DE2926788A1 - Wasserarme alkalische primaerzelle mit langer lebensdauer - Google Patents

Wasserarme alkalische primaerzelle mit langer lebensdauer

Info

Publication number
DE2926788A1
DE2926788A1 DE19792926788 DE2926788A DE2926788A1 DE 2926788 A1 DE2926788 A1 DE 2926788A1 DE 19792926788 DE19792926788 DE 19792926788 DE 2926788 A DE2926788 A DE 2926788A DE 2926788 A1 DE2926788 A1 DE 2926788A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cell
koh
sealing ring
water
primary cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19792926788
Other languages
English (en)
Other versions
DE2926788C2 (de
Inventor
Paul Dr Ruetschi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leclanche SA
Original Assignee
Leclanche SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leclanche SA filed Critical Leclanche SA
Publication of DE2926788A1 publication Critical patent/DE2926788A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2926788C2 publication Critical patent/DE2926788C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/04Cells with aqueous electrolyte
    • H01M6/06Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
    • H01M6/12Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with flat electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/04Cells with aqueous electrolyte
    • H01M6/06Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
    • H01M6/08Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with cup-shaped electrodes

Description

Leclanche S.A. Yverdon / VD (Schweiz)
WASSERARME ALKALISCHE PRIMAERZELLE MIT LANGER
LEBENSDAUER
909883/0815
Wasserarme alkalische Primärzelle mit langer Lebensdauer
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine wasserarme alkalische Primärzelle mit langer Lebensdauer mit einer positiven Elektrode aus Silberoxid
oder Quecksilberoxid, einer negativen Elektrode und
einem Alkalihydroxidelektrolyten.
Alkalische Miniaturbatterien finden Verwendung
in elektronischen Uhren, Herzschrittmachern, Schwerhörigenapparaten, Taschenrechnern und Telekommunikationsgeräten. Dank den Fortschritten in der Elektronik konnte der Stromverbrauch solcher Geräte in den letzten Jahren immer weiter gesenkt werden. Dadurch entstand eine Nachfrage nach immer kleineren Batterien. Bei
gewissen Anwendungen ist es besonders wünschenswert, ~ wenigstens eine Dimension der Batterie möglichst klein zu halten. Der Rau von ultraflachen, alkalischen Zellen bietet jedoch nicht unerhebliche technologische
Schwierigkeiten. Die Elektroden müssen sehr dünn gebaut und sehr nahe beieinander angeordnet werden.
Für viele Anwendungen ist die Lebensdauer von
grosser Wich-tigkeit. Mit abnehmendem Stromverbrauch
der elektronischen, batteriegespiesenen Geräte werden die Anforderungen an die Lebensdauer der Batterien
ständig erhöht. Für gewisse Anwendungen werden heute Lebensdauern von 5 bis 10 oder mehr Jahren angestrebt.
QuecksilBeroxid und Silberoxid besitzen in alkalischen Elektrolyten eine geringe, jedoch messbare
Löslichkeit. Die Auflösung des positiven aktiven Materials lässt sich, wie folgt beschreiben:
HgO Ht Hg(OH)2
Ag0O H2°' \ 0H 2Ag(OH)"
λ · 2
909883/0818
Die entstehenden gelösten Moleküle oder Anionen gelangen durch Diffusion im Elektrolyten zur negativen Elektrode. Dort werden sie reduziert, wobei eine äquivalente Menge von negativem Elektrodenmaterial oxydiert wird. Dies bedeutet einen entsprechenden Kapazitätsverlust für die Batterie. Dieser Vorgang führt also zu langsamer Selbstentladung.
In der schweizerischen Patentanmeldung 5302/77 wurde vorgeschlagen, die positive Elektrode aus zwei übereinander angeordneten Tabletten aufzubauen, wobei die obere der negativen Elektrode zugekehrte Tablette aus dem weniger löslichen und mehr stabilen j -MnO» besteht, welches die Diffusion von gelöstem Quecksilberoxid oder Silberoxid der unteren Tablette herabsetzt.
Für sehr flache Batterien müssen die beiden Tabletten sehr dünn gehalten werden, was nicht unerhebliche technische Schwierigkeiten bietet. Zudem wird die obere Elektrode mit abnehmender Dicke immer weniger wirksam in der Hinderung der Diffusion, gelöster Quecksilberoxid-oder Silberoxidmoleküle oder Anionen.
In der schweizerischen Patentschrift 607 343 wurde vorgeschlagen, die Diffusion der genannten gelösten Stoffe mittels einer sogenannten Filterelektrode .■ einzuschränken, welche die gesamte elektrochemische Oberfläche abdeckt. Auch diese Massnahme ist umso wirkungsvoller je dicker die Filterelektrode gebaut werden kann.
In ultraflachen Batterien ist die Höhe aber so beschränkt, dass nur äusserst dünne Filterelektroden eingesetzt werden können. In ultraflachen Batterien müssen auch die Separatorenschichten dünn gehalten
Ö09883/08T<5
-C-
und die eigentlichen Batterie-Elektroden sehr nahe beieinander angeordnet werden, was naturgemäss die unerwünschte Diffusion gelösten positiven Materials zwischen den Elektroden begünstigt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine galvanische Zelle mit alkalischem Elektrolyten, kleiner Abmessungen und einer langen Lebensdauer zu schaffen. Im weiteren besteht die Aufgabe darin, die durch die Diffusion bedingte Selbstentladung einzuschränken.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Zelle global nicht mehr Wasser enthält als der Formel
W nNa0H ' fNa0H + ΠΚ0Κ ' fK0H + nRb0H ' fRb0H
entspricht, wobei
W = Mol Wassergehalt pro Zelle pro
pro
Zelle
Zelle
nNa0H
nKOH
= Mol
= Mol
NaOH
KOH
pro Zelle
nRb0H = Mol RbOH 2,7
3,1
4,0
fNa0H
fK0H
= 2,0
= 2)4
= 2,8
bis
bis
bis
In spezieller Ausbildung kann die Primärzelle als ultraflache Miniaturzelle in Knopfform ausgeführt sein. Vorzugsweise bestehen die negativen Elektroden aus amalgamiertem Zink. Im weiteren können zwischen den Elektroden mit einem alkalischen Elektrolyten getränkte Separatorenschichten angeordnet sein.
Dank vorliegender Erfindung kann die Selbstentladung alkalischer Miniaturbatterien so stark ver-
909883/0815
mindert werden, dass eine Lebensdauer von 5 bis IO oder mehr Jahren erreicht werden kann. Bisher neigte man zur Ansicht, dass eine sehr lange Lebensdauer von beispielsweise 10 Jahren nur mit Litiumbatterien erreicht wird.
Im folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch eine ultraflache Knopfzelle,
Fig. 2 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Knopfzelle,
Fig. 3 den Verlauf der Kapazität als Funktion der Lagerdauer für eine herkömmliche Zelle (A) und eine Zelle gemäss der Erfindung (B) .
In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Gehäuse der alkalischen Primärzelle besteht im wesentlichen aus dem Deckel 1 und dem Becher 2. Der Deckel 1 und der Becher 2 können aus vernickeltem Stahlblech, rostfreiem Stahl oder einer nichtrostenden Nickellegierung bestehen. Auf der Innenseite des Deckels 1 ist eine Schicht.3 aus Kupfer oder Bronze angebracht. Auf dem Boden 4 des Bechers 2 ist eine elektrisch leitende Kontaktscheibe 5 aus Nickeldrahtnetz eingelegt. Der Rand der Kontaktscheibe -5 wird durch den Dichtungsring 6 auf den Boden 4 des Bechers 2 gepresst. Die auf dem Nickeldrahtnetz 5 angeordnete positive Elektrode 7 aus Silberoxid oder Quecksilberoxid berührt nur den zentralen Teil nicht aber den Rand der Kontaktscheibe 5. Wenigstens der Membranteil 10 der Separatorenschichten 9 — 11 ist am Rand zwischen dem Deckel 1 und dem Dichtungsring 6 eingeklemmt und weist die Form
909883/0815
einer flachen vorfabrizierten Schale mit einer geflanschten Randpartie 12 auf. Zwischen den Separatorenschichten 8 und dem Deckel 1 befindet sich die negative Elektrode 13 aus amalgamiertem Zink. Die der positiven Elektrode 7 zugekehrte Schicht 9 des Separators 8 besteht aus Polypropylenfilz, die mittlere Schicht ist eine Membran aus Polyäthylen-Metacrylsäure-Copolymerisat, und die der negativen Elektrode 13 zugekehrte Schicht 11 besteht wiederum aus Polypropylen.
Die innere Schicht 3 des Deckels 1 besteht vorzugsweise aus Kupfer oder Bronze. Der Dichtungsring 6 ist aus Nylon, Teflon oder Neopren gefertigt. Die Separatorenschichten 9-11 sind mit dem alkalischen Elektrolyten getränkt. Die Knopfzelle kann einen Durchmesser von beispielsweise 7,9 bis 11,6 mm und eine Höhe von beispielsweise 1,5 bis 3,5 mm aufweisen.
In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer ultraflachen Knopfzelle dargestellt. Die Separatorenschichten 9 und 10 sind am Rande jedoch zwischen dem Dichtungsring 6 und der Kontaktscheibe 5 eingeklemmt. Auch hier liegen charakteristischerweise die Separatorenschichten 9 und 10 in Form einer flachen Schale mit geflanschter Randpartie vor.
Eine wirkungsvolle Massnahme zur Verminderung der Diffusion von gelöstem Quecksilberoxid oder Silberoxid · besteht darin, den Wassergehalt der Zelle derart zu beschränken, dass gesamthaft in der Zelle pro Mol NaOH nicht mehr als 2,7 Mol H3O, pro Mol KOH nicht mehr
als 3,1 Mol H3O und pro Mol RbOH nicht mehr als 4 Mol
909883/0815
_ H2O vorhanden sind.
Beim Bau ultraflacher Knopf-Zellen gemäss der Erfindung wird die Tablette der positiven Elektrode -7 im wesentlichen innerhalb des Raumes, der vom Dichtungsring 4 und dem Zellendeckel 1 definiert ist, angeordnet. Der Dichtungsring 6 selber liegt praktisch direkt auf dem flachen Zellenboden 4 auf. Mit diesen Massnahmen wird erreicht, dass für die Tablette der positiven, aktiven Masse und eventuelle Filter- oder Schutz-Elektroden mehr Höhe zur Verfügung steht.
Die Anordnung nach Fig. 1 und 2 unterscheidet sich von früheren Knopfzellen-Konstruktionen, durch den schälenförmigen, geflanschten Separator 8 und eine positive Elektrode 7, welche im wesentlichen in dem vom Dichtungsring 6 und Deckel 1 gebildeten Raum untergebracht ist, jedoch nicht bis zur Randpartie des Bechers 2 unter dem Dichtungsring 6 reicht.
Aus dem Verlauf der Kurven gemäss Fig. 3 ist die ausserordentlich stark erhöhte Lagerfestigkeit einer alkalischen Miniatur Zelle nach Erfindung ersichtlich. Quecksilberoxid-Zink-Zellen von 11,4 mm Durchmesser und 3,5 mm Höhe wurden_hier einem beschleunigten Alterungs-Versuch unterworfen, indem sie bei der sehr hohen Temperatur von 75° C gelagert wurden. Von Zeit zu Zeit wurden Zellen dem Wärmeschrank entnommen und - dann bei Raumtemperatur über einen Widerstand von IO kitentladen.
Die Kurve A bezieht sich auf Resultate mit Zellen, welche einen herkömmlichen Elektrolyten, nämlich 40 %-ige KOHr enthielten. Die Separatoren bestanden aus einer Kombination von Polypropylenfilzen und Cellophanfolien. Die Kurve B zeigt Resultate einer Zelle mit genau gleichem Aufbau, welche aber einen erfindungsgemässen
9098S3/Q815
Elektrolyten mit 51,5 % KOH enthielten. Dazu wurden alle Zellen-Xomponenten vor dem Zusammenbau sorgfältig getrocknet. Im Vergleich mit den Zellen von Kurve A ergab sich eine ungefähr 3 mal bessere Lagerfähigkeit. Bei Raumtemperatur extrapoliert man für die Zellen von Kurve B eine Lebensdauer von über 10 Jahren.
Der Grund für die überraschende Verbesserung der Lagerfähigkeit ist die Verminderung der Diffusion von gelöstem Quecksüberoxid, welche dank der Verwendung des wasserarmen, erfxndungsgemässen Zellen-Aufbaus erzielt wird.jDas Verhältnis der Anzahl Mole Wasser zur Anzahl Mole Alkalihydroxid, welche in einer alkalischen Primär-Zelle vorhanden sind, übt auf ihre Selbstentladung einen bisher unbeachteten, überraschenden Einfluss aus.
Die alkalische Primärzelle gemäss der Erfindung enthält beispielsweise pro Mol Kaliumhydroxid, (KpH), nicht mehr als 3,1 Mol Wasser (HO).
Das heisst, dass pro kg Wasser (55,5 Mol HJ3) mindestens 18 Mol KOH vorhanden sein müssen (Molalität m = 18). Für reine KOH Lösung würde dies bei 20° C einer Dichte von 1,513 g/cm und einer pro Gewichtseinheit ausgedrückten Konzentration von 50,25 % KOH und einer Mol/l Konzentration von 13,5 entsprechen. Die nach Erfindung in Rechnung zu setzende Anzahl Mole Alkalihydroxid z. B. KOH entspricht der gesamthaft vorliegenden Zahl der Aeguivalente Alkali, z. B. K.
Die in Rechnung zu setzende Anzahl Mole H_0 entspricht dem totalen Wassergehalt der Zelle, nach Abzug des Gewichtes des Alkalihydroxids, in der Form MOH wobei M = Na , K oder Rb . Diese Präzisierung ist nötig für Elektrolyte, welche Zinkoxid enthalten, und in denen das Gleichgewicht
ZnO + 2KOH K ZnO + H3O
909883/0815
eingestellt ist.
Die bisherige technische Literatur, und insbesonders gewichtige neuere Patentschriften, empfehlen sehr viel kleinere Elektrolyt-Konzentrationen, wie nachstehende Tabelle zeigt.
909883/0815
Tabelle 1
Bisherig gebräuchliche Elektrolytkonzentration in alkalischen Primär-Zellen
Literatürsteile
Batterie- Empfohlene System Elektrolyt-Konzentration ohne Zinkat
S. Il "
Rubens, The Primary Battery,
W. Fletcher, U.S. Patents I HgO-Zn 40 % KOH KOH
Ec 1. G. Heise and N.C. Cahoon, 427'2O3 and 3'418'172
J. Wiley, New York 1971, Vol. 1, Kordesch and A. Kozawa, 33% KOH
Ρ 207. S. Patent 3'945'847
Ε. A. Schumacher/ The Primary Kordesch., U.S. Patent ■p KOH 10 N = 40 %
Il
Battery, Ed. G. Heise and N.C.
Oll1103 NaOH 12 N = 35 %
Cahoon, J. Wiley, New York 1971, P. Dirkse, The Primary Battery
Vol. Ip. 179 . G.W. Heise and N.C. Cahoon, HgO-Zn 40 % KOH
R. Wiley, New York, 1971, Vol. 1
3' 229 MnO- - Zn 37 % KOH
K. Sayed Megahed U.S. Patents
U. 048*405 and 4'O15fO56 MnO2 - Zn 35 % KOH
K. Langan, N. Smilanich and
4' Kozawa, U.S. Patent 4'015'055
T. Ag2O-Zn 30-40 % KOH
Ed
J.
p. AgO - Zn 40 %
El
4' CAg2O -Zn
L. I AgO - Zn
A.
909883/0816
Am nachfolgenden Beispiel soll der Unterschied zwischen bisheriger Praxis und der vorliegenden Erfindung noch weiter verdeutlicht werden.
Nach US 3'418"177 enthält eine Quecksilber-Zink Knopfzelle vom Typ 675, mit einem Durchmesser von 11,6 mm und einer Höhe von 5,4 mm, eine Zinkelektrode bestehend aus 0,25 bis 0,28 g Zinkpulver. Diese Zinkelektrode wird zunächst mit 0,035 bis 0,045 g Kalilauge (KOH) 40 %-iger Konzentration benetzt. Nachher wird der Rest des Elektrolyten, nämlich 0,105 bis 0,115 g Kalilauge, ebenfalls 40 %-iger Konzentration, auf den Separator dosiert. Die Zelle enthält dann total 0,15 g Kalilauge 40 %-iger Konzentration, d. h. 0,06 g KOH und 0,09 g H-O. Mit den Molekular-Gewichten von 56
für KOH und 18 für Wasser ergibt dies ein Mol-Verhältnis von 1,07 " 10~3 KOH zu 5 ' 10~ H2O, oder pro Mol KOH also 4,67 Mol H3O.
Dagegen würde eine gleiche Zelle nach Erfindung z. B. 0,15 g KOH Elektrolyt einer Konzentration von
z. B. 51,5 % enthalten, entsprechend einem Moleverhältnis KOH zu H3O von 2,9.
Bei der Berechnung des Molverhältnisses KOH: H-O nach Erfindung muss berücksichtigt werden, dass andere Zellen-Komponenten, wie die positive aktive Masse, Separatoren, Dichtungsringe, Gelierungsmittel für den Elektrolyten, etc., ebenfalls noch Wasser enthalten können. Es war bisher sogar üblich, die positive, aktive Masse vor dem Tablettieren mit Wasser oder verdünnten Alkalihydroxidlösungen anzufeuchten. Oft enthalten positive Elektroden auch noch Mangandioxid, welches bekanntlich physikalisch und chemisch gebundenes Wasser enthält.
Bei der Berechnung des korrekten MolVerhältnisses Alkalihydroxid zu Wasser, muss, nach Erfindung, das
909883/0815
Wasser der genannten Zellkomponenten zum Wasser des zudosierten Elektrolyten hinzugezählt werden. Das laut Erfindung einzuhaltende Mol-Verhältnis Alkalihydroxid zu Wasser enthält das in den übrigen Zel!komponenten enthaltene Wasser, insofern es sich mit dem Elektrolyten ins Gleichgewicht setzen kann.
Das Wasserglexchgewicht in der Zelle stellt sich wahrscheinlich über das Wasserdampfdruck-Gleichgewicht ein. In einer Zelle nach Erfindung mit einem KOH Elektrolyt beträgt beispielsweise der Wasserdampfdruck bei 20 C, nach Einstellung des Gleichgewichtes, weniger als 6 mm Hg.
Das Verhältnis Alkalihydroxid-Wasser muss der Natur des Alkalihydroxids angepasst werden. Die erlaubte Zahl der Mole Wasser pro Mol Alkalihydroxid beträgt für NaOH 2,0 bis 2,7 für KOH 2,4 bis 3,1 und für RbOH 2,8 bis 4,0.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, in gewissen Fällen Mischungen von Alkalihydroxiden zu verwenden. Insbesonders Zusätze von z. B. Kaliumhydroxid zu Natriumhydroxid, oder Rubidiumhydroxid zu Kaliumhydroxid, gestatten eine willkommene Erniedrigung des Gefrierpunktes der Lösungen, ohne dass ihre vorteilhafte Eigenschaften in Bezug auf die Selbstentladung beeinflusst werden. In solchen Fällen wird die : total erlaubte Wassermenge pro Zelle additiv aus den Mengen der entsprechenden Alkalihydroxide errechnet. Statt Alkalihydroxide zu mischen, ist es manchmal von Vorteil, die negative Elektrode und die po?i~ tive Elektrode getrennt, und je mit verschiedenen Elektrolyten, zu benetzen. So kann die negative Elektrode z. B. mit Natriumhydroxidlösung, und die positive Elektrode mit Kalium- oder Rubidiumhydroxidlösung benetzt werden.
909883/0818
Des weiteren kann die anfängliche Elektrolyt-Konzentration in der negativen Elektrode ζ. Β. höher gewählt werden als in der positiven Elektrode. Damit wird z. B. eine schnellere anfängliche Durchnetzung der positiven Elektrode erreicht.
In allen diesen Fällen wird aber der gesamthaft erlaubte Wassergehalt pro Zelle additiv nach folgender Formel errechnet:
W = (nNa0H ■' fNa0H} + (nKOH ' ^0H5 + (nRb0H "'.^ w = Mole H?O pro Zelle
η = Mole NaOH pro Zelle
ηκοκ = Mole KOH 2 pro Zelle
nRb0H = Mole RbOH 3 pro Zelle
fNa0H = 2,0 bis 4 ,7
fROH = 2,4 bis ,1
fRb0H = 2,8 bis ,0
Weiter hat es sich in der Praxis der vorliegenden Erfindung auch als von Vorteil erwiesen, die positive Elektrode, und insbesonders das in ihr eventuell enthaltene MnO„, vollkommen zu trocknen, um eine unerwünschte, unkontrollierbare Abgabe von HO durch die positive Elektrode an den Elektrolyten zu vermeiden.
Es genügt also nicht bei der Fabrikation der Zellen einfach die Konzentration des zudosierten Elektrolyten zu überwachen und in den angegebenen Grenzen zu halten. Zur Erzielung der Vorteile der gegenwärtigen Erfindung muss der gesamte Wassergehalt der Zelle berücksichtigt werden.
Es ist bekannt, dass ungetrocknetes J*-MnO bis 5 % H-O enthalten kann. Eine positive Elektrode welche 1,5 g wiegt und 10 % ungetrocknetes V-Mno_ enthält,
909883/0815
könnte also beispielsweise bis 7,5 mg H-O an den Elektrolyten abgeben. Wenn die zudosierte Elektrolytenmenge gesamthaft aber nur 75 mg H_0 enthält, könnte das vom Ϋ" MnOp abgegebene Wasser schon eine merkliche Elektrolytverdünnung verursachen.
Der nach Erfindung empfohlene Wassergehalt kann in den angegebenen Grenzen den jeweiligen Temperaturverhältnissen der Verwendung der Zellen angepasst werden. In Herz-Schrittmachern, bei denen die Verwendungs-Temperatur 37° C beträgt, können Wassergehalte bis zur untersten angegebenen Grenze verwendet werden.
In elektronischen Uhren, bei denen die Zellen auch noch bei Temperaturen von z. B. 0 C funktionieren sollen, werden Wassergehalte nahe bei den oberen, angegebenen Grenzen, sowie die Verwendung von Kalium- und insbesonders Rubidiumhydroxid bevorzugt.
Das bei der Entladung der Zinkelektroden entstehende Zinkat scheint ebenfalls eine gefrierpunktserniedrigende Wirkung auszuüben. Es ist anzunehmen, dass durch die Zunahme der Zinkatkonzentration im Elektrolyten im Laufe der Entlaldung, welche dann stattfindet, wenn der Elektrolyt nicht schon ursprünglich beim Eindosieren mit Zinkat gesättigt ist,
HgO + Zn + 20H~ ► Hg + ZnO2"2 + H3O
effektiv Wasser aus 0H-Ionen freigesetzt wird, was einer effektiven Verdünnung gleichkommt.
Die Elektrolytzusammensetzung gemäss der Erfindung eignet sich insbesonders zur Verwendung in ultraflachen Knopfzellen.
809883/0815

Claims (6)

  1. Leclanche S.A.
    PATENTANSPRUECHE
    ' X: Wasserarme alkalische Primärzelle mit langer Lebensdauer mit einer positiven Elektrode aus Silberoxid oder Quecksilberoxid, einer negativen Elektrode und einem Alkalihydroxid-Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle global nicht mehr Wasser enthält als der Formel
    W = 11NaOH * fNa0H + 31KOH * fK0H + nRb0H * fRb0H entspricht, wobei
    W = Mol Wassergehalt pro Zelle pro Zelle nNa0H = Mol NaOH pro Zelle η
    KOH
    = Mol KOH pro Zelle
    31RbOH = Mol RbOH 2,7 fNa0H = 2,0 bis 3,1 fK0H = 2,4 bis 4,0 = 2,8 bis
  2. 2. Primärzelle naeh Patentanspruch 1 in Ausführung einer ultraflachen Knopfzelle, dadurch gekennzeichnet, dass ein Separator (S) in Form einer am Rande einen Flansch (12) aufweisenden Schale zwischen der positiven und der negativen Elektrode (7, 13) angeordnet ist und der geflanschte Rand (12) des Separators (8) zwischen dem Deckel (1) der Zelle und einem Dichtungsring (6) eingeklemmt ist.
    909883/0815
  3. 3. Primärzelle nach Patentanspruch 1 in Ausführung einer ultraflachen i'nopf zelle, dadurch gekennzeichnet, dass ein Separator (8) in Form einer am Rande einen Flansch (12) aufweisenden Schale zwischen der positiven und der negativen Elektrode (7, 13) angeordnet ist und der geflanschte Rand (12) des Separators (8) zwischen einem Dichtungsring (6) und dem Boden (4) der Zelle eingeklemmt ist.
    einem der vorangehenden
  4. 4. Primärzelle nachvPatentansprüche in Ausführung einer
    ultraflachen Knopfzelle, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden (4) eines den positiven Pol bildenden Bechers (2) eine elektrisch leitende Kontaktscheibe (5) in Form eines Nickeldrahtnetzes eingelegt ist und dass diese Kontaktscheibe (5) am Rande durch den Dichtungsring
    (6) auf den Boden (4) des Bechers (2) angepresst wird.
    einem der vorangehenden
  5. 5. Primärzelle nachvpatentansprüche m Ausführung
    einer ultraflachen Knopfzelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Tablette der positiven Elektrode (7) im wesentlichen in einem Raum untergebracht ist, welcher durch, den Dichtungsring (6) und den Zellendeckel (1) begrenzt wird aber nicht bis zur Randpartie des Bechers (2) "unter dem Dichtungsring (6) reicht.
    ... ,, einem der vorangehenden _ ,
  6. 6. Primärzelle nacnvPatentanspruche- , dadurch gekennzeichnet, dass die positive Elektrode (7) und die negative Elektrode (13) getrennt mit verschiedenen Elektrolyten benetzt sind.
    909883/0815
DE2926788A 1978-07-06 1979-07-03 Wasserarme alkalische Primärzelle mit langer Lebensdauer Expired DE2926788C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH735378A CH639512A5 (de) 1978-07-06 1978-07-06 Wasserarme alkalische primaerzelle mit langer lebensdauer.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2926788A1 true DE2926788A1 (de) 1980-01-17
DE2926788C2 DE2926788C2 (de) 1982-12-09

Family

ID=4323803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2926788A Expired DE2926788C2 (de) 1978-07-06 1979-07-03 Wasserarme alkalische Primärzelle mit langer Lebensdauer

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4209574A (de)
JP (1) JPS5928946B2 (de)
CH (1) CH639512A5 (de)
DE (1) DE2926788C2 (de)
FR (1) FR2430670A1 (de)
GB (1) GB2028565B (de)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4457990A (en) * 1982-03-19 1984-07-03 Union Carbide Corporation Thin miniature cell construction with reshaped gasket
JPS5942776A (ja) * 1982-05-03 1984-03-09 レイオバツク・コ−ポレ−シヨン 第2膨張スペ−スを有する電池
JPS61163975A (ja) * 1985-01-16 1986-07-24 Nissan Chem Ind Ltd 導電性塗料組成物
GB2195201A (en) * 1986-08-01 1988-03-30 Univ City Batteries having an aqueous alkaline electrolyte
US5134046A (en) * 1990-04-04 1992-07-28 Ultralife Batteries, Inc. Battery with metal foil coated plastic housing
JPH04366547A (ja) * 1991-06-12 1992-12-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガス減極式構成電池
FR2680270A1 (fr) * 1991-08-07 1993-02-12 Alsthom Cge Alcatel Boitier d'equipement electronique comprenant un dispositif de stockage de l'energie electrique.
US5727901A (en) * 1996-01-18 1998-03-17 Rennie; David G. Collection tank
US5547781A (en) * 1994-03-02 1996-08-20 Micron Communications, Inc. Button-type battery with improved separator and gasket construction
US5587259A (en) * 1994-03-09 1996-12-24 Rayovac Corporation Metal-air cathode and cell having a hardened current collecting substrate
US5494495A (en) * 1994-10-11 1996-02-27 Micron Communications, Inc. Method of forming button-type batteries
KR100360321B1 (ko) * 1994-12-01 2003-01-24 마이크론 테크놀로지 인코포레이티드 버튼형배터리제조방법및버튼형배터리절연밀봉개스킷
US5755831A (en) 1995-02-22 1998-05-26 Micron Communications, Inc. Method of forming a button-type battery and a button-type battery with improved separator construction
US5591541A (en) * 1995-05-05 1997-01-07 Rayovac Corporation High steel content thin walled anode can
US5733676A (en) * 1995-05-05 1998-03-31 Rayovac Corporation Metal-air cathode can and electrochemical cell made therewith
US5658356A (en) 1995-05-05 1997-08-19 Rayovac Corporation Metal-air cathode can having reduced corner radius and electrochemical cells made therewith
US5582932A (en) * 1995-05-05 1996-12-10 Rayovac Corporation Tempered thin-walled cathode can
US5582930A (en) * 1995-05-05 1996-12-10 Rayovac Corporation High energy density metal-air cell
US6248463B1 (en) 1997-05-05 2001-06-19 Rayovac Corporation Metal-air cathode can and electrochemical cell made therewith
US6833217B2 (en) * 1997-12-31 2004-12-21 Duracell Inc. Battery cathode
US6205831B1 (en) 1998-10-08 2001-03-27 Rayovac Corporation Method for making a cathode can from metal strip
WO2000051197A1 (en) 1999-02-26 2000-08-31 The Gillette Company High performance alkaline battery
US6489054B2 (en) 2001-04-19 2002-12-03 Zinc Matrix Power, Inc. Battery case with edge seal
SG104277A1 (en) * 2001-09-24 2004-06-21 Inst Of Microelectronics Circuit for measuring changes in capacitor gap using a switched capacitor technique
WO2010111567A1 (en) 2009-03-27 2010-09-30 Zpower, Inc. Improved cathode
JP2013541815A (ja) 2010-09-24 2013-11-14 ゼットパワー, エルエルシー カソード
US9634359B2 (en) 2010-11-15 2017-04-25 Zpower, Llc Electrolyte for zinc-based rechargeable batteries, method for producing the same and batteries including said electrolyte
EP2901516B1 (de) 2012-09-27 2017-06-14 ZPower, LLC Kathode
JP7141954B2 (ja) * 2019-01-18 2022-09-26 セイコーインスツル株式会社 偏平型ボタン電池

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2683102A (en) * 1951-03-23 1954-07-06 Roger S Coolidge Electrolyte for alkaline storage batteries
DE1174382B (de) * 1960-06-10 1964-07-23 Yardney International Corp Elektrolyt fuer Akkumulatoren, insbesondere fuer alkalische Akkumulatoren
DE1421581B2 (de) * 1960-10-06 1971-10-07 Mallory Batteries Ltd , Crawley, Sussex (Großbritannien) Primaerelement mit einem metallenen positiv gepolten becher und mit einer in das offene ende des bechers eingesetzten von einer zentral durchbrochenen isolierschicht bedeckten schei benfoermigen negativen zinkelektrode
DE2326824A1 (de) * 1972-05-31 1973-12-13 Accumulateurs Fixes Alkalischer akkumulator mit negativer zinkelektrode
DE2856403A1 (de) * 1977-12-29 1979-07-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Silberoxid-primaerzelle

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE290748C (de) * 1914-11-12
BE461534A (de) * 1945-07-10
FR1409855A (fr) * 1964-07-21 1965-09-03 Accumulateurs Fixes Perfectionnements aux accumulateurs alcalins
US3427203A (en) * 1966-07-20 1969-02-11 Esb Inc Large surface area electrodes and a method for preparing them
JPS5435653B2 (de) * 1974-12-04 1979-11-05
US4015055A (en) * 1975-09-29 1977-03-29 Union Carbide Corporation Metal oxide cells having low internal impedance
US4084045A (en) * 1976-02-24 1978-04-11 E. I. Du Pont De Nemours & Company Galvanic cells employing uncompressed particles of FeS as the cathode
US4048405A (en) * 1976-03-15 1977-09-13 Esb Incorporated High drain rate, primary alkaline cell having a divalent silver oxide/monovalent silver oxide depolarizer blend coated with a layer of silver
ZA766559B (en) * 1976-03-15 1977-12-28 Esb Inc An improved alkaline primary cell
US4011103A (en) * 1976-03-29 1977-03-08 Union Carbide Corporation Cathode contact member for alkaline round cells
CH607343A5 (de) * 1976-04-30 1978-12-15 Leclanche Sa
JPS536835A (en) * 1976-07-07 1978-01-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flat battery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2683102A (en) * 1951-03-23 1954-07-06 Roger S Coolidge Electrolyte for alkaline storage batteries
DE1174382B (de) * 1960-06-10 1964-07-23 Yardney International Corp Elektrolyt fuer Akkumulatoren, insbesondere fuer alkalische Akkumulatoren
DE1421581B2 (de) * 1960-10-06 1971-10-07 Mallory Batteries Ltd , Crawley, Sussex (Großbritannien) Primaerelement mit einem metallenen positiv gepolten becher und mit einer in das offene ende des bechers eingesetzten von einer zentral durchbrochenen isolierschicht bedeckten schei benfoermigen negativen zinkelektrode
DE2326824A1 (de) * 1972-05-31 1973-12-13 Accumulateurs Fixes Alkalischer akkumulator mit negativer zinkelektrode
DE2856403A1 (de) * 1977-12-29 1979-07-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Silberoxid-primaerzelle

Also Published As

Publication number Publication date
FR2430670A1 (fr) 1980-02-01
GB2028565B (en) 1983-03-30
CH639512A5 (de) 1983-11-15
US4209574A (en) 1980-06-24
GB2028565A (en) 1980-03-05
FR2430670B1 (de) 1984-09-14
JPS5928946B2 (ja) 1984-07-17
DE2926788C2 (de) 1982-12-09
JPS5533788A (en) 1980-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2926788C2 (de) Wasserarme alkalische Primärzelle mit langer Lebensdauer
US5626988A (en) Sealed rechargeable cells containing mercury-free zinc anodes, and a method of manufacture
DE69434150T2 (de) Elektrochemische zelle mit zinkanode
DE2807033C3 (de) Alkalische galvanische Zelle
JPH08510355A (ja) 二酸化マンガンカソードを有する一次電気化学電池用添加剤
DE60007138T2 (de) Alkalische zelle mit verbesserte anode
DE2420144C3 (de) Abgeschlossenes Silber-Zink-Element für niedere Entladungsrate
US4056664A (en) Electrochemical cell having an AgO electrode discharging at an Ag2 O voltage level
DE2544312A1 (de) Wiederaufladbare elektrochemische zelle oder elektrischer akkumulator
US3839089A (en) Water activated lead acid storage battery cell having dry discharged electrodes
US4250234A (en) Divalent silver oxide cell
DE2437183B2 (de) Alkalisches galvanisches Element und Verfahren zu seiner Herstellung
US3236690A (en) Rechargeable alkaline cell and liquid phase-containing amalgam anode therefor
US3990916A (en) Silver oxide cell
EP0030752B1 (de) Galvanische Primär-Zelle für kleine Lastströme und lange Lager- und Gebrauchsdauer
US4306005A (en) Alkaline primary cell with cathode of potassium permanganate with lithium hydroxide
EP0239674A1 (de) Galvanisches Primärelement
US1174798A (en) Galvanic cell.
EP0552441B1 (de) Gasdicht verschlossener alkalischer Akkumulator in Knopfzellenform
DE1771604B2 (de) Wiederaufladbares braunstein/zinkelement mit alkalischem elektrolyten, bei dem die kapazitaet der zinkelektrode weniger als 40% der tatsaechlichen kapazitaet der braunsteinelektrode betraegt
JPS55133765A (en) Silver battery
DE1596140C (de) Galvanische Stapelbatterie, deren Zellen eine einem Alkalielektrolyt sowie Stärke- und Weizenmehlverdicker aufweisende Separatormembran enthalten
DE2043891C (de) Primäres Zink-Braunstein-Element mit einer ringförmigen Depolarisatorelektrode und einer in der Depolarisatorelektrode rohrförmig angeordneten Zinkpaste
JPH0452595B2 (de)
JPS59167963A (ja) 酸化銀電池

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8339 Ceased/non-payment of the annual fee