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高容量碱性电池制造技术

技术编号:3245300 阅读:159 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种高容量电化学电池,包括阳极、阴极和设置在所述阳极和所述阴极之间的隔离体。阴极包括混合物,所述混合物包括第一成分、第二成分以及第三成分。所述第一成分包括第一元素,第二成分包括第二元素,以及第三成分包括第一元素和第二元素。所述混合物可以例如是混合金属氧化物。隔离体被配置为在阳极和阴极之间提供合适的离子迁移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2004年6月4日提交的美国临时专利申请60/577292、2004年8月9日提交的美国实用专利申请10/914958、2004年8月9日提交的美国实用专利申请10/914911、以及2004年8月9日提交的美国实用专利申请10/914934的优先权,其每个公开的整体内容在此引用作为参考。关于联邦政府赞助的研究或开发的声明不适用。
技术介绍
碱性电化学电池通常被设置为长圆柱电池(例如AA-、AAA-、C-和D-尺寸电池)或扁平电池(例如方形蓄电池和扣式电池)。基础碱性电池包括负极(阳极)、正极(阴极)、电解液、隔离体、正集电器和负集电器。常规基础碱性电化学电池的阴极在由例如氢氧化钾的含水碱性电解液润湿的混合物中包括二氧化锰(MnO2)和通常为石墨的导电含碳材料,所述石墨本如领域公知的例如为合成、天然或膨胀石墨或其混合物。在圆柱电池中,将阴极混合物压入环形环中并叠置在电池壳中,或可以将混合物直接挤压到壳中,该壳用作正集电器。基础碱性电池的阳极通常包括具有各种尺寸和形状的锌或锌合金颗粒,其与例如羧甲基纤维素(CMC)的胶凝剂和例如表面活性剂的其它添加剂一起被设置在例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学电池,包括:阳极;包括阴极活性材料的阴极,所述阴极活性材料包括混合物,所述混合物包括第一成分、第二成分以及第三成分,所述第一成分包括第一元素,所述第二成分包括第二元素,以及所述第三成分包括所述第一元素和第二元素;以 及隔离体,其被设置在所述阳极和所述阴极之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-6-4 60/577,292;US 2004-8-9 10/914,958;US 21.一种电化学电池,包括:阳极;包括阴极活性材料的阴极,所述阴极活性材料包括混合物,所述混合物包括第一成分、第二成分以及第三成分,所述第一成分包括第一元素,所述第二成分包括第二元素,以及所述第三成分包括所述第一元素和第二元素;以及隔离体,其被设置在所述阳极和所述阴极之间。2.如权利要求1所述的电化学电池,其中所述第一成分和第二成分还包括第三元素。3.如权利要求1所述的电化学电池,其中所述第一元素是锰。4.如权利要求1所述的电化学电池,其中所述第二元素是铜。5.如权利要求4所述的电化学电池,其中所述铜的含量相对于所述混合物为大于大约0.5重量%。6.如权利要求2所述的电化学电池,其中所述第三成分还包括第三元素。7.如权利要求6所述的电化学电池,其中所述第三元素是氧。8.如权利要求1所述的电化学电池,其中当所述阴极活性材料在半电池测试中以30mA的放电速率放电时,对于前20%的电池放电,所述阴极活性材料显示基本上至少为1.0V的连续放电分布。9.如权利要求1所述的电化学电池,其中所述第三成分由MxCuyOz表示,其中M是能够生成混合氧化物或络合物的元素,以及x≤20,y≤20,且z≤100。10.如权利要求9所述的电化学电池,其中M选自Mn、Ni、Co、Fe、Sn、V、Mo、Pb和Ag。11.如权利要求1所述的电化学电池,其中所述第一成分与第二成分的比值大于大约1∶100。-->12.如权利要求11所述的电化学电池,其中所述第一成分与第二成分的比值大于大约1∶20。13.如权利要求9所述的电化学电池,其中MxCuyOz具有这样的分子式,其中x基本等于3-y,以及z=4。14.如权利要求9所述的电化学电池,其中MxCuyOz具有这样的分子式,其中x基本等于2-y,以及z=2。15.如权利要求9所述的电化学电池,其中MxCuyOz为尖晶石型晶体结构。16.如权利要求9所述的电化学电池,其中MxCuyOz为黑铜矿型晶体结构。17.如权利要求9所述的电化学电池,其中所述第三成分还由AwMxCuyOz表示,其中A还包括一种其它金属,且w≤20。18.如权利要求17所述的电化学电池,其中所述其它金属选自于Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Mg、Sr、Ni和Ba。19.如权利要求9所述的电化学电池,其中所述第三成分是无定形的。20.如权利要求9所述的电化学电池,其中所述第三成分至少是部分晶体的。21.如权利要求1所述的电化学电池,其中所述第一成分包括氧化锰。22.如权利要求21所述的电化学电池,其中所述氧化锰包括二氧化锰。23.如权利要求1所述的电化学电池,其中所述第二成分包括铜的氧化物。24.如权利要求23所述的电化学电池,其中所述铜的氧化物包括氧化正铜。25.如权利要求1所述的电化学电池,其中在半电池测试中,在5mA恒定电流下至1.0V端点,所述阴极达到至少220mAh/g的放电容量。26.如权利要求1所述的电化学电池,其中在半电池测试中,在30mA恒定电流下至1.0V端点,所述阴极达到至少180mAh/g的放电容量。27.如权利要求1所述的电化学电池,其中所述隔离体包括膜,所述-->隔离体被配置为有效限制污垢阳极的可溶物质的迁移。28.如权利要求27所述的电化学电池,其中在所述阳极和阴极之间发生的基本全部流体连通都通过所述隔离体。29.如权利要求1所述的电化学电池,其中包括所述阴极活性材料的所述混合物的BET表面积为1m2/g至200m2/g。30.如权利要求1所述的电化学电池,其中所述阴极还包括导电添加剂,所述导电添加剂的含量相对于所述阴极为3重量%至8.5重量%。31.如权利要求30所述的电化学电池,其中所述导电添加剂选自于石墨炭和炭黑。32.如权利要求31所述的电化学电池,其中所述石墨炭包括天然、合成或膨胀石墨。33.如权利要求31所述的电化学电池,其中所述炭黑包括乙炔黑,所述乙炔黑的含量相对于整个阴极在下限为0.2重量%、上限为2重量%的范围内。34.如权利要求1所述的电化学电池,其中所述混合物的颗粒尺寸分布为0.1微米至200微米。35.如权利要求1所述的电化学电池,其中所述混合物还与以下至少一种物质组合:氧化铜、氧化锰、氧化银、以及氧化镍,以制得活性材料组合物。36.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:WC布尚P奇斯曼J兹洪E莫滕森E恩泽贝特K拉马斯瓦米VH乌D吉尔伯特J舍尔
申请(专利权)人:罗福科公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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