼레이티드 양면 밀봉형 기체 확산 전극
CN114883703A (zh) * 2022-05-08 2022-08-09 肖雨 以呼吸气体作为正极反应环境的准固态锌基电池制备方法及其应用
CN218333872U (zh) * 2022-06-21 2023-01-17 李勇 等离子进空气卷绕式进出负极板的铝空气电池
CN115632198A (zh) * 2022-11-04 2023-01-20 西安交通大学 一种纽扣式锌-空气燃料电池
GB2631304A (en) * 2023-06-27 2025-01-01 Clean Hydrogen Ltd Hydrogen and Battery Storage

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4009230A (en) * 1971-06-01 1977-02-22 Stark Amsterdam Nv Device for vacuum treatment of liquids by means of a gaseous strip-medium
US3912538A (en) * 1974-01-15 1975-10-14 United Technologies Corp Novel composite fuel cell electrode
US4007059A (en) * 1975-08-20 1977-02-08 General Motors Corporation Electrochemical cell electrode separator and method of making it and fuel cell containing same
DE2549621C3 (de) * 1975-11-05 1980-02-21 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Katalysator für Luftelektroden elektrochemischer Zellen und Verfahren zu seiner Herstellung
NL7607471A (nl) * 1976-07-07 1978-01-10 Electrochem Energieconversie Elektrochemische zink-zuurstof-cel.
US4279979A (en) * 1978-11-09 1981-07-21 The Dexter Corporation Nonwoven fibrous substrate for battery separator
US4248682A (en) * 1979-09-27 1981-02-03 Prototech Company Carbon-cloth-based electrocatalytic gas diffusion electrodes, assembly and electrochemical cells comprising the same
US4262062A (en) * 1980-03-24 1981-04-14 Timex Corporation Metal-air battery with environment control for intermittent high current demand
JPS57105970A (en) * 1980-12-23 1982-07-01 Toshiba Corp Air electrode
US4328287A (en) * 1981-01-23 1982-05-04 Institute Of Gas Technology Gas flow through electrodes
US4377496A (en) * 1981-05-04 1983-03-22 Diamond Shamrock Corporation Gas diffusion electrode and process
JPS58117648A (ja) * 1981-12-29 1983-07-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空気電池
US4524114A (en) * 1983-07-05 1985-06-18 Allied Corporation Bifunctional air electrode
US4562124A (en) * 1985-01-22 1985-12-31 Westinghouse Electric Corp. Air electrode material for high temperature electrochemical cells
US5092976A (en) * 1987-03-02 1992-03-03 Westinghouse Electric Corp. Hydrogel loaded active layer in pressure tolerant gas diffusion electrodes
DE3722019A1 (de) * 1987-07-03 1989-01-12 Varta Batterie Verfahren zur herstellung einer kunststoffgebundenen gasdiffusionselektrode, die einen manganoxidkatalysator der ueberwiegenden zusammensetzung mno(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)o(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)* x mn(pfeil abwaerts)5(pfeil abwaerts)o(pfeil abwaerts)8(pfeil abwaerts) enthaelt
US4894296A (en) * 1987-10-27 1990-01-16 Duracell Inc. Cathode for zinc air cells
US4927718A (en) * 1988-06-21 1990-05-22 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Novel air electrode for metal-air battery with new carbon material and method of making same
US4842963A (en) * 1988-06-21 1989-06-27 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Zinc electrode and rechargeable zinc-air battery
US4957826A (en) * 1989-04-25 1990-09-18 Dreisbach Electromotive, Inc. Rechargeable metal-air battery
EP0454235A1 (en) * 1990-04-24 1991-10-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical recording medium and method of writing, reading and erasing information
US5360680A (en) * 1990-07-19 1994-11-01 Electric Fuel Limited Mechanically rechargeable electric batteries and anodes for use therein
US5143804A (en) * 1991-05-08 1992-09-01 Duracell Inc. Battery assembly
JPH05190180A (ja) * 1992-01-13 1993-07-30 Ngk Insulators Ltd 固体電解質型燃料電池の空気電極体、その製造方法及び固体電解質型燃料電池の製造方法
TW269058B (zh) * 1992-04-29 1996-01-21 Westinghouse Electric Corp
DE69210604T2 (de) * 1992-09-15 1996-09-26 Electric Fuel Ltd Brennstoffbeladungssystem
US5306579A (en) * 1992-10-30 1994-04-26 Aer Energy Resources, Inc. Bifunctional metal-air electrode
RU2040832C1 (ru) * 1992-12-18 1995-07-25 Научно-производственная фирма "РИКО" Газодиффузионный электрод для химического источника тока
US5308711A (en) * 1993-02-09 1994-05-03 Rayovac Corporation Metal-air cathode and cell having catalytically active manganese compounds of valence state +2
US5432022A (en) * 1993-11-12 1995-07-11 Dreisbach Electromotive Inc. Coated cathode for rechargeable metal battery
US5445901A (en) * 1994-03-15 1995-08-29 Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. Zinc-oxygen battery
US5487955A (en) * 1994-03-15 1996-01-30 Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. Cooled zinc-oxygen battery
US5626983A (en) * 1994-07-13 1997-05-06 Rayovac Corporation Zinc anode for reduced environmental hazard LeClanche cell having improved performance
US5733676A (en) * 1995-05-05 1998-03-31 Rayovac Corporation Metal-air cathode can and electrochemical cell made therewith
US5665481A (en) * 1995-11-14 1997-09-09 Northrop Grumman Corporation Metal-air battery

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI505529B (zh) * 2012-02-22 2015-10-21 Nissan Motor Air battery
TWI629827B (zh) * 2012-07-09 2018-07-11 飛奈吉有限公司 用於控制金屬空氣電池組之操作之系統及方法
US10193201B2 (en) 2012-07-09 2019-01-29 Phinergy Ltd. System and method for controlling operation of a metal-air battery
TWI832138B (zh) * 2021-01-14 2024-02-11 三鈦工業有限公司 具多個電連接器的燃料電池

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000044057A1 (en) 2000-07-27
BR0007732A (pt) 2002-04-09
ATE241858T1 (de) 2003-06-15
MXPA01007548A (es) 2003-06-24
AU3213400A (en) 2000-08-07
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CN1338125A (zh) 2002-02-27
CA2360978A1 (en) 2000-07-27
IL144263A0 (en) 2002-05-23
US6127061A (en) 2000-10-03
IL144263A (en) 2005-06-19
RU2236067C2 (ru) 2004-09-10
KR20010101692A (ko) 2001-11-14
JP2002535818A (ja) 2002-10-22
AU760479B2 (en) 2003-05-15
DE60002988D1 (de) 2003-07-03
EP1153448A1 (en) 2001-11-14

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