[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 1898823A [43]公开日2007年1月17日
[21]申请号200480028830.X [22]申请日2004.08.09
[21]申请号200480028830.X
[30]优先权
[32]2003.08.08 [33]US [31]60/493,695
[32]2003.12.10 [33]US [31]60/528,414
[32]2004.06.04 [33]US [31]60/577,292
[86]国际申请PCT/US2004/025895 2004.08.09
[87]国际公布WO2005/015665 EN 2005.02.17
[85]进入国家阶段日期2006.04.03[71]申请人罗福科公司
地址美国威斯康星州
[72]发明人D·布恩 W·C·布尚 P·奇斯曼 G·戴
维森 M·德斯蒂芬 Z·金 J·吕克 E·
莫滕森 E·恩泽贝特 K·拉马斯瓦米 S·
萨任 V·乌
[74]专利代理机构北京市中咨律师事务所代理人杨晓光 李峥
[51]Int.CI.H01M 4/48 (2006.01)H01M 4/58 (2006.01)
权利要求书 9 页 说明书 50 页 附图 20 页
[54]发明名称
高容量碱性电池
[57]摘要
在阳极和阴极之间的隔板。氧化物可以具有大于0.
5m 2/g的表面积，阴极可以包括增大电池放电电压
更低的电压。添加剂可以具有在由0.5m 2/g的下限
和100m 2/g的上限限定的范围内的表面积。阳极可
以包括低于0.025％的汞的量。
200480028830.X权 利 要 求 书第1/9页 1.一种电化学电池，包括：
阳极；
包括铜的氧化物的阴极，所述铜的氧化物具有大于0.5m2/g的表面积；以及
隔板，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，其中所述铜的氧化物被以颗粒形式包含。
3.如权利要求1所述的电化学电池，其中所述阳极包括颗粒尺寸分布在200微米范围内的锌。
4.如权利要求3所述的电化学电池，其中所述颗粒尺寸分布基本上在100到250微米之间。
5.如权利要求4所述的电化学电池，其中所述颗粒尺寸分布基本上以大约100微米为中心。
6.如权利要求3所述的电化学电池，其中所述颗粒尺寸分布基本上以大约175微米为中心。
7.如权利要求3所述的电化学电池，其中所述颗粒尺寸分布基本上以大约250微米为中心。
8.如权利要求3所述的电化学电池，其中所述颗粒尺寸分布基本上以大约300微米为中心。
9.如权利要求1所述的电化学电池，其中所述阴极还包括金属氧化物添加剂。
10.如权利要求9所述的电化学电池，其中所述添加剂还包括电极材料，相比于所述铜的氧化物，所述电极材料在放电的初始部分提供更高的对锌的工作电压。
11.如权利要求10所述的电化学电池，其中所述添加剂选自E M D、CMD、NiO、NiOOH、Cu(OH)2、氧化钴、PbO2、AgO、Ag2O、Cu2Mn2O4、
和Cu2Ag2O4、Cu2Ag2O3、CuAgS和CuAg3S。
12.如权利要求1所述的电化学电池，其中所述阴极还包括通常由M x Cu y O z表示的铜基混合氧化物材料，其中：
M是能够生成混合氧化物或复合物的可溶元素；
1≤x≤5；
1≤y≤5；以及
1≤z≤20。
13.如权利要求12所述的电化学电池，其中M选自M n、N i、C o、Fe、Sn、V、Mo、Pb和Ag。
14.如权利要求12所述的电化学电池，其中所述铜基混合氧化物材料还由AM x Cu y O z表示，其中A是金属。
15.如权利要求1所述的电化学电池，其中所述阴极还包括这样的添加剂，所述添加剂当单独使用时相比于所述氧化物具有更低的放电电压，其中组合的所述氧化物和添加剂相比于任一单独的所述氧化物或添加剂产生更高的放电电压。
16.如权利要求15所述的电化学电池，其中所述添加剂选自元素硫、硒、碲及其化合物。
17.如权利要求16所述的电化学电池，其中所述添加剂包括铜的硫化物。
18.如权利要求17所述的电化学电池，其中所述添加剂包括C u S。
19.如权利要求18所述的电化学电池，其中所述阴极还包括摩尔比基本上在0.5∶1和1.5∶1之间的CuO/CuS。
20.如权利要求19所述的电化学电池，其中所述摩尔比基本上为1∶1。
21.如权利要求1所述的电化学电池，其中所述氧化物具有在由0.5 m2/g的下限和100m2/g的上限限定的范围内的表面积。
22.如权利要求1所述的电化学电池，其中所述氧化物具有在由5m2/g 的下限和30m2/g的上限限定的范围内的表面积。
23.如权利要求21所述的电化学电池，其中所述表面积基本上为60m2/g。
24.如权利要求21所述的电化学电池，其中所述氧化物具有在由0.1微米的下限和150微米的上限限定的范围内的颗粒尺寸。
25.如权利要求24所述的电化学电池，其中所述范围还由1微米的下限限定。
26.如权利要求24所述的电化学电池，其中所述范围还由50微米的上限限定。
27.一种电化学电池，包括
阳极；
阴极，该阴极包含铜的氧化物，所述氧化物具有＞0.5m2/g的表面积，以及对所述氧化物的添加剂，所述添加剂相比于所述氧化物具有更低的放电电压，其中组合的所述氧化物和添加剂相比于任一单独的所述氧化物或添加剂产生更高的放电电压；以及
隔板，其被设置在所述阳极和阴极之间。
28.如权利要求27所述的电化学电池，其中所述氧化物包括氧化铜。
29.如权利要求28所述的电化学电池，其中所述添加剂包括铜的硫化物。
30.如权利要求29所述的电化学电池，其中所述硫化物包括C u S。
31.如权利要求30所述的电化学电池，其中所述阴极还包括摩尔比基本上在0.5∶1和1.5∶1之间的CuO/CuS。
32.如权利要求31所述的电化学电池，其中所述阴极还包括摩尔比基本上在0.8∶1和1.2∶1之间的CuO/CuS。
33.如权利要求31所述的电化学电池，其中所述摩尔比基本上为1∶1。
34.如权利要求27所述的电化学电池，其中所述隔板(i)包括聚合物，以及(ii)被设置成有效限制阻碍阳极的可溶物质从所述阴极迁移到所述阳极。
35.如权利要求27所述的电化学电池，其中所述隔板还包括具有相对侧面的聚合物膜，所述聚合物膜能够有效限制可溶铜物质和可溶硫物质从所述聚合物膜的一侧迁移到所述聚合物膜的另一侧。
36.如权利要求27所述的电化学电池，其中所述隔板(i)还包括聚乙烯醇膜，以及(ii)被设置成有效限制阻碍阳极的可溶物质迁移到所述阳极。
37.如权利要求36所述的电化学电池，其中在所述阳极和阴极之间的基本全部流体连通都通过所述隔板，并且其中所述隔板有效限制可溶铜物质和可溶硫物质从所述阴极迁移通过所述隔板到达所述阳极。
38.如权利要求27所述的电化学电池，还包括与所述阳极和阴极流体连通的碱性含水主体电解质，基本全部所述流体连通都通过所述隔板，所述隔板适于有效地限制至少一种阻碍阳极的可溶物质从所述阴极迁移通过所述隔板到达所述阳极。
39.如权利要求27所述的电化学电池，其中所述添加剂选自元素硫、硒、碲及其化合物。
40.一种电化学电池，包括：
阳极；
阴极，该阴极包含铜的氧化物和对所述氧化物的添加剂，所述添加剂具有在由0.5m2/g的下限和100m2/g的上限限定的范围内的表面积，其中所述添加剂相比于所述氧化物具有更低的放电电压，其中组合的所述氧化物和添加剂相比于任一单独的所述氧化物或添加剂具有更高的放电电压；以及
隔板，其被设置在所述阳极和阴极之间。
41.如权利要求40所述的电化学电池，其中所述添加剂包括铜的硫化物。
42.如权利要求41所述的电化学电池，其中所述添加剂包括C u S。
43.如权利要求42所述的电化学电池，其中所述阴极还包括摩尔比基本上在0.5∶1和1.5∶1之间的CuO/CuS。
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