[发明专利]二氧化碳复合吸气剂

说明书

改进的二氧化碳复合吸气剂(20)以及采用这种改进的二氧化碳复合吸气剂的密封体系，所述改进的二氧化碳复合吸气剂包括可渗透CO₂包裹物(14)，所述可渗透CO₂包裹物(14)包含两种活性材料(11、11’、11”、12、12’、12”)的粉末。

本发明在其第一方面中涉及改进的二氧化碳复合吸气剂，在其第二方面中涉及采用这种改进的二氧化碳复合吸气剂的密封体系。

目前存在一整类密封体系，其中从由二氧化碳与密封体系中存在的一种或更多种组分的化学相互作用引起的负面影响或者物理相互作用导致的负面影响两方面来看，二氧化碳的存在是有害的。受化学相互作用负面影响的体系的非限制性实例为有机电子器件，而物理相互作用决定装置劣化的后一种类型的装置的实例通常为这样的装置：由体系本身因其运行的副作用产生CO₂，这可导致过压及随后的装置壳破裂。

在最重要的这类装置中，有储能体系如可充电锂电池，并且许多文章中描述了由CO₂造成的有害作用和风险，例如：“In situ study on CO₂evolution at lithium-ionbattery cathodes”，由Vetter等发表在Journal of Power Sources 159(2006)277-281；“Gas evolution behaviors for several cathode materials in lithium-ionbatteries”，由Kong发表在Journal of Power Sources 142(2005)285–291；以及“Effectof Li₂CO₃additive on gas generation in lithium-ion batteries”，由Shin等发表在Journal of Power Sources 109(2002)47–52。

可充电锂电池是最关键的装置，原因是二氧化碳过压可导致装置外壳突然破裂，并具有易燃物质(其中包含的电解液)泄漏的风险。这一问题还通过以下事实加剧：这些装置中的自由体积通常非常小，因此少量二氧化碳的生成也将导致装置内部压力快速上升。

下文中，鉴于这一特别关键的方面，将具体涉及CO₂吸气剂体系在该类型装置中的使用，尽管如此，如上所述，CO₂的存在以及因此对其有效移除的需要为许多不同的密封体系所共有。

均在本申请人名下的WO 2008/148778和WO 2008/148781中描述并解决了移除锂电池中的气态杂质的问题。在这些文献中，所解决的主要方面是吸气剂材料与电池的电解环境的相容性。关于使用碱金属氢氧化物来移除CO₂，这些文献中描述的问题之一是同时释放H₂O，并且因此需要将H₂O移除以避免问题从二氧化碳转移至H₂O。这导致了更庞大的体系或对CO₂具有有限容量的体系，因为相当大的一部分可用体积需要被吸湿剂占据。

本发明的目的为提供改进的二氧化碳复合吸气剂，其包括限定内部体积V的可渗透CO₂包裹物，所述内部体积V包含累计体积为Vm的至少第一活性材料和第二活性材料的粉末，所述第一活性材料为选自以下中一种或更多种的氢氧化物：LiOH、NaOH、KOH、Ca(OH)₂、Mg(OH)₂、Sr(OH)₂；所述第二活性材料为选自以下中一种或更多种的氧化物：Li₂O、CaO、MgO、SrO；并且所述吸气剂的特征在于，所述可渗透CO₂包裹物的渗透系数为至少50cm³·mm/(m²·天·大气压)，并且在90％RH和38℃下的WVTR与在85％RH和23℃下的WVTR的比率小于10。