多孔鹼性鋅/氧化錳電池的製作方法
2023-05-26 17:46:21
專利名稱：多孔鹼性鋅/氧化錳電池的製作方法
技術領域：
本發明涉及電池。
電池，如鹼性電池，通常被用作電源。一般地，鹼性電池具有陰極、陽極、隔板和電解溶液。陰極通常由二氧化錳、碳顆粒和粘結劑形成。陽極由包括鋅顆粒的凝膠形成。隔板通常設在陰極和陽極之間。分散在整個電池中的電解溶液可以是氫氧化物溶液。
本發明涉及如鹼性電池這樣的電池，其具有多孔陰極和多孔陽極。這些電池具有好的特性。例如，這些電池能以例如至少等於電池容量(單位為安培-小時)被在1小時內全部放電所對應的放電率的高放電率進行高能輸出。電池有各種工業標準規格，如AA、AAA、AAAA、C或D。
一方面，本發明提供一種電化學電池，其具有陰極、陽極和設在陰極和陽極之間的隔板。陰極包括二氧化錳，陽極包括鋅顆粒。陰極的孔隙率約為21％至28％，以及陽極的孔隙率為每立方釐米的陽極體積約有2克至2.45克鋅顆粒，所述陽極體積被固體或液體材料填充。陰極的孔隙率是指未被固體，如二氧化錳、碳顆粒和粘結劑，所填充的相對陰極體積。
另一方面，本發明提供一種電化學電池，其具有陰極、陽極和設在陰極和陽極之間的隔板。陰極包括二氧化錳，陽極包括鋅顆粒。陰極的孔隙率為約26％，陽極的孔隙率為每立方釐米的陽極體積約有2克至2.45克鋅顆粒。
再一方面，本發明提供一種電化學電池，其具有陰極、陽極和設在陰極和陽極之間的隔板。陰極包括二氧化錳，陽極包括鋅顆粒。陰極的孔隙率為約24％至26％，陽極的孔隙率為每立方釐米的陽極體積約有2.15克至2.3克鋅顆粒。
在一些實施例中，隔板包括無紡非隔膜材料和沿第一材料表面設置的第二無紡非隔膜材料。在這些實施例中，隔板可以沒有隔膜層和設在無紡非隔膜材料之間的粘接層。隔膜材料是指具有約小於0.5微米的平均孔尺寸的材料，而非隔膜材料是指具有至少約為5微米的平均孔尺寸的材料。
在某些實施例中，陰極包括具有約小於20微米的平均顆粒大小的非合成、無膨脹的石墨顆粒，所述顆粒大小用SympatecHELIOS分析器測量。對於給定的石墨顆粒樣品，平均顆粒大小是該樣品的一半體積具有較小顆粒大小的顆粒大小。
「非合成石墨顆粒」是指不使用工業或化學廠石墨化處理而製備的石墨顆粒。
「無膨脹石墨顆粒」是指不經過工業或化學廠的膨脹處理的石墨顆粒。
在一些實施例中，與電解溶液的量相比，電化學電池具有相當少量的二氧化錳和/或鋅顆粒。例如，二氧化錳與電解溶液的重量比約為2.2至2.9，鋅顆粒與電解溶液的重量比約為0.9至1.25。這些重量比是根據分散到整個陰極、陽極和隔板中的電解溶液的量來計算的。
電池可以是AA或AAA電池，根據cc光電測試、1瓦特持續放電測試、二分之一瓦特持續放電測試、脈衝測試、二分之一瓦特rm測試和/或四分之一瓦特rm測試來測試時，其具有好的結果。以下來描述這些測試。
通過優選實施例的描述，本發明的其它特徵和優點將更加明顯。
附圖
是電池的斷面圖。
優選電池是鹼性電池，其具有包括二氧化錳的陰極和包括鋅顆粒的陽極。陰極的孔隙率約為21％至28％，陽極的孔隙率為每立方釐米的陽極體積約有2克至2.45克鋅顆粒。
參考附圖，示出電池10，其具有陰極12、陽極14、隔板16、與陰極12的外徑接觸的外壁18、和絕緣層26。電池10還包括穿過密封件22並通入陽極14的陽極集電器20。陽極集電器20的上端被連接到作為電池10的負極外部端子的負極端帽24上。絕緣層26可由非導電材料形成，如熱收縮型塑料。另外，電解溶液分散到整個電池10中。
陰極12可由電池陰極中使用的任何標準材料形成。通常，陰極12由二氧化錳、碳顆粒形成，有時可加入粘結劑。
在一些實施例中，陰極12可以是單個材料片。可替換地，陰極12可以由互相堆疊的多個陰極片形成。在任一情況下，陰極片可通過首先混合二氧化錳、碳顆粒製成，有時可加入粘結劑。對於其中使用多個片的實施例中，混合物被壓制形成所述片。使用標準工藝將片置於電池10中。例如，在一個工藝中，在電池10的中心腔內放置一個芯棒，接著用衝壓對最頂部的片加壓。當使用該方法時，壁18的內部具有沿壁18圓周隔開的一個或多個豎直的脊。這些脊有助於將陰極12保持在電池10的位置中。
在其中陰極12是由單個片形成的實施例中，可直接將粉末放置在電池10中。將一個固定環放置到位，擠壓棒通過該環，壓實該粉末並形成陰極12。
在某些實施例中，導電材料層設在壁18和陰極12之間。該層沿壁18的內表面，或沿陰極12的外部圓周，或沿上述兩種方式設置。通常，該導電層是由碳素物形成的。這樣的材料包括LB1000(Timcal)、Eccocoat 257(W.R.GraceCo.)、Electrodag109(Acheson Industries，Inc.)、Electrodag 112(Acheson)和EB0005(Acheson)。應用導電層的方法被公開在，如，加拿大專利No.1，263，697中，在此引入其用於參考。
當通過衝壓處理將陰極12放置在電池10中時，在壁18和陰極12之間設置導電層可減少用於將片放置到電池10中的壓力量。從而，可使得陰極12的孔隙率相當高而不會引起片被壓碎或形成裂紋。但是，如果陰極12的孔隙率太低，不足量的電解液被分散到陰極12中，使得電池10的效率下降。因此，陰極12應當具有約21％至約28％的孔隙率，更好約為25％至27％，最好約為26％。
當製備陰極12時，可使用用於陰極的任何形式的二氧化錳。所述二氧化錳的分銷商包括Kerr McGee，Co.，Broken HillProprietary，Chem Metals，Co.，Tosoh，Delta Manganese，MitsuiChemicals和JMC。
在某些實施例中，陰極12約有8.9克至9.8克二氧化錳。在這些實施例中，陰極12優選包括約9.3克至9.8克的二氧化錳，更優選約為9.4克至9.65克的二氧化錳，最優選約為9.45克至9.6克的二氧化錳。
在其它實施例中，陰極12優選包括約4克至4.3克的二氧化錳，更優選約為4.05克至4.25克的二氧化錳，以及最優選約為4.1克至4.2克的二氧化錳。
在其中陰極12包括碳顆粒的實施例中，碳顆粒可以是電池的陰極中使用的任意標準碳顆粒。顆粒大小僅由陰極12的尺寸限定。其可以是合成的或非合成的，並且其可以是膨脹的或無膨脹的。在某些實施例中，碳顆粒是非合成的、無膨脹的石墨顆粒。在這些實施例中，石墨顆粒優選具有約小於20微米的平均顆粒大小，更優選約為2微米至12微米，最優選約為5微米至9微米，其用Sympatec HELIOS分析器測量。非合成的、無膨脹的石墨顆粒可通過如Brazilian Nacional de Grafite(Itapecirica，MG Brazil)獲得。
陰極12中的碳顆粒量應當足夠高以改善陰極12的導電性，同時對電池10的電容量具有最小的影響。在一些實施例中，陰極12包括約為4至10重量百分比的碳顆粒，更優選約為5至9重量百分比的碳顆粒，最優選約為6至8重量百分比的碳顆粒。這些重量百分比對應於電解溶液沒有分散到陰極12中時的情況。
在一些實施例中，陰極12還包括粘結劑。用於陰極12的粘結劑的例子包括聚乙烯粉末、聚丙烯醯胺、波特蘭水泥和碳氟樹脂，如PVDF和PTFE。在某些實施例中，陰極12包括以cathyleneHA-1681(Hoescht)商品名出售的聚乙烯粘結劑。
當陰極12包括粘結劑時，粘結劑優選的組成約為小於陰極12的1個重量百分比，更優選約為陰極12的0.1至0.5重量百分比，最優選約為陰極12的0.3重量百分比。這些重量百分比對應於電解溶液沒有分散到陰極12中的情況。
陰極12可包括其它添加劑。這些添加劑的例子被公開在美國專利No.5，342，712中，在此引入其以作參考。在一些實施例中，陰極12優選包括約0.2至2重量百分比的TiO2，更好約為0.8重量百分比的TiO2。
陽極14可由電池陽極中使用的任何標準鋅材料形成。通常，陽極14是由包括鋅金屬顆粒的鋅凝膠、膠化劑和少量添加劑如汽化抑制劑形成。另外，部分電解溶液分散到整個陽極14中。
如果陽極14的孔隙率太高，陽極14中的鋅量減少，其使得電池10的容量下降。然而，如果陽極14的孔隙率太低，不足量的電解液分散到陽極14中。因此，在某些實施例中，陽極14優選為每立方釐米的陽極約有2克至2.45克鋅顆粒，更優選的孔隙率為每立方釐米的陽極約有2.1克至2.35克鋅顆粒，最優選的孔隙率為每立方釐米的陽極約有2.15克至2.3克鋅顆粒。
在一些實施例中，陽極14優選包括約為3.7至4.25克鋅顆粒，更優選約為3.8至4.15克鋅顆粒，以及，最優選約為3.9至4.05克鋅顆粒。
在其它實施例中，陽極14優選包括約為1.5至1.9克鋅顆粒，更優選約為1.55至1.85克鋅顆粒，以及，最優選約為1.65至1.75克鋅顆粒。
在某些實施例中，陽極14優選包括約為64至76重量百分比的鋅顆粒，更優選約為66至74重量百分比的鋅顆粒，以及最優選約為68至72重量百分比的鋅顆粒。這些重量百分比對應於電解溶液已分散到陽極14中的情況。
用於陽極14中的膠化劑包括聚丙烯酸、接枝澱粉、聚丙烯酸鹽、聚丙烯酸酯、羧甲基纖維素或其混合物。這樣的聚丙烯酸的例子是Carbopol 940(B.F.Goodrich)和Polygel 4P(3V)，接枝澱粉材料的例子是Waterlock A221(Grain Processing Corporation，Muscatine，lA)。聚丙烯酸鹽的例子是CL15(Allied Colloids)。在一些實施例中，陽極14優選包括約為0.2至1重量百分比的總膠化劑，更優選約為0.4至0.7重量百分比的總膠化劑，最優選約為0.5至0.6重量百分比的總膠化劑。這些重量百分比對應於電解溶液已分散到陽極14中的情況。
汽化抑制物可以是無機材料，如鉍、錫、鉛和銦。可替換地，汽化抑制物也可以是有機化合物，如磷酸酯、離子型表面活性劑、或非離子型表面活性劑。離子型表面活性劑的例子公開在如美國專利No.4，777，100中，在此將引入其以作參考。
隔板16可以是用於電池隔板的任何常規設計。在一些實施例中，隔板16由兩層無紡非隔膜材料形成，其中一層沿另一層的表面布置。為了使得隔板16的體積最小同時提供高效電池，每層無紡非隔膜材料具有每平方米約54克的基本重量、乾燥時約5.4密爾的厚度，以及潮溼時約10密爾的厚度。在這些實施例中，隔板優選在無紡非隔膜層之間不包括隔膜材料層或粘接層。通常，這些層基本沒有填料，如，無機顆粒。
在其它實施例中，隔板16包括具有無紡材料層的玻璃紙層。隔板還包括無紡材料的附加層。玻璃紙層與陰極12或陽極14鄰接。最好，無紡材料包含約78至82重量百分比的PVA以及約18至22重量百分比具有少量表面活化劑的人造纖維。這樣的無紡材料通過商品名PA36可從PDM獲得。
分散在整個電池10中的電解溶液可以是電池中使用的任何常規電解溶液。典型地，該電解溶液為氫氧化物水溶液。這些氫氧化物水溶液包括如氫氧化鉀溶液和氫氧化鈉溶液。在一些實施例中，該電解溶液是包括約33至38重量百分比氫氧化鉀的氫氧化鉀水溶液。
在某些實施例中，電池10優選包括約3.4克至3.9克電解溶液，更優選約為3.45至3.65克電解溶液，以及，最優選約為3.5至3.6克電解溶液。
在其它的實施例中，電池10優選包括約1.6至1.9克電解溶液，更優選約為1.65至1.85克電解溶液，最優選約為1.7至1.8克電解溶液。
電池可以是AA或AAA電池，根據cc光電測試、1瓦特持續放電測試、二分之一瓦特持續放電測試、脈衝測試、二分之一瓦特rm測試和/或四分之一瓦特rm測試來測試時，其具有好的結果。以下來描述這些測試。
電池10可以是AA電池，根據cc光電測試(下面將描述)測試時，其具有好的結果。例如，根據cc光電測試當放電至1伏時，所述AA電池可給出至少150個脈衝、至少約175個脈衝、至少約185個脈衝、或至少約200個脈衝。根據cc光電測試當放電至0.8伏時，所述AA電池可給出至少350個脈衝、至少約375個脈衝、至少約385個脈衝、或至少約400個脈衝。
電池10可以是AA電池，根據1瓦特持續放電測試(下面將描述)測試時，其具有好的結果。例如，根據1瓦特持續放電測試當放電至1伏時，所述AA電池可給出至少約0.6小時、至少約0.65小時、至少約0.7小時、或至少約0.75小時。根據1瓦特持續放電測試當放電至0.8伏時，所述AA電池可給出至少0.95小時、至少約1小時、至少約1.05小時、或至少約1.1小時。
電池10可以是AA電池，根據脈衝測試(下面將描述)測試時，其具有好的結果。例如，根據脈衝測試當放電至1伏時，所述AA電池可給出至少約1.6小時、至少約1.75小時、至少約2小時、或至少約2.15小時脈衝。根據脈衝測試當放電至0.8伏時，所述AA電池可給出至少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可以是AA電池，根據二分之一瓦特rm測試(下面將描述)測試時，其具有好的結果。例如，根據二分之一瓦特rm測試當放電至1.1伏時，所述AA電池可給出至少約1.5小時、至少約2小時、至少約2.5小時、或至少約2.65小時。根據二分之一瓦特rm測試當放電至0.9伏時，所述AA電池可給出至少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可以是AAA電池，根據二分之一瓦特持續放電測試(下面將描述)，其具有好的結果。例如，根據二分之一瓦特持續放電測試當放電至1伏時，所述AAA電池可給出至少約0.65小時、至少約0.7小時、至少約0.75小時、或至少約0.8小時。根據二分之一瓦特持續放電測試當放電至0.9伏時，所述AAA電池可給出至少0.9小時、至少約0.95小時、至少約1小時、或至少約1.05小時。
電池10可以是AAA電池，根據脈衝測試(下面將描述)時，其具有優良的特性。例如，根據脈衝測試當放電至1伏時，所述AAA電池可給出至少約0.35小時、至少約0.4小時、至少約0.45小時、或至少約0.5小時。根據脈衝測試當放電至0.9伏時，所述AAA電池可給出至少0.65小時、至少約0.7小時、至少約0.75小時、或至少約0.8小時。
電池10可以是AAA電池，根據二分之一瓦特rm測試(下面將描述)，其具有優良的特性。例如，根據二分之一瓦特rm測試當放電至1.1伏時，所述AAA電池可給出至少約0.4小時、至少約0.45小時、至少約0.5小時、或至少約0.55小時。根據二分之一瓦特rm測試當放電至0.9伏時，所述AAA電池可給出至少0.9小時、至少約0.95小時、至少約1小時、或至少約1.05小時。
電池10可以是AAA電池，根據四分之一瓦特rm測試(下面將描述)，其具有優良的特性。例如，根據四分之一瓦特rm的測試當放電至1.1伏時，所述AAA電池可給出至少約2小時、至少約2.1小時、至少約2.2小時、或至少約2.3小時。根據四分之一瓦特rm的測試當放電至0.9伏時，所述AAA電池可給出至少3.1小時、至少約3.25小時、至少約3.4小時、或至少約3.5小時。
例子Ⅰ用如下組分來製備AA電池。陰極包括約9.487克二氧化錳(Kerr-McGee，Co.)、約0.806克具有約7微米平均顆粒大小的非合成、無膨脹的石墨(Brazilian Nacional de Grafite)、以及約0.3重量百分比的coathylene HA-1681。陽極包括約3.976克鋅顆粒、相對於鋅約50 ppm的表面活化劑(RM 510，Rhone Poulence)、以及約0.5重量百分比的總膠化劑(Carbopol 940和A221)。陰極的孔隙率約為26％，陽極的孔隙率為每立方釐米的陽極約有2.173克鋅。隔板是雙層結構，其每層由包括約57重量百分比的PVA纖維(約6毫米，0.5登尼爾)、約30重量百分比的人造纖維(約6毫米，1.5登尼爾)以及約13重量百分比的PVA粘結劑的無紡材料形成。每層乾燥時約厚5.4密爾，潮溼時約厚10密爾。每層具有每平方米約54克的基本重量。隔板不包括粘接物，以及所述層基本沒有任何填料。該電池還包括約3.598克的氫氧化鉀水溶液(約35.5重量百分比的氫氧化鉀)。在電池外壁和陰極外緣之間塗有一薄層EB005(Acheson)。
在約20.1℃至22.1℃的溫度下，將AA電池存放五天。接著根據如下步驟存放所述AA電池。
用肉眼檢查每個電池的洩漏或材料損壞並作標記從而在整個測試程序保持電池識別。在夾持盤中電池被定位在其側面，從而電池互相物理不接觸。使夾持盤耐熱並耐電解液腐蝕。在室溫下將該盤存放一天，隨後將所述盤放置到預熱過的腔中。盤被間隔放置從而在腔壁和盤下、盤上或相鄰每個盤之間至少有約5釐米(2英寸)的間隔。重複14天表Ⅰ中所示的下述24小時測試過程。
從腔中取出盤並且用肉眼檢查每個電池的洩漏或材料損壞。
表Ⅰ 對每個AA電池順序地執行如下測試。在約20.1℃至22.1℃的溫度下進行每項測試。
AA電池從約1.6伏的開路電壓開始在每分鐘10秒恆電流的情況下每天1小時放電(「cc光電測試」)。192個脈衝後該AA電池達到1伏，395個脈衝後該AA電池達到0.8伏。
AA電池從約1.6伏的開路電壓開始在1瓦特連續放電(「1瓦特持續放電測試」)。約0.75小時後該AA電池達到1伏，約1小時後該AA電池達到0.8伏。
AA電池從約1.6伏的開路電壓開始以1瓦特(3秒寬的脈衝)和0.1瓦特(7秒寬的脈衝)交替的速率連續放電(「脈衝測試，，)。約2.16小時後該AA電池達到1伏，約3.72小時後該AA電池達到0.8伏。
AA電池從約1.6伏的開路電壓開始在0.5瓦特下每小時15分鐘放電(「二分之一瓦特rm測試」)。約1.87小時後該AA電池達到1.1伏，約3.34小時後該AA電池達到0.9伏。
例子Ⅱ製備AAA電池。陰極12包括約4.155克二氧化錳(Kerr-McGee，Co.)、約0.353克具有約7微米平均顆粒大小的非合成、無膨脹的石墨(Brazilian Nacional de Grafite)、以及約0.3重量百分比的coathylene HA-1681。陽極14包括約1.668克鋅顆粒、相對於鋅約50ppm的表面活化劑(RM 510，RhonePoulence)、以及約0.5重量百分比的總膠化劑(Carbopol 940和A221)。陰極的孔隙率約為26％，陽極的孔隙率為每立方釐米的陽極14約有2.266克鋅。隔板包括無紡材料層。隔板為雙層結構，其每層由包括約57重量百分比的PVA纖維(約6毫米，0.5登尼爾)、約30重量百分比的纖維素纖維(約6毫米，1.5登尼爾)以及約13重量百分PVA粘結劑的無紡材料形成。每層乾燥時約厚5.4密爾，潮溼時約厚10密爾。每層具有每平方米約54克的基本重量。隔板不包括粘接物，以及所述層基本沒有填料。該電池還包括約1.71克的氫氧化鉀水溶液(約35.5重量百分比)。在電池外壁和陰極外緣之間塗有一薄層EB005(Acheson)。
如例Ⅰ中所述存放AAA電池。每個AAA電池從約1.6伏的開路電壓開始放電，並在例Ⅰ中所述的溫度範圍下進行測試。
AAA電池從約1.6伏的開路電壓開始在二分之一瓦特下持續放電(「二分之一瓦特持續放電測試」)。約0.76小時後該AAA電池達到1伏，約0.96小時後該AAA電池達到0.8伏。
對於脈衝測試，AAA電池約在0.55小時後達到1伏，約0.84小時達到0.8伏。
對於二分之一瓦特rm測試，AAA電池在約0.57小時後達到1伏，約1.08小時達到0.8伏。
AAA電池從約1.6伏開路電壓在0.25瓦特每小時15分鐘放電(「四分之一瓦特rm測試」)。約2.4小時後該AAA電池達到1.1伏，約3.65小時後該AAA電池達到0.9伏。
例子Ⅲ用如下組分來製備AA電池。陰極包括約9.11克二氧化錳(40∶60重量的Delta∶Tosoh混合物)、約0.810克具有約7微米平均顆粒大小的非合成、無膨脹的石墨(Brazilian Nacional de Grafite)、以及約0.8重量百分比的二氧化鈦(Kronos)。陽極包括約3.89克鋅顆粒、約0.88重量百分比的總膠化劑(3V和CL 15)以及約50 ppm的表面活化劑(RM 510，Rhone Poulence)。陰極的孔隙率約為23％，以及陽極的孔隙率為每立方釐米的陽極約有2.173克鋅。隔板包括一層無紡材料(PA 36 A，PDM)、一層PA36C和一層玻璃紙(1密爾厚)。玻璃紙與陰極鄰接，無紡PA36A層與陽極鄰接。該電池還包括約3.62克的氫氧化鉀水溶液(約35.5重量百分比的氫氧化鉀)。在電池外壁和陰極外緣之間塗有一薄層EB005(Acheson)。
根據例I中所述的規定，在約20.1℃至22.1℃的溫度下，將AA電池存放五天。接著對每個AA電池次序執行下述測試。在約20.1℃至22.1℃的溫度下，進行每項測試。
根據cc光電測試放電AA電池。180個脈衝後該AA電池達到1伏，347個脈衝後該AA電池達到0.8伏。
根據1瓦特持續放電測試。約0.57小時後該AA電池達到1伏，約0.8小時後該AA電池達到0.8伏。
根據脈衝測試從開路電壓連續放電AA電池。約1.76小時後該AA電池達到1伏，約3.11小時後該AA電池達到0.8伏。
根據二分之一瓦特rm測試放電AA電池。約1.66小時後該AA電池達到1.1伏，約3.05小時後該AA電池達到0.9伏。
其它的實施例都包括在權利要求的保護範圍之內。
權利要求
1.一種電化學電池，包括陰極；包括鋅顆粒的陽極；以及設在陰極和陽極之間的隔板，其中陰極的孔隙率為約21％至28％，陽極的孔隙率為每立方釐米的陽極體積約有2克至2.45克鋅顆粒。
2．根據權利要求1的電化學電池，其中陰極具有約為25％至27％孔隙率。
3．根據權利要求2的電化學電池，其中陽極具有約為每立方釐米的陽極體積約有2.1至2.35克鋅顆粒的孔隙率。
4．根據權利要求1的電化學電池，其中陽極具有約為每立方釐米的陽極體積約有2.15至2.3克鋅顆粒的孔隙率。
5．根據權利要求1的電化學電池，其中碳顆粒是具有約小於20微米的平均顆粒大小的非合成、無膨脹的石墨顆粒。
6．根據權利要求1的電化學電池，其中電化學電池是鹼性電池。
7．根據權利要求1的電化學電池，其中電化學電池從由AA電池、AAA電池、AAAA電池、C電池和D電池組成的組中選擇。
8．根據權利要求1的電化學電池，其中隔板包括無紡非隔膜材料和沿第一材料的表面布置的第二無紡非隔膜材料。
9．根據權利要求1的電化學電池，還包括電解溶液，其中陰極包括二氧化錳，二氧化錳與電解溶液的重量比約為2.2至2.9。
10．根據權利要求1的電化學電池，還包括電解溶液，其中鋅顆粒與電解溶液的重量比約為0.9至1.25。
11．一種電化學電池，包括陰極；包括鋅顆粒的陽極；以及設在陰極和陽極之間的隔板，其中陰極的孔隙率約為26％，陽極的孔隙率為每立方釐米的陽極體積約有2.1克至2.35克鋅顆粒。
12．根據權利要求11的電化學電池，其中陽極具有約為每立方釐米的陽極體積約有2.15至2.3克鋅顆粒的孔隙率。
13．根據權利要求11的電化學電池，其中碳顆粒是具有約小於20微米的平均顆粒大小的非合成、無膨脹的石墨顆粒。
14．根據權利要求11的電化學電池，其中電化學電池是鹼性電池。
15．根據權利要求11的電化學電池，其中電化學電池從由AA電池、AAA電池、AAAA電池、C電池和D電池組成的組中選擇。
16．根據權利要求11的電化學電池，其中隔板包括無紡非隔膜材料和沿第一材料的表面布置的第二無紡非隔膜材料。
17．根據權利要求11的電化學電池，還包括電解溶液，其中陰極包括二氧化錳，二氧化錳與電解溶液的重量比約為2.2至2.9。
18．根據權利要求11的電化學電池，還包括電解溶液，其中鋅顆粒與電解溶液的重量比約為0.9至1.25。
19．一種電化學電池，包括陰極；包括鋅顆粒的陽極；以及設在陰極和陽極之間的隔板，其中陰極的孔隙率為約21％至28％，陽極的孔隙率為每立方釐米的陽極體積約有2.15克至2.3克鋅顆粒。
20．根據權利要求19的電化學電池，其中陰極具有約為23％至25％的孔隙率。
21．根據權利要求19的電化學電池，其中碳顆粒是具有約小於20微米的平均顆粒大小的非合成、無膨脹的石墨顆粒。
22．根據權利要求19的電化學電池，其中電化學電池是鹼性電池。
23．根據權利要求19的電化學電池，其中電化學電池從由AA電池、AAA電池、AAAA電池、C電池和D電池組成的組中選擇。
24．根據權利要求19的電化學電池，其中隔板包括無紡非隔膜材料和沿第一材料的表面布置的第二無紡非隔膜材料。
25．根據權利要求19的電化學電池，還包括電解溶液，其中陰極包括二氧化錳，二氧化錳與電解溶液的重量比約為2.2至2.9。
26．根據權利要求19的電化學電池，還包括電解溶液，其中鋅顆粒與電解溶液的重量比約為0.9至1.25。
全文摘要
一種電化學電池,如電池(10),具有多孔陰極(12)和多孔陽極(14)。陰極(12)包括二氧化錳,陽極(14)包括鋅顆粒。陰極(12)的孔隙率為約21%至28%,陽極(14)的孔隙率為每立方釐米的陽極體積約有2克至2.45克鋅顆粒。
文檔編號H01M6/06GK1285960SQ98812839
公開日2001年2月28日 申請日期1998年12月14日 優先權日1997年12月31日
發明者彼得·B·哈裡斯, 道格拉斯·J·伍德諾斯, 詹姆斯·塞維裡, 格雷戈裡·A·法裡斯, 喬治·I·泰, 巴巴拉·布裡斯, 特裡·L·漢密爾頓, 馬丁·W·霍華德 申請人:杜拉塞爾公司