[发明专利]电化学电池的制造方法

说明书

本发明涉及一种用以制造电化学电池的方法，且特别涉及制造一种在室温至60℃的温度下对于pH值低于1及/或高于12的阳极电解液及阴极电解液溶液具有长时间的化学安定性，且可借传统技术由可热处理的材料制成的电化学电池的方法。

US-A-4485154公开一可再充电的阴离子活性还原-氧化电能贮存-供给系统，其是利用在电池的一半中的硫化物/聚硫化物反应，以及在电池的另一半中的碘/聚碘化物，氯/氯化物或溴/溴化物反应。该说明书建议该电池可在阳极电解液及阴极电解液维持在微碱性但接近中性pH值之下操作。我们已发现当以溴/溴化物电偶极操作此系统时，在电池的溴的一侧遭遇非常低的pH值，而在电池的硫的一侧遭遇非常高的pH值。

聚四氟乙烯(PTFE)对于化学品，包括强酸及强碱的作用有高度的抗性。但是，其并非一种可热处理的材料。

聚偏二氯乙烯(PVDF)为一热塑性氟碳聚合物，其可以传统技术处理，如压缩模塑，注射模塑，挤塑，真空形成，滚压加工及焊接等。虽然PVDF对强酸有相当的抗性，其在强碱中并不安定。

我们现已发展出一种由可热处理的聚合材料制造电化学电池的方法，该电池在高pH值及低pH值下皆具有化学抗性及长时间的安定性。    

据此，本发明提供一种制造电化学电池的方法，该电池对于pH值低于2，较佳为低于1，及高于12的阳极电解液及阴极电解液溶液具有长时间的化学安定性，该方法包括以下步骤：

(ⅰ)热处理一聚合性材料，该聚合性材料展现形成电池构造或电池构造元件的玻璃转变及/或熔融热转移，及

(ⅱ)令在使用中将与阳极电解液及阴极电解液接触的电池构造的表面或电池构造的元件进行后卤化方法，借此，形成该表面的该聚合性材料进行卤素取代以形成化学安定的卤素改质的聚合性材料。

用于本发明步骤(ⅰ)的聚合材料可为(a)可热处理及展现一玻璃转变及/或熔融热转移的任何材料。该聚合材料较佳具有牛顿熔融黏性在150℃及400帕斯卡下低于1000帕斯卡秒，较佳低于600帕斯卡秒，且(b)当卤化后在其表面形成一化学安定的改质聚合物材料。适当聚合物的例子为高密度或低密度聚乙烯，聚丙烯或乙烯-丙烯共聚物。

该聚合材料可借任何已为人熟知的技术制成所需的电池结构或电池结构的元件，例如借由对预制的板片或平板进行机械加工，注射模塑法，压铸法或压缩模塑法等。

卤化方法较佳为氟化方法，虽然亦可用溴化或氯化方法。氟化较佳是借由令在使用中将与阳极电解液及阴极电解液接触的表面暴露于氟气体中而达成。以氟气体处理较佳可借由将该表面与氟气体在低于50℃的温度下接触而完成。一用于制造氟化聚乙烯膜及氟化聚乙烯容器的氟化方法揭示于US-A-2811468，而在本发明中可用类似的方法。

该氟化反应可用一含有100％氟的气体氛围完成，或该氟气可以一惰性气体如氮稀释。

当该卤化方法为溴化方法时，其可借由将该表面暴露于含溴的溶液中而完成。例如，若该电池是欲被使用，做为一电化学电池，其中电池之一半是利用溴/溴化物反应，则在电池欲被操作之前，电池的表面可有效地借着将其暴露于含溴溶液中而处理。

在使用中将与阳极电解液及阴极电解液接触的仅属于电池构造的部分必需进行卤化反应是可了解的。因此，若欲制成一复杂的电池构造，可分区对该电池结构进行后卤化，以确保任何需要连接在一起的区域或电池的任何其它形成最终电池构造的元件不经受此卤化过程。例如，电池构造的特定区域例如其边缘在卤化过程中可被掩护着。另外，电池构造的特定区域例如其边缘可有直立柱或牺牲珠串形成于其上，其可用机器除去而留下暴露出的未卤化的表面，该区域即可借焊接等而与其它未卤化的表面连结。因此电池构造的元件可以此方式连结至电池的其它元件如电池电极或电池膜。

或者，除此之外，电池构造的任何对卤化敏感的元件在卤化之前可先掩护着，并在卤化之后移除该护罩。例如，电极在卤化之前可先并入电池构造的适当区域中并在卤化过程中被掩护着。然后电极将不会被卤化方法所影响，且之后，当护罩被移除时，该区域的电极构造之后可被结合在一起，或与电池的其它元件结合。

本发明的范围中亦包括一电化学电池，其可依据本发明的方法制备，其中在使用中将与阳极电解液及阴极电解液接触的电池构造表面受到后卤化处理而形成一化学安定的卤素改质的聚合材料。

参考以下的实例以进一步描述本发明：实例1