[发明专利]二氧化锰碱性电池

说明书

本发明涉及一种具有阳极、含水碱性电解液和由二氧化锰组成的阴极的密封型碱性电池，其中二氧化锰为高孔率的二氧化锰和低孔率的二氧化锰的混合物。

众所周知，碱性电池通常使用锌阳极、二氧化锰阴极和用作电解液的氢氧化钾水溶液。这些电池很容易用于工业和家庭的商业应用。最近，一个西班牙公司Cegasa International公开了一种被称作空气辅助电池的新型碱性电池。这种电池使用锌阳极、二氧化锰阴极和用作电解液的氢氧化钾水溶液。将电池设计成含有二氧化锰的正电极暴露于空气中，以便提供使空气从大气溶入电池并和二氧化锰接触的空气分布通路。在常规碱性电池中，二氧化锰通过密封装置和大气(空气)隔离。这种空气辅助电池的成分占据固定体积型电池中的可以被附加活性成分利用的电池的空间，附加或改变这些成分可以使空气接触二氧化锰。电池的最大输出功率需要有最大量的活性物质装于电池。在常规碱性电池中，二氧化锰一般由低孔率的二氧化锰制成，因此能将最大量的二氧化锰装于电池中。在美国专利No.5,079,106中，公开了一种改进了的空气辅助电池，电池的阴极为多孔二氧化锰材料和基本上是少孔二氧化锰材料的混合物。在此文献中，对实验碱性电池和改进了的空气辅助电池进行了比较，并且该专利中的比较结果为实验碱性电池具有较好的高速耗尽放电能力，这是因为空气辅助碱性电池的阴极材料比实验碱性电池含有更少的二氧化锰。

美国专利No.5,277,890涉及用化学方法来制造二氧化锰。生成的二氧化锰产品为颗粒状，其特征为颗粒表面有纤维状突出物。具有这种表面特性的二氧化锰颗粒可以通过硫酸锰和过氧焦硫酸钠在水溶液中的反应来制备。可以控制该方法以得到高密度的二氧化锰。在这种方法中形成的二氧化锰可以直接淀积在电解二氧化锰(EMD)的表面。该二氧化锰产品特别适于作电化学电池的阴极活性材料。

本发明的目的是提供一种密封碱性电池，该电池的二氧化锰阴极由少量高孔率二氧化锰材料与低孔率二氧化锰材料相混合组成，并且该电池具有有效防止空气(氧气)从大气中进入的密封装置。

本发明的另一个目的是提供一种密封碱性电池，该电池具有二氧化锰阴极，其中二氧化锰成分由少量化学合成二氧化锰(CMD)和大量的电解淀积二氧化锰组成。

本发明的另一个目的是提供一种有二氧化锰阴极的密封碱性电池，其阴极由高孔率二氧化锰材料和低孔率二氧化锰材料组成，其中高孔率二氧化锰材料重量百分比是低孔率二氧化锰材料的1％-35％。

通过下面的描述和附图可阐明本发明的以上和其它目的。

本发明涉及一种密封碱性电化学电池，该电池由阳极活性材料、含水碱性电解液、二氧化锰阴极和置于阳极和阴极之间的隔板构成，其中阴极由具有至少22％-70％孔率的高孔率二氧化锰和具有小于22％孔率的低孔率二氧化锰的混合物组成，这里高孔率二氧化锰重量百分比最好是低孔率二氧化锰的5％-35％。

这里所用的二氧化锰的″孔率″通过下面方法确定：首先，测量二氧化锰的实际密度；第二，测量二氧化锰的表观密度；第三，从实际密度中减去表观密度得到两密度的差；第四，用这个差值除以实际密度。

这里提到的“低孔率二氧化锰”是指具有小于22％孔率的二氧化锰材料，而“高孔率二氧化锰”是指具有22％或更高的孔率的二氧化锰材料。