一种包含锌颗粒的阳极，其中至少约３０％重量的锌颗粒为球形。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池的阳极 相关申请的交叉引用本申请要求2003年6月17日提交的美国临时申请第60/479540号的优先权，该临时中请全部引入本文作为参考。
本专利技术涉及电池。
技术介绍
电池如碱性原电池常用作电源。一般地，电池包括负极(通常称为阳极)和正极(通常称为阴极)。阳极包含可被氧化的活性物质(例如锌颗粒)；阴极包含可被还原的活性物质(例如二氧化锰)。阳极活性物质能够还原阴极活性物质。为了防止阳极材料与阴极材料的直接反应，阳极和阴极通过隔板而彼此电绝缘。当电池用作诸如移动电话等装置的电源时，令阳极和阴极电接触，使得电子流过装置，并允许氧化和还原反应各自发生，以提供电力。与阳极和阴极接触的电解液包含流经电极之间的隔板的离子，以维持放电期间整个电池的电荷平衡。
技术实现思路
总体上，本专利技术涉及其阳极包含球形锌颗粒的电池。一方面，本专利技术的特征在于包含锌颗粒的阳极。至少约50％重量的锌颗粒(例如，至少约60％，至少约70％，至少约80％，至少约90％，或者至少约95％重量的锌颗粒)为球形。在一些实施方案中，锌颗粒是锌与铝、铋、钙、镓、铟、锂、镁、铅、锡或其组合的合金。另一方面，本专利技术的特征在于具有外壳以及该外壳内的阴极和阳极的电池。阳极包含球形的锌颗粒。在一些实施方案中，该电池为碱性电池。在某些实施方案中，该电池为AA型电池，AAA型电池，C型电池，或者D型-->电池。另一方面，本专利技术的特征在于制备锌颗粒的方法。该方法包括在氧小于约1％(例如氧小于约0.7％，小于约0.5％，小于约0.3％，小于约0.1％)的气氛中离心雾化熔融锌，制得锌颗粒。至少约30％重量的锌颗粒(例如至少约50％重量，至少约70％重量的锌颗粒)为球形。该方法还可以包括将锌颗粒加到阳极中。电池可通过将阳极和阴极装入电池外壳中来制备。通过说明书和附图以及权利要求书，更容易看出本专利技术的其它特征和优点。 附图说明图1是电池的实施方案之一的侧视图。图2是离心雾化装置的示意图。图3和3A分别是电池的另一实施方案的透视图。图3B是图3和3A的电池的截面图。 具体实施方式参照图1，电池10包括阴极12，阳极14，隔板16，及圆筒形外壳18。电池10还包括集电体20，密封件22，及充当电池负极端子的负极金属顶盖24。阴极12与外壳18接触，电池10的正极端子位于电池与负极端子相对的一端。碱性电解液分散于整个电池10中。电池10可以是例如AA、AAA、C或D型电池。阳极14包含锌金属颗粒。阳极中至少约30％重量的锌颗粒(例如阳极中至少约40％，至少约50％，至少约60％，至少约70％，至少约80％，至少约90％，或者至少约95％重量的锌颗粒)为球形。本文中所使用的“球形”是指锌颗粒具有约1.0～2.0或者约1.0～1.5(例如约1.0～1.25)的纵横比。锌颗粒的纵横比可根据两种方法测定。根据第一种方法，锌颗粒的纵横比等于其伸长比(elongation ratio)的倒数(即1/(伸长比))，其中所述伸长比是所测量到的锌颗粒直径与其垂直直径的最小比例。根据第二种方法，锌颗粒的纵横比等于锌颗粒的最长轴与该最长轴的平均中垂线的比。该测量可以利用锌颗粒的二维图像来进行。优选球形锌颗粒具有约100～约300μm的平均粒径(根据Sympatec低角-->度激光分析法测定)和约1.4～约1.8的σ。优选球形锌颗粒具有约50～250cm2/克，例如，约100～约150cm2/克的平均表面积(根据B.E.T.分析法测定)。球形锌颗粒可以是锌与铝、铋、钙、镓、铟、锂、镁、铅、锡或其组合的合金。举例来说，阳极14可以是锌凝胶，其包含锌金属颗粒、一种或多种胶凝剂及少量的添加剂如产气抑制剂。另外，部分电解质溶液分散于整个阳极中。胶凝剂的实例包括聚丙烯酸，聚丙烯腈，接枝的淀粉材料(例如淀粉接枝的聚丙烯酸、淀粉接枝的聚丙烯腈)，聚丙烯酸的盐，聚丙烯酸酯，羧甲基纤维素，羧甲基纤维素钠，或者它们的组合。这种聚丙烯酸的实例是Carbopol 940和934(得自B.F.Goodrich)和Polygel 4P(得自3V)，接枝的淀粉材料的实例是Waterlock A221(得自Grain Processing Corporation，Muscatine，IA)。聚丙烯酸盐的实例是Alcosorb G1(得自Ciba Specialties)。阳极可以包含例如约0.1～2％重量的胶凝剂。产气抑制剂可以是无机材料如铋、锡、铅和铟。作为选择，产气抑制剂也可以是有机化合物，如磷酸酯、离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂。离子型表面活性剂的实例公开于例如US 4777100中，该专利文献引入本文作为参考。阴极12包含二氧化锰、碳颗粒和粘结剂。电解质溶液也分散于整个阴极12中。所提供的重量百分数的高低是在电解质溶液已经分散之后测定的。二氧化锰可以是电解合成的MnO2(EMD)，也可以是化学合成的MnO2(CMD)，也可以是EMD和CMD的混合物。二氧化锰的销售商包括KerrMcGee，Co.(Trona D)；Chem Metals，Co.，Tosoh；Delta Manganese；MitsuiChemicals；及JMC。碳颗粒可以是阴极中常用的任何碳颗粒。例如，碳颗粒可以是石墨颗粒。石墨可以是合成或非合成的石墨，也可以是合成与非合成的石墨的混合物。适宜的石墨颗粒可以得自例如Brazilian Nacional de Grafite(Itapecerica，MGBrazil(MP-0702X))或者日本的Chuetsu Graphite Works，Ltd.(Chuetsu gradesWH-20A和WH-20AF)。举例来说，阴极可以包含约3～7％，如约4～6.5％重量的碳颗粒。粘结剂的实例包括聚乙烯粉末，聚丙烯酰胺，Portland水泥，及碳氟树-->脂如PVDF和PTFE。聚乙烯粘结剂的实例以商品名Coathylene HA-1681出售(得自Hoechst)。阴极可以包含例如约0.1％～1％重量的粘结剂。阴极12可以包含其它添加剂。这些添加剂的实例参见US 5342712，该专利文献引入本文作为参考。阴极12可以包含例如约0.2～2％重量的TiO2。隔板16可以具有电池隔板的任何常规结构。在一些实施方案中，隔板16可用两层无纺、非膜材料形成，一层沿着另一层的表面布置。为了使隔板16的体积最小化同时又提供有效的电池，无纺、非膜材料的每一层可以具有每平方米约54克的基重(basis weight)，约5.4mil的干燥时的厚度，及约10mil的湿润时的厚度。在这些实施方案中，优选隔板在无纺、非膜材料层之间不包括膜材料层或胶粘剂层。通常，这些层基本上不含填料如无机物颗粒。在其它实施方案中，隔板16包括与无纺材料结合的玻璃纸层。隔板还包括另一层无纺材料。玻璃纸层可以邻近阴极12或阳极14。无纺材料包含例如约78～82％重量的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包含锌颗粒的阳极，其中至少约５０％重量的锌颗粒为球形，每个球形锌颗粒的纵横比为约１．０～２．０，其中该纵横比等于锌颗粒的最长轴与该最长轴的平均中垂线的比。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-6-17 60/479,5401.一种包含锌颗粒的阳极，其中至少约50％重量的锌颗粒为球形，每个球形锌颗粒的纵横比为约1.0～2.0，其中该纵横比等于锌颗粒的最长轴与该最长轴的平均中垂线的比。2.根据权利要求1的阳极，其中至少约60％重量的锌颗粒为球形。3.根据权利要求2的阳极，其中至少约70％重量的锌颗粒为球形。4.根据权利要求3的阳极，其中至少约80％重量的锌颗粒为球形。5.根据权利要求4的阳极，其中至少约90％重量的锌颗粒为球形。6.根据权利要求5的阳极，其中至少约95％重量的锌颗粒为球形。7.根据权利要求1的阳极，其中所述锌颗粒包括含有一种或多种选自下列组分的锌合金：铝，铋，钙，镓，铟，锂，镁，铅，及锡。8.一种电池，其包括：外壳；电解液；外壳内的阴极；及外壳内的阳极，其中该阳极包含锌颗粒，且至少约50％重量的锌颗粒为球形，每个球形锌颗粒的纵横比为约1.0～2.0，该纵横比等于锌颗粒的最长轴与该最长轴的平均中垂线的比。9.根据权利要求8的电池，其中至少约60％重量的锌颗粒为球形。10.根据权利要求9的电池，其中至少约80％重量的锌颗粒为球形。11.根据权利要求10的电池，其中至少约95％重量的锌颗粒为球形。12.根据权利要求8的电池，其中该锌颗粒包括含有一种或多种选自下列组分的锌合金：铝，铋，钙，镓，铟，锂，镁，铅，及锡。13.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯科斯坦佐，林立凡，
申请(专利权)人：吉列公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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