TW302560B - - Google Patents

Description

A7 B7 經濟部中央操準局員工消費合作社印製 -4- 五、發明説明（ 發明背景 本發明一般而言係關於包含陰極添加劑之電化學電池， 且更特定言之，係關於蜂性電化學原電池，其具有由二氧 化錳、二氧化錫添加劑及其他陰極成份所形成之陰極。 典型鹼性電池包括鋼製圓柱罐，其具有一個陰極，包含 一氧化錳作爲活性材料且係在該鋼製罐之内部表面形成， 一個陽極，包含鋅且位於該電池之中央，一個分隔薄膜， 位在該陽極與陰極之間，及—種鹼性電解質，同時與該陽 極、陰極及分隔物接觸。一個導電性陽極電流集電極係被 插入陽極活性材料中，县一個封口組装係關閉該鋼罐之開 .口端。 二設計鹼性電池之一項主要目的，係爲增加電池之使用性 把。使用性能係爲電池在所予負載下放電至特定電壓之時 間長度，在該特定電壓下冑、池已不能供其意欲目的使用。 爲增加使用性能所採取之一項研究途徑，係爲增加電池之 内部體積，以增加電池中活性材料之量。但是，商用電池 之外部尺寸係爲固定的，於是限制増加活性材料在電池中 數量之能力》爲在電池中調節更多活性材料，％同時保持 電池之外部尺寸’已將習用鹼性電池之鋼製標籤以一種由 較薄敷金屬塑膠薄膜所製成者取代。因此，此鋼罐可被加 大以提供較大内部體積。藉由轉換成較薄塑膠薄膜標籤， 典型鹼性電池之使用性能係被顯著地増加。 爲増加電池使用⑯能所採取之另—種研究途徑 供電極材料之更良好利用性。此項研究途徑係在頒予 ( CNS ) A4iU§. ( 210X297^ ') ^ ^ (1裝--------訂------^旅 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本育)

五、發明説明（2 302560

Mieczkowska等人之美國專利5,342,712中採用，其揭示在具有 一氧化短作爲活性材料之陰極中，利用銳鈦礦型二氧化鈥 1L爲添加劑。不管過去在使用性能上之增加，尋求新穎方 式以增加使用性能之需求，仍然是電池設計者之主要目的 發明摘述 本發明係藉由添加二氧化錫添加劑至活性陰極材料中， 以改良驗性電池之使用性能。爲達成此項及其他利益，並 根據本文具體化及廣義地描述之本發明目的，本發明 電化學電極，係包含二氧化短活性材料與添加劑， .孩添加劑包ϋ〇2。本發明之陰極係特別適用於具有鋅陽 極及鹼性電電化學電池。 本發明之此等及其他特徵、目的及利益，在實施本發明 者及熟諳此藝者閲讀下述專利説明書及申請專利範圍並參 考附圖後，將得以明瞭。 附圖簡述 圖1爲根據本發明所建造之電化學電池實例之剖視透視 圖； 圖2爲具有未使用添加劑之陰極之標準驗性電池，與具 有使用根據本發明添加劑之陰極之電化學電池之使用性能 比較圖表；及 圖3爲具有未使用添加劑之陰極之標準驗性電池，.與具 有使用根據本發明添加劑之陰極之電化學電池之使用性能 比較圖表。 5- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CMS〉Α4規格（210Χ29"?公釐） ；----(丨裝--------訂-----Η線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 五、發明説明（3 盩佳具體實施例夕始祙 圖1顯示典型圓柱形鹼性電池10之剖視圖。鹼性電池1〇 包括鋼罐15,其具有圓柱形狀及一個開口端。一個敷金屬 塑膠薄膜標籤16係環繞鋼罐15之外部表面形成，惟鋼罐15 之末端除外。在鋼罐15之密閉端係爲正覆蓋層17，其較佳 係由f艘鋼所形成。薄膜標籤10係覆蓋正覆蓋層〗7之周圍 邊緣而形成。 —種較佳係由三ϋ—m、45%氫氧化钾溶液、去 、T^ON^m·添加劑之混合物所形成之陰極^ ，係環繞鋼罐15之内部側面形成。分隔物3〇，其較=係由 非織造織物所形成以防止任何固體粒子在電池中潛移，其 係配^環繞陰極2〇之内部表面。由氩氧化㈣形成之電 解質40，係配置齡隔物3G之内部。較佳係由鋅粉膠凝 劑及其他添加劑所形成之陽極5G，係配以電解質4〇内， 而與電流集電極60接觸，該集電極可由黃銅形成。 電流集電極60係與在鋼罐15開口端形成之黃銅鉚釘兀接 觸。尼龍封口 71係在鋼罐15之開口端形成，以防止包本在 鋼罐15中之活性成料^尼龍封〜係與金屬㈣;及 内邵電池覆蓋層74接觸，後者較佳係由鋼形成。負覆” 乃，其T佳係由電鍍鋼所形成’係配置於與内部電池覆蓋 層74及黃銅鉚釘7〇接觸之處，其 处夬言良過尼龍封口 71中所形 與電流集電極6〇接觸。負覆蓋層75係藉尼龍封 口 71而與鋼罐15呈電絕緣。 對D-尺寸電池而言，本發明之陰極較佳係由下列物 -「^ί (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ

·— - I

A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（4 ) 組成，約71.76至81.66重量百分比Μη02、約8.52重量百分比 石墨 '約7_87重量百分比鹼性溶液（譬如45% KOH溶液）、約 0.36重量百分比去離子水、約1.49重量百分比黏合劑物質（ 譬如TEFLON™溶液）及約0.1至1〇重量百分比Sn〇2添加劑。 更佳情況是，Mn〇2之重量百分比係在約76 76與8〇 76之間， 且Sn〇2添加劑之重量百分比係在1與5之間，以致使純^^與 Sn〇2添加劑之重量百分比係爲常數，較佳爲約81 %。於陰 極中所使用鹼性溶液之量，係根據電池大小而改變，黏合 劑物質之量亦然。 此陰極可以下述方式製成，稱出所需要之物質，並混合 Mn〇2、Sn〇2添加劑及石墨，及摻合以獲得均質混合物。然 後將去離子水、TEFLON^溶液及K0H溶液與乾燥陰極成份 混合，以形成均勻陰極混合物。接著將陰極混合物放置在 鋼罐15中，並模製成環狀、圓柱形體。 如上述，已發現添加少量上文所列示之添加劑’會顯著 地增加驗性電化學電池之使用性能。下述比較實例係説明 實施本發明所獲得之優點。 比較實例1 按上述製備一種對照鹼性D-尺寸電池，惟在陰接中 入添加劑，且歸因於添加劑之重量百分比係藉由其他 提供。第一個實驗D-尺寸電池具有含1.6重哥石八 2 白分比sn〇2之 陰極。將此兩個電池連續連接至〗.〇歐姆負載，並度量泰 電壓，歷經一段時間。圖2顯示此兩個電池之時 見池 放電分佈形態之圖表。在截止電壓〇·75伏牿π ’間對電壓 卜，包含Sn〇2 ~ 7 - 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS) A4規格（210x297公釐 ~ 裝訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

添加劑之第一個實驗電池，在使用性能上顯示24%增加， 優於對照電池。 比較實例2 按上述製備一種對照鹼性AA-尺寸電池，使用與對照D_ 尺寸電池所使用者相同之重量百分比，惟無添加劑包含在 陰極中，且歸因於添加劑之重量百分比係藉由其他提 供。亦建造第二個實驗AA-尺寸電池，其具有含16重量百 分比Sn〇2之陰極。使此兩個電池接受閃光試驗，其方式 是使此等電池連接至1.8歐姆負載，歷經十五秒接通及四十 五秒斷開之循環（意即，每一次循環等於一分鐘），並度量 電池之電壓，歷經接通/斷開循環。圖3顯示此兩個電池 之循環對電壓放電分佈形態之圖表。在截止電壓〇 9伏特下 ，包含Sn〇2添加劑之第二個實驗電池，於使用性能上顯示 ίί》増加，優於對照電池。 雖然上述比較實例係限制於D及αα_尺寸電池，但熟諳此 藝者應會明瞭使用性能上之增加可以獲得，而與電池大小 無關。 經 濟 部 中 央 棣 實施本發明者及熟諳此藝者應會明瞭，在未偏離所揭示 概念之精神下，可對本發明施行各種修正及改良β所獲得 之保護la圍’係由申請專利範圍及由法律所允許之解釋寬 容度所決定。

Claims (1)

1. 申請專利範圍 ABCD 1. 一種具有陽極、陰極及電解質之雷仆人一孩电所化學電池，該陰極包 Q —氧化錳活性材料與添加劑，此添力〇劑包括。 2. 根據申請專利範圍第1項之電化學電地 含鋅，且該電解質係爲鹼性電解質。 3. 根據申請專利範圍第1項之電化學電池 係構成#亥陰極之約0.1至10重量百分比。 -丨丨·-一 - Ί ·+、_ 4. 根據申請專利範圍第3項之電化學電池 係構成該陰極之約1至5重量百分比。 5. 根據申請專利範圍第4項之電化學電池 係構成.該陰極之1至2重量百分比。 其中該陽極包 其中該添加劑 其中該添加劑 其中該添加劑 ^ ；^黎1------訂------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 9- 本紙银尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐）