[发明专利]包含至少一种阴极添加剂的电化学电池的阴极

说明书

本发明涉及阴极。所述阴极包含电化学活性阴极材料和至少一种阴极添加剂。所述至少一种阴极添加剂包含头部基团和至少一个烃尾部基团。所述头部基团可以包含键合到第二p‑元素原子的至少一个p‑元素原子。所述至少一个p‑元素原子具有电负性且所述第二p‑元素原子具有电负性。所述至少一个p‑元素原子的电负性不同于所述第二p‑元素原子的电负性。

技术领域

本发明涉及用于电化学电池的阴极，且更具体而言涉及用于包含至少一种阴极添加剂的电化学电池的阴极。

背景技术

电化学电池(cells或batteries)通常用作电能源。电池含有负极，通常称为阳极，和正极，通常称为阴极。阳极含有可以氧化的活性材料。阴极含有可以还原的活性材料。阳极活性材料能够还原阴极活性材料。分隔物设置于阳极和阴极之间。这些组件布置在通常由金属制成的罐或外壳中。

当电池用作电子设备中的电能源时，使阳极和阴极电接触，允许电子流过该设备且允许出现各自的氧化和还原反应以提供电力到电子设备。电解质与阳极和阴极接触。电解质含有离子，其流过阳极和阴极之间的分隔物以在放电期间保持整个电池的电荷平衡。

愈发需要制造更好适用于给现代电子设备供电的电池，例如玩具、远程控制、音频设备、手电筒、数字照相机和外周摄影设备、电子游戏、牙刷、收音机和时钟。为了满足这种要求，电池可以包含更高载量的阳极和阴极活性材料以提供提高的容量和使用寿命。然而，电池还具有公共尺寸，例如AA、AAA、AAAA、C和D电池尺寸，其具有固定的外部尺寸和受限的内部体积。 单独提高活性材料载量以获得较好表现的电池的能力因此受到限制。

在电池内包含添加剂或添加剂的组合为已被评估的另一个设计特点。例如，添加剂，例如表面活性剂，已包含在电池内以例如提高电池放电性能。然而，在电池内包含添加剂并非没有问题。由于添加剂在电池的电解质内差的溶解度，该添加剂可以例如以相对高的重量百分数加入，以便提高电池放电性能。添加剂可以提高电解质的表面张力和粘度且阻碍电解质在该阴极的固体结构内扩散。另外，添加剂可以有害地改变该电解质的本体性质，例如降低电解质的离子导电率。此外，添加剂可以通过在该阴极活性材料的表面上吸收而降低电池放电时的运行电压。

需要提供用于电池的阴极内的至少一种添加剂，其提高在电解质溶液(包括强碱性电解质溶液)内的溶解度；降低电解质表面张力；改进阴极内的电解质吸收；且改进电池的电解质内的传质。包含至少一种这类添加剂的电池将呈现提高的整体电池放电性能，包括功率容量和使用寿命。

发明内容

在一个实施方案中，本发明涉及阴极。所述阴极包含电化学活性阴极材料和至少一种阴极添加剂。所述至少一种阴极添加剂包含头部基团和至少一个烃尾部基团。所述头部基团包含键合到第二p-元素原子的至少一个p-元素原子。所述至少一个p-元素原子具有电负性且第二p-元素原子具有电负性。所述至少一个p-元素原子的电负性不同于所述第二p-元素原子的电负性。

在另一实施方案中，本发明涉及电池。所述电池包括外壳；阳极；阴极；在所述阳极和所述阴极之间的分隔物；和电解质。所述阴极包含电化学活性阴极材料和至少一种阴极添加剂。所述至少一种阴极添加剂包含头部基团和至少一个烃尾部基团。所述头部基团包含键合到第二p-元素原子的至少一个p-元素原子。所述至少一个p-元素原子具有电负性且第二p-元素原子具有电负性。所述至少一个p-元素原子的电负性不同于所述第二p-元素原子的电负性。

附图简述

虽然说明书结尾处的权利要求特别指出且清楚地要求保护被认为是形成本发明的主题，但认为从以下描述结合附图将更好地理解本发明。

图1为本发明的一次碱性电池的横截面。

图2为本发明的包括电压指示器的一次碱性电池的透视图。

发明详述