[发明专利]具有改进的放电效率的碱性电池

说明书

技术领域

本发明技术大体上涉及用于电化学电池的锌阳极的领域。具体来说，所述技术涉及具有改进的可靠性和放电性能的锌阳极。

背景技术

碱性蓄电池的阳极放电效率取决于足够的阳极反应部位的可用性。这可通过使用更多锌细粒子增加锌的表面积/单位重量或通过降低锌粉的表观密度来实现。然而，在添加锌细粒子的情况下锌表面积的净增加导致高电池析气并且可引起降低的蓄电池容量和在高温存储条件期间碱性电池的较早泄漏。需要抵消析气相关的问题而不不利地影响蓄电池性能的新的和改进的方式。

发明内容

在一方面，提供用于碱性蓄电池的胶凝化阳极，其包括锌类粒子、碱性电解液、胶凝剂和选自由以下组成的组的两种或更多种添加剂：碱金属氢氧化物、有机磷酸酯表面活性剂、金属氧化物和锡。

在另一方面，提供碱性电化学电池，其包括正电流收集器、与正电流收集器接触的阴极、胶凝化阳极、在阴极和阳极之间的隔离器和与阳极电接触的负电流收集器。胶凝化阳极包括锌类粒子、碱性电解液、胶凝剂和选自由以下组成的组的两种或更多种添加剂：碱金属氢氧化物、有机磷酸酯表面活性剂、金属氧化物和锡。

在一方面，阳极的锌类粒子包括锌合金。锌合金包括各自200ppm的铋和铟。锌合金具有粒度分布，其中相对于锌合金的总重量，约20重量％到约50重量％具有小于约75微米的粒度。

在又一方面，提供用于降低经历析气的电化学电池的析气的方法，其中方法包括提供胶凝化阳极作为所述电池的活性阳极，所述胶凝化阳极包含锌类粒子、碱性电解液、胶凝剂和选自由以下组成的组的两种或更多种添加剂：碱金属氢氧化物、有机磷酸酯表面活性剂、金属氧化物和锡。

附图说明

图1示出单独或与氢氧化锂组合的含有锡粉添加剂的ANSI LR6电池性能的相互作用图。

图2为示出如图1中所述的LR6电池的DSC性能的图示。

图3为示出单独或与氢氧化锂组合的具有锡粉添加剂的部分放电的(PD)电池的析气特征的图示。

图4为示出单独或组合氢氧化锂的具有锡粉添加剂的未放电的(UD)电池的析气特征的图示。

图5示出单独或组合氢氧化锂的含有氧化铈添加剂的LR6电池的ANSI性能。

图6为示出在储存3个月之后单独或与氢氧化锂组合的含有氧化铈添加剂的LR6电池的DSC性能的图示。

图7为示出具有各种添加剂的未放电的(UD)LR6电池的析气特征的图示并且所述未放电的LR6电池的性能在图5和图6中示出。

图8为示出具有各种添加剂的部分放电的(PD)LR6电池的析气特征的图示，如图5和图6中所述。

图9为示出LR6电池的部分放电电池析气的图示，其示出在氢氧化锂添加的情况下降低的电池析气的影响。

图10显示如图9中所述的LR6电池的对应的DSC性能。

图11显示具有氢氧化锂与作为替代添加剂的RM-510或SG-LQ的LR20电池的无延迟ANSI性能。

图12为示出性能描述于图11中的LR20电池的未放电的电池析气的图示。

图13为示出性能如图11中所述的LR20电池的部分放电电池析气的图示。

图14描绘氢氧化锂添加剂对未放电的LR6电池的闭合回路电压的影响。

图15描绘氢氧化锂添加剂对未放电的LR6电池的安培数的影响。

图16描绘氢氧化锂添加剂对未放电的LR6电池的阻抗的影响。

图17为描绘本公开的实施例的说明性电化学电池的横截面示意图。

图18为示出具有氢氧化锂与RM-510和200Bi-200In HF Zn合金粒子的无延迟ANSI-的图示。

图19为在室温下储存三个月之后在玩具测试和重工业手电筒测试(HIFT)中LR20电池的放电性能的图示。

图20为分别在71.1℃、54.4℃和54.4℃下储存两周之后在重工业手电筒测试(HIFT)、玩具测试和内置扬声器(boom box)测试中LR20电池的放电性能的图示。

图21为示出性能描述于图18中的LR20电池的未放电的电池析气的图示。

图22为示出性能如图18中所述的LR20电池的部分放电电池析气的图示。