一次電池的製作方法
2023-10-12 00:01:44 1
專利名稱：一次電池的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於製作具有含鋅粉末的陽極膠滯體、鹼性電解質和通過一個分隔器與鹼性電解質隔離的、含二氧化錳的陰極材料的一次電池的方法。
微粒形狀的二氧化錳在與粉末狀的炭和/或石墨並與一種聚合的粘舍劑，如聚乙烯粉末混合的情況下，作為陰極材料用於商業上通用的鹼性錳電池，其中，陰極材料被壓製成環形的或管形的模製體，該模製體被置入一個同時用作放電器的電極杯中並在間隔有一個分隔器的情況下被充以作為電解質的、水狀的鹼性溶液及主要含鋅粉末、電解質和增稠劑的陽極膠滯體。上述類型的電池的缺點在於，電池的電負載能力在很大程度上取決於陰極的隔膜電阻。人們進行了很多試驗，通過以下措施來降低陰極的隔膜電阻，即向陰極材料中附加以水狀的35至52％KOH為表現形式的7至10％(重量)的電解液(參見David Linden，Handbook of batteries and fuel cells，2nd ed，McGraw-Hill 1995，Chapter 10.3)。可是，該處理方法的負面效果在於，壓膜的使用壽命有所縮短。
發明的任務在於提供一種避免公開的製作方法的缺點的方法。
按照發明，解決以上任務的技術方案在於，向上述類型的一次電池的陰極材料中附加固態的鹼性電解質。
製作方法的步驟如下1)使微粒形狀的MnO2與高度
散的含碳材料及一種聚合的粘合劑混合、結團並成粒；2)把該材料與固態的鹼性電解質混合併壓製成環形的電極；3)在被一個分隔器隔離的情況下，把陽極膠滯體填入該環形電極內；4)附加水狀的鹼性電解質；5)通過一個用作電極的、具有放電器的蓋封閉電池，其中，在方法步驟1)和/或2)中附加固態的鹼性電解質。
高度
散的含碳材料指的是其粒度為0.10μm至10μm的碳粉末。
在發明的另一實施形式中，5-10％(重量)固態鹼性電解質被附加。
附加7～9％(重量)固態KOH是有利的，其中，固態的KOH指的是具有約15％(重量)含水量的、商業上通用的固態KOH。
商業上通用的固態KOH在附加到陰極材料中之前有利地在一個被供以無CO2的乾燥空氣的磨機中被磨成50至200μm的粒度。微粒部分有利地在方法步驟1)中被附加，其粒度範圍為50至200μm的固體KOH有利地在方法步驟2)中被附加，屆時，有利地採用封閉的、設有吸塵裝置的設備。
調整成品電池中的電解質濃度的有利措施在於，用水或水狀的KOH溶液浸漬分隔器。其中，水狀的KOH溶液的濃度有利地處於0.5至1克分子溶液的範圍內。
作為上述處理方式的替代方式，為壓制的陰極環設置一個浸漬站。水狀的KOH溶液被泵抽送，溶液的酸鹼值被檢查並根據情況被修正。為了改善對電解質的吸收，可附加地設置一個調溫裝置，該調溫裝置可在20℃至70℃的範圍之間調整浸漬用電解質的溫度。
按照發明製作的電池適用於間歇放電的應用場合，特別是適用於閃光裝置。此外，在連續放電的情況下，一般的高電流負載能力也得到改善。與應用含電解質的陰極材料的方法相比，按照發明製作的電池的容量有所提高，其高電流負載能力有所改善，此外，壓模的使用壽命也顯著地得到延長。
藉助以下實施例詳細說明本發明。
比較例1在LR6型(AA型)電池中採用了一種陰極材料，每1000克陰極材料中包括861克MnO2、80克石墨、5克聚醚、45克50％(重量)KOH。
實施例1模擬比較例1製作了電池，這些電池含佔3％(重量)的固態KOH，用以替代佔6％(重量)的水狀38％KOH溶液。
在給定的放電條件下取得的試驗結果列於表1。
在表中，NO表示使用的是未經擱置的、新製作出的電池，7MT表示使用的是在70℃溫度下擱置了7天的試驗電池，28MT表示使用的是在70℃溫度下擱置了28天的試驗電池。
發明的電池具有較小的內電阻、較高電壓電平及有所改善的擱置性能。
比較例2在LRO3型(AAA型)電池中採用了一種陰極材料，每1000克陰極材料中包括858克MnO2、89克石墨、8克由聚醚和羧化了的纖維素構成的混合物、45克38％(重量)KOH溶液實施例2模擬比較例2製作了電池，這些電池含有佔3％(重量)的固態KOH，用以替代佔6％(重量)的水狀38％KOH溶液。
在給定的放電條件下取得的試驗結果列於表2。
與比較電池相比，發明的電池在間歇放電的情況下具有較低的內電阻、較高的電壓電平和較大的放電容量。此外，發明的電池還具有較低的起泡率並從而具有較低的自放電率。
比較例3模擬比較例2製作了電池，這些電池只含有佔4.5％(重量)的水狀38％(重量)KOH溶液，用以替代佔6％(重量)的水狀38％(重量)KOH溶液。
實施例3模擬比較例3製作了發明的電池，而這些發明的電池在其陰極材料中含有佔3％(重量)的固體KOH，用以替代佔4.5％(重量)的KOH溶液。
權利要求
1.用於製作具有含鋅粉末的陽極膠滯體、鹼性電解質和通過一個分隔器與鹼性電解質隔離的、含二氧化錳的陰極材料的一次電池的方法，其特徵在於，向陰極材料中附加固態的鹼性電解質。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，1)使微粒形狀的MnO2與高度
散的含碳材料及一種聚合的粘合劑混合，結團並成粒，2)把該材料與固態的鹼性電解質混合併壓製成環形的電極，3)在被一個分隔器隔離的情況下，把陽極膠滯體填入該環形電極內，4)附加水狀的鹼性電解質，5)通過一個用作電極的、具有放電器的蓋封閉電池，其中，在方法步驟1)和/或2)中附加固態的鹼性電解質。
3.按照權利要求2所述的方法，其特徵在於，附加5～10％(重量)固態鹼性電解質。
4.按照權利要求3所述的方法，其特徵在於，附加7～9％(重量)固態KOH。
5.按照權利要求3或4所述的方法，其特徵在於，其粒度範圍為50至200μm的固體電解質被附加。
6.按照權利要求2至5中的一項或多項所述的方法，其特徵在於，用水或水狀的KOH溶液浸潰分隔器。
7.按照權利要求2至6中的一項或多項所述的方法，其特徵在於，環形陰極在置入電極杯之前被水或水狀KOH溶液浸潰。
8.按照權利要求1至7中的一項或多項所製作的一次電池在一次電池間歇放電應用場合中的應用，特別是在閃光裝置中的應用。
全文摘要
本發明涉及一種用於製作具有含鋅粉末的陽極膠滯體、鹼性電解質和通過一個分隔器與鹼性電解質隔離的、含二氧化錳的陰極材料的一次電池的方法，其特徵在於，向陰極材料中附加固態的鹼性電解質。
文檔編號H01M4/06GK1167344SQ9711119
公開日1997年12月10日 申請日期1997年5月16日 優先權日1996年5月23日
發明者D·斯巴克比爾 申請人:瓦爾達電池股份公司