柔性薄層開放式電化學電池的製作方法
2023-05-26 14:22:36
專利名稱：柔性薄層開放式電化學電池的製作方法
技術領域：
本發明涉及通過將化學能轉成電能而用作電池電源的電化學電池。本發明特別涉及一種用作常規或可充電電池的一次或可充電電化學電池，它使用溼性電解質(如液態)完成化學能向電能的轉換，而且仍然保持柔性薄層及開放的結構。
精巧設計的小型化及可攜帶用電裝置，如蜂窩電話，聲音錄製與播放裝置，手錶，運動與靜止攝像機，液晶顯示器，電子計算器，IC卡，溫度傳感器，助聽器，壓敏蜂鳴器等的不斷增長的發展產生了對其工作所需的精巧薄層電池的不斷增長的需求。因而，存在著對用於電池的可靠薄層電化學電池的需求。
電池可被大致地分成二類，其中第一種電池包括溼性電解質(即液態電池)，而第二種電池包括固態電解質。雖然固態電池具有固有的優點，它們不會幹燥且不會洩漏，但當與液態電池比較時它們有明顯的缺點，這是因為由於其離子通過固體的擴散率受到限制，它們的運行在極大程度上依賴於溫度並且很多只能在升高的溫度下才運行良好；以及由於所述的受到限制的擴散率，使固態電池具有所產生的電能與其潛在化學能之比低的特徵。液態薄層電池典型地包括一個放在一起的正與負活性不可溶材料層，在它們中間插入有隔板，其中隔板用液態電解質溶液浸漬，因而用作電解質液體層。這樣的電池，其一個例子是如Waki等人的美國專利第4,623,598號及Fuminobu等人的日本專利第JP61-55866號所披露的電池，它們必須用一種保護膜密閉以防止液體蒸發，並且因此是封閉的電化學電池。由於是封閉電池，這些電池因為氣體的產生常常在存儲中膨脹，在沒有機械支承的薄層電池中這是一個致命的問題，由積累的氣體施加的壓力導致層的分離，因而使電池不能運行。克服這一問題的方法包括(1)使用聚合物增粘度劑如羥乙基纖維素，用以將電池層粘合(即膠合)在一起，從而克服由於缺乏固體支承所導致的這樣的電池的固有問題，(2)增加汞以防止氣體特別是氫氣的產生。然而聚合物在其效能上受到限制而汞是對環境有害的。
在Kis等人的美國專利第3,901,732號中披露了一種解決上述限制的方法，其中允許在電池中形成的所不希望的氣體排出而防止任何電解質從電池中丟失的氣體可穿透，電解質不可穿透的聚合材料被用作保護膜以便封閉電池。
然而一種防止在液態薄層電池中的所不希望的氣體積累的更直接更有效的方法將提供作為開放電池的這些電池，用來加快氣體排放，同時提供避免液體蒸發及電池乾燥的方法。
因而，對一種電池有廣泛認可的需求，這種電池將是具有很高優勢的具有去除氣體積累及液體蒸發限制的柔性薄層開放式電化學電池。
根據本發明提供一種柔性薄層開放式液態電化學電池，它可作為一次或可充電電源用於各種緊湊設計的小型化及可攜式電源裝置。進一步提供製造這樣一種電池的方法。本發明的柔性薄層開放式電化學電池包括一種溼性電解質，仍然保持柔性的薄的及開放的結構，因此在存儲中沒有氣體的積累。
根據下列所述本發明的最佳實施例中的進一步特徵，電池的構成有不可溶負極的第一層，不可溶正極的第二層及水性電解質的第三層，第三層位於第一與第二層之間，並且電池包括(a)用於保持開放式電池一直溼潤的潮解材料；(b)用於獲得所需離子導電性的電活性可溶材料；以及，(c)用於獲得所需粘度以便將第一和第二層粘附於第一層的水溶性聚合物。
根據所描述的最佳實施例中的更進一步特徵，由電解質層與多孔物質配合在一起。
根據所述最佳實施例中的更進一步的特徵，從由過濾紙，塑料薄膜，纖維素薄膜及布所構成的組中選取多孔材料。
根據所述最佳實施例中更進一步的特徵，不可溶正極的第一層包括二氧化錳粉並且不可溶負極的第二層包括鋅粉。
根據所述最佳實施例中更進一步的特徵，不可溶質負極的第一層和/或不可溶正極的第二層進一步包括碳粉並且電活性可溶材料是從由氯化鋅，溴化鋅，氟化鋅及氫氧化鉀構成的組中所選擇的。
根據所述最佳實施例中更進一步的特徵，不可溶負極的第一層包括氧化銀粉並且不可溶正極的第二層包括鋅粉並且電活性可溶材料是氫氧化鉀。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，不可溶負極的第一層包括鎘粉並且不可溶正極的第二層包括氧化鎳粉而電活性材料是氫氧化鉀。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，不可溶負極的第一層包括鐵粉並且不可溶正極的第二層包括氧化鎳粉及電活性材料是氫氧化鉀。
根據所述最佳實施例中中的更進一步特徵，不可溶負極的第一層及不可溶正極的第二層包括氧化鉛粉，電池通過施加給這二極的電壓來充電並且電活性可溶材料是硫酸。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，潮解材料和電活性可溶材料是同樣的材料並且是從由氯化鋅，溴化鋅，氟化鋅及氫氫化鉀構成的組中所選擇的。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，潮解材料是從由氯化鈣，溴化鈣，磷酸氫鉀及乙酸鉀所構成的組中選取的。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，水溶性的聚合物是從由聚乙烯醇，聚丙烯醯胺，聚丙烯酸，聚乙烯吡咯烷酮，聚環氧乙烷(polyethylenoxide)，瓊脂、瓊脂糖，澱粉，羥乙基纖維素，及其混合物(combinations)與共聚物所構成的組中選擇的。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，水溶性的聚合物及潮解材料是同一材料並且是從由糊精(dextrane)，硫酸糊精(dextranesulfate)，及其混合物和共聚物所構成的組中選擇的。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，電池進一步由端子構成，每一個端子是與第一和第二極層之一電接觸的。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，端子由石墨或一種金屬構成。
根據所述最佳實施例中的進一步特徵，這種金屬是從由鐵，鎳，鈦，銅，不鏽鋼及其混合物組成的組中選取的，並且通過適合的印刷技術如絲印刷(silk print)、膠板印刷、噴射印刷(jet print)、疊層、材料蒸發或粉末分散但不限於此的印刷技術將端子施加於電池。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，電池進一步由至少一個導電層構成，它改善第一和第二極層的至少之一的電子傳導性。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，導電層從石墨紙及碳布構成的組中所選取。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，電池進一步由一外部層構成，它是從由粘附墊片(backing)層，疊層保護層及粘附墊片層與疊片保護層的組合所構成的組中選擇的。
根據所述最佳實施例中所述的更進一步特徵，提供一個由具有如上所述特徵的至少二個電池所構成的電源，這些電池在從頭到尾方向以雙極連接方式被連接。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，由一粘合劑連接，粘合劑是從由導電雙面膠帶和導電膠合層構成的組中選取的。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，電池的構成有不可溶負極的第一層，不可溶正極的第二層及水性電解質的第三層，第三層放在第一與第二層之間，並且包括(a)用於獲取所需粘度以便將第一和第二層粘附於第三層並用於獲取所需吸溼性以便使開放電池一直保持溼潤的水溶性的聚合物；以及(b)用於獲取所需離子導電性的電活性可溶材料。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，製造柔性薄層開放式液態電化學電池的方法的構成步驟有(a)用包含潮解材料、電活性可溶材料、及水溶性的聚合物的水溶液潤溼具有第一面和第二面的多孔物質；(b)向第一面提供一個負極層；並且(c)在第二面提供一正極層。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，潤溼是通過浸漬或印刷技術來進行的。
根據所述最佳實施例中的更進一步特徵，負及正極層包括活性不可溶粉末材料，這些材料與潮解材料、電活性可溶材料及水溶性的聚合物材料混合在一起，通過印刷技術來提供正極與負極層。
本發明通過提供一種柔性薄層開放式電化學電池成功地指出了(adress)現在已知構造的缺點，該電化學電池在存儲中不積累氣體，通過使用用於使其一直溼潤的潮解材料及用於獲取所需粘度以便將極層粘附於含水電解質層的水溶性的聚合物，該電池仍能保持溼潤和完整。該電池的進一步特性包括不具有剛性外殼因而是薄輕及柔性的並可以以任何尺寸，形狀，色彩及所施加的圖案來製造，因此它適於各種應用；具有成本效率；由對環境及人類有益的材料製造；並且通過粘附墊片自我粘附。
本發明這裡是只通過例子並參照附圖來描述的，其中
圖1是根據本發明技術的柔性薄層開放式電化學電池的基本構造的透視圖；圖2是一個柔性薄層開放式電化學電池的另一種可能構造的透視圖；圖3a及3b是由通過圖1與圖2的二個電池雙極連續形成的電源的二種可能構造之透視圖，圖4是代表根據本發明的柔性薄層開放式電化學電池電壓的曲線圖，它是在室溫下由電壓計測量的，是時間的函數。
本發明是一柔性薄層開放式電化學電池，它可用作用於各種緊湊設計的小型化或可攜式電源裝置的一次或可充電電源。本發明的柔性薄層開放式電化學電池包括一溼性電解質，並保持柔性、薄的和開放構造，因而沒有在存儲中的氣體積累。
根據本發明的一種柔性薄層開放式電化學電池的原理與操作通過參照附圖及附帶的描述更好理解。
現在參照附圖，圖1示出本發明的柔性薄層開放式電化學電池，一般由10代表。電池10包括三個層如下，不可溶負極的第一層14，不可溶正極的第二層16及含水電解質的第三層12。如在這一文獻中所使用的，在放電的負極上發生氧化，而正極上發生還原。含水電解質層12包括用於使開放電池10一直保持溼潤的一個潮解(即吸溼)材料；一種用於獲所需離子導電性的電活性可溶材料；以及用於獲得所需粘度以便將極層14與16粘附到含水電解質層12上的水溶性的聚合物。下面是開放電池10的操作中的層14，16及12的每一個的更詳細描述。
含水電解質層12典型地包括多孔不溶物質，如過濾紙，塑料薄膜，纖維素薄膜，布等，但不限於此，通過一種包含三種成分的水溶液來潤溼多孔物質，這三種成分是，潮解材料，電活性可溶材料，及水溶性聚合物。
潮解材料是吸溼的，它使電池10一直保持水分。在開放電池10中的溫度水平可以依賴於潮解材料的選擇，其濃度及空氣溼度而變化。適當的潮解材料包括，但不限於此，氯化鈣，溴化鈣，磷酸氫鉀，乙酸鉀及其混合物。
電活性可溶材料是根據構成負極與正極的材料而選擇的。適於本發明的常用電活性可溶材料表包括例如用於各種一次電池的氯化鋅，溴化鋅及氟化鋅以及用於可充電電池的氫氧化鉀和硫酸。
水溶性聚合物用作一種粘合劑將極層14與16粘合(即膠合)到含水電解質層12上。許多種聚合物都是適合的，例如聚乙烯醇，聚丙烯醯胺，聚丙烯酸，聚乙烯吡咯烷酮，聚環氧乙烷，瓊脂，瓊脂糖，澱粉，羥乙基纖維素及其混合物和共聚物。
負極與正極層14與16的每一個包括一種適當的(分別是負的或正的)活性不可溶粉末材料與一種類似於上述溶液的水溶液的混合，這種水溶液包括潮解材料，電活性材料，及水溶性聚合物。
對於那些熟知本領域的人是清楚的，電活性可溶材料應不變化，潮解材料與水溶性聚合物在後一種溶液中按另一種方式選擇，換句話說，電活性可溶材料在所有三種層12，14及16中應保持相同，而潮解材料與水溶性聚合物根據特殊應用可在層間變化。
對用於負極層14及正極層16的活性粉末材料與相配合的電活性可溶材料的適當選擇如下列例子中所示範的那樣提供了柔性薄層電池10，它可用作電源(即電池)，電池10是開放的因而在存儲中不積累氣體，而且潮解材料的吸溼性保證了電池10雖然開放但一直溼潤。在負極層14及正極層16中要使用的適當的材料對包括，二氧化錳/鋅，氧化銀/鋅，鎘/氧化鎳，及鐵/氧化鎳但不限於此，(二氧化錳與氧化銀與本領域中已知的一種導電碳粉任意混合)。
熟知本領域的人很清楚一種單個材料可以既作用為潮解材料又作用為電活性可溶材料。然而這樣一種材料應獲得適當的電活性及吸溼特徵。這種適當材料包括氯化鋅及溴化鋅，但不限於此。
熟知本領域的人也很清楚，一種單個材料既可作用為潮解材料也可作用為水溶性聚合物。然而，這樣一種材料應獲得適當吸溼性及粘附性。這種類型的適當材料包括糊精，糊精硫酸及其混合物及共聚物，但不限於此。
在圖1中出現並在上面描述的三個層12，14及16可被製成薄的並是柔性的，因而電池10是柔性的並約在0.5-1.5mm(毫米)薄。用適當的印刷技術製造電池10是目前優先選用的，下面將進一步詳述。適當的印刷技術包括，但不限於此，絲印刷、膠板印刷，噴射印刷，材料蒸發，及粉末分散。
另一個可能構造在示出電池的圖2中示出，電池一般由20代表。同電池10一樣，電池20也包括形成基礎電池的層12，14及16(條區域)。電池20進一步包括附加的一個或兩個導電層22和24，來改善負極層14和/或正極層16的導電性。適當的導電層是石墨紙，碳布等。電池20也包括負端子26和正端子28，端子26和28或是與對應的極層14或16分別電接觸，或是與對應的導電層22與24分別電接觸，或是都與二者電接觸。端子26或28是由任何適當材料製成的如石墨或金屬如鐵、鎳、鈦、銅、不鏽鋼及其混合物，但不限於此，並且它們最好通過如上述所列出的適當的印刷技術被提供給電池20，端子26和28被用於將電池20電連接到一個例如為電源裝置的負載上。端子26和28可以置於電池20的任何所希望部位，可以獲得任何適當形狀或尺寸並且，依賴於特殊應用，端子26和28可從電池20的表面突出。電池20可進一步包括至少一個置於外部的粘附墊片，使得可以將電池20連接到各個表面，和/或至少一個置於外部的疊片保護層30以便物理地保護所有其它層。
圖3a-b中還示出了另一個構造。在圖3a中示出了二個或更多電池10，或如圖3b所示的電池20，它們可通過雙極連接而電連接以便分別疊加地增加由此形成的電源40與50所獲得的電能。為此目的，二個或更多電池如圖3a-b中所指出的通過層22、14、12、16及24的排列，由一導電雙面膠帶或由例如一種適當印刷技術所提供的導電膠合層42在頭到尾方向上互相粘附，使得在相鄰電池間可通過電子。很清楚，電源40和/或50可進一步包括置於外部的類似於圖2表面29的粘附墊片和/或置於外部的類似於圖2中層30的疊片保護層。進一步很清楚的是，電源40和50可包括分別類似圖2中端子26與28的負或正端子。
本發明進一步包括製造類似於上述電池的一種柔性薄層開放式液態電化學電池的方法，該方法包括的步驟有(a)用含有潮解材料，電活性可溶材料及水溶性聚合物的水溶液潤溼一多孔物質，可用浸漬與印刷技術之一取得潤溼；(b)向該多孔物質的一面提供負極層；並且(c)向多孔物質的第二面提供正極層。負極與正極層包括活性不可溶粉末物質，該物質與最好是同(a)中一樣類型的潮解材料，電活性可溶材料及水溶性聚合物混合在一起，並最好是使用從上面列出的例子中選擇的適當印刷技術來提供。
這個方法可進一步包括向電池加上附加的層和部件，如裝於外部的粘附墊片和/或疊片保護層，以及負的和正的端子，但不限於此。還有該方法可進一步包括例如用導電雙面膠帶或例如由適當印刷技術提供的導電膠合層來進行的二個或更多電池的雙極接合，以便形成具有增加的能量(如大約二倍，三倍等)的電源。根據本發明可通過將兩個或多個預製電池以頭尾方向接合在一起進行這樣的雙極接合，或換種方法，最好使用如上述的適當印刷技術，通過一個接一個地提供適當層直接製造由此被定向的兩個或多個電池。
本發明的柔性薄層開放式電化學電池具有一個超過以前工藝薄層電池的主要優點。由於它是開放的電池，它在存儲中不會積累氣體，通過使用用於保持它一直溼潤的潮解材料及用於獲取所需粘度用以將極層粘附於含水電解質層的水溶性聚合物，它仍然保持溼潤及完整。
本發明的柔性薄層開放式電化學電池具有其他特性如下。首先，它沒有剛性外殼，因而它是薄輕的和柔性的並可以任何尺寸，形狀，彩色及所提供圖案來製造，因此它適於各種應用。第二，通過對它的製造使用一種適當印刷技術，它的成本被降低並且因而它在使用之後可以被處理，這部分是因為可製造大的薄片並接於印刷之後被切成任何所期望的尺寸而且部分是因為這種技術固有的成本效益。第三，它較好地是由對環境及人類有益的材料製成(它最好的是不含汞或重金屬)。以及最後，它可以通過粘附墊片自粘而被製造。
現在參考帶有上面的描述的下列例子來說明本發明。製備一種溶液，它在1.2ml(毫升)水中包含120mg(毫克)聚乙烯醇(一種水溶性聚合物)及1680mg的氯化鋅(一種潮解材料及一種電活性可溶材料)。這個溶液具有象膠一樣的粘稠狀態。通過印刷或浸漬技術，一種4.5cm(釐米)×7cm的過濾紙條完全被這種溶液所溼潤。製備300mg鋅粉與上述溶液的混合物並將其印刷在紙條的一面上用作負極層。在另一面被印製的是250mg二氧化錳和50mg的導電碳粉與上述溶液的混合物，用作正極層。當用二面作電接觸並且在一負載上連接時測量電流。在1.7÷1.2伏電壓下每cm2(平方釐米)12微安的電流在室溫下可容易地連續保持五天。製備如上面例1中所述的開放電池並連到一個伏特計上。如圖4所示，在室溫下由電池產生的電壓的測量揭示了被維持連續9天的1.7÷1.2伏的顯著(pronounced)電壓。製備一飽和氫氧化鉀溶液並通過與水溶性聚合物混合使其具有膠的粘性。用這種溶液完全潤溼多孔物質(如濾紙)並將溶液與氧化鎳粉的混合物塗在多孔物質的一面上以形成正極層，並且，將與鎘粉的類似混合物塗在多孔物質的另一面以形成負極層，通過將伏特計連到二面可測到1.2伏電壓並且當二個層在一負載上接觸時測量到高電流。電池在開放狀態不會幹燥並可在希望的時候再充電。製備如例3同樣的氫氧化鉀溶液，並且用它潤溫多孔物質。在多孔物質的一面上塗上溶液與鋅粉的混合物以形成負極層並且將溶液與氧化銀粉的類似混合物塗在多孔物質的另一面上以形成正極層，如果希望的話氧化銀粉可含一些碳粉。通過將伏特計連到二個面上測量到1.2伏電壓並且當二個層在一個負載上接觸時測到顯著電流。電池在開放狀態不乾燥並且如果希望的話可再充電。製備同例3一樣的氫氧化鉀溶液並且用它潤溼多孔物質。將溶液與鋅粉的混合物塗在多孔物質的一面上以形成負極層並且將溶液與二氧化錳粉的類似混合物塗在多孔物質的另一端以形成正極層，如果希望的話二氧化錳粉可含一些碳粉。將伏特計連到二面上測得1.5伏電壓並且當二個層與一負載連接時測得顯著電流。電池在開放狀態不乾燥。對這樣形成的電池再充電是困難的。製備同例3一樣的氫氧化鉀溶液並且用它潤溼多孔物質。用氧化鎳粉與溶液的混合物塗在多孔物質的一面上以形成正極層並且用溶液與鐵粉的類似混合物塗在多孔物質的另一面上以形成負極層。通過將伏特計連在二面上測量到0.9伏的電壓並當二個層在一負載上相接觸時測量到一電流。電池在開放狀態不乾燥並且如果希望的話可以再充一些電是可能的。製備30％的硫酸溶液並通過與水溶性聚合物混合具有膠的粘度。用此溶液完全潤溼多孔物質(如濾紙)並且用該溶液與氧化鉛的混合物塗在多孔物質的二個面上。將二個面連到一電源上並且提供高於2伏的電壓以此為電池充電。可重複充電與放電循環而電池在開放狀態不乾燥。
雖然用有限數目的實施例描述了本發明但應認識到可進行本發明的許多變化，修改及其它應用。
權利要求
1.一種柔性薄層開放液態電化學電池，包括不可溶負極的第一層，不可溶正極的第二極及含水電解質的第三層，所說第三層位於所說第一層和第二層之間並包括(a)用於保持開放電池一直溼潤的潮解材料；(b)用於獲取所需離子導電性的電活性可溶材料；以及(c)用於獲取將所說第一和第二層粘於所說第一層所需粘度的水溶性聚合物。
2.如權利要求1所述的電池，其中所說電解質層與多孔物質結合在一起。
3.如權利要求2所述的電池，其中所述多孔物質從由濾紙，塑料薄膜，纖維素薄膜及布構成的組中選出。
4.如權利要求1所述的電池其中所說不可溶正極第一層包括二氧化錳粉和所說不可溶負極第二層包括鋅粉。
5.如權利要求4所述的電池，其中所說不可溶負極第一層進一步包括碳粉。
6.如權利要求4所述的電池，其中所說不可溶正極第二層包括碳粉。
7.如權利要求4所述的電池，其中所說電活性可溶材料是從由氯化鋅、溴化鋅、氟化鋅及氫氧化鉀構成的組中選取的。
8.如權利要求1所述的電池，其中所說不可溶負極的第一層包括氧化銀粉而所說不可溶正極的第二層包括鋅粉。
9.如權利要求8所述的電池，其中所說電活性可溶材料是氫氧化鉀。
10.如權利要求1所述的電池，其中不可溶負電極的第一層包括鎘粉而所說不可溶正電極的第二層包括氧化鎳粉。
11.如權利要求10所述的電池，其中所說電活性可溶材料是氫氧化鉀。
12.如權利要求1所述的電池，其中所說不可溶負電極的第一層包括鐵粉而不可溶正電極的第二層包括氧化鎳粉。
13.如權利要求12所述的電池，其中所說電活性可溶材料是氫氧化鉀。
14.如權利要求1所述的電池，其中不可溶負極層的第一層及所說不可溶正極的第二層包括氧化鉛粉，電池通過施加給所說電極的電壓來充電。
15.如權利要求14所述的電池，其中所說電活性可溶材料是硫酸。
16.如權利要求1所述的電池，其中所說潮解材料和所說電活性可溶材料是同一材料。
17.如權利要求16所述的電池，其中所說同樣材料是從由氯化鋅、溴化鋅，氟化鋅及氫氧化鉀構成的組中選取的。
18.如權利要求1所述的電池，其中所說潮解材料是從由氯化鈣、溴化鈣、磷酸氫鉀及乙酸鉀構成的組中選擇的。
19.如權利要求1所述的電池，其中所說水溶性聚合物是從聚乙烯醇，聚丙烯醯胺，聚丙烯酸，聚乙烯吡咯烷酮，聚環氧乙烷，瓊脂，瓊脂糖，澱粉，羥乙基纖維素及其混合物和共聚物構成的組中選取的。
20.如權利要求1所述的電池，其中水溶性聚合物及所說潮解材料是同樣材料。
21.如權利要求1所述的電池，其中所說同樣材料是從由糊精，硫酸糊精及其混合物和共聚物構成的組中選擇的。
22.如權利要求1所述的電池，其進一步包括端子，所說端子的每一個與所說第一和第二極層之一電接觸。
23.如權利要求22所述的電池，其中所說端子是由金屬構成的。
24.如權利要求22所述的電池，其中所說端子是由石墨構成的。
25.如權利要求23所述的電池，其中所說金屬是以由鐵，鎳，鈦，銅，不鏽鋼及其混合物構成的組中選取的，並且所說端子是通過一種印刷技術加在電池上。
26.如權利要求1所述的電池，其進一步包括至少一個導電層改進所說第一極層與第二極層至少之一的導電性。
27.如權利要求26所述的電池，其中所說導電層是從由石墨紙和碳布構成的組中選取的。
28.如權利要求1所述的電池，其進一步包括一個外部層，它是以由一個粘附墊片層，一個疊片保護層及粘附墊片層與疊片保護層的組合所構成的組中選取的。
29.一種供電電源，包括兩個如權利要求1所述的電池，成首尾連接的雙極性連接。
30.如權利要求29所述的供電電源，其中所說連接是由一粘附劑進行的，粘附劑是從由導電雙面膠帶及導電膠合層所構成的組中選取的。
31.如權利要求30所述的電源，其中所說導電雙面膠帶及所說導電膠合層是通過印刷技術施加的。
32.一種柔性薄層開放式液態電化學電池，包括有不可溶負極的第一層，不可溶正極的第二層及含水電解質的第三層，其中所說第三層位於所說第一和第二層之間並包括(a)用於獲取所需粘度以便將所說第一和第二層粘附到所說第三層以及用於獲取所需吸溼性以便使開放電池一直保持溼潤的水溶性聚合物；和(b)用於獲得所需離子導電性的電活性可溶材料。
33.製造柔性薄層開放液態電化學電池的方法，包括步驟有(a)用包含潮解材料，電活性可溶材料及水溶性聚合物的水溶液潤溼具有第一面和第二面的多孔材料；(b)向所說第一面施加負極層；(c)向所說第二面施加極層。
34.如權利要求33所述的方法，其中所說潤溼是使用浸漬技術進行的。
35.如權利要求33所述的方法，其中所說潤溼是通過印刷技術進行的。
36.如權利要求33所述的方法，其中所說負極層和正極層包括與所說潮解材料，電活性可溶材料及水溶性聚合物混合的活性不可溶粉末材料。
37.如權利要求36所述的方法，其中是通過印刷技術來進行所說負極層及正極層的所說施加。
全文摘要
一種柔性薄層開放式液態電化學電池(10),它可用作一次或可充電電源用於各種精巧設計的小型化及可攜式電源裝置。電池(10)包括一種溼性電解液,還保持有柔性,薄的並開放的結構,因而在存儲中沒有氣體的積累。電池的構成有:不可溶的負極的第一層(14),不可溶的正極的第二層(16)及電解水溶液的第三層(12),第三層(12)放置於第一層(14)與第二層(16)之間並包含用於保持開放電池(10)一直溼潤的潮解材料;用於獲得所需離子導電性的電活性可溶材料;及用於獲取所需粘度以便將第一層(14)和第二層(16)粘附於第一層(14)的水溶性的聚合物。本發明的電化學電池(10)最好使用適當的印刷技術來製造。
文檔編號H01M10/00GK1207703SQ96199737
公開日1999年2月10日 申請日期1996年11月29日 優先權日1995年12月20日
發明者茲維·尼特贊 申請人:帕沃·派伯有限公司