专利名称：筛选阴极活性材料的方法
技术领域：
本发明涉及电池、以及相关的组件及方法。
背景技术：
电池或电化学电池是通常使用的电能来源。诸如碱性电池的电池包含通常称作阳极的负极和通常称作阴极的正极。阳极包含可被氧化的活性材料；阴极包含或消耗可被还原的活性材料。阳极活性材料能够还原阴极活性材料。在诸如NiOOH-Si —次电池的碱性电池中，阴极能够包含诸如羟基氧化镍的活性材料，并且阴极还能够包含增强阴极导电性的碳颗粒和粘结剂。阳极能够由包含锌粒的凝胶形成。分隔体设置在阴极和阳极之间。分散在整个电池中的碱性电解质溶液可以是诸如氢氧化钾的氢氧化物溶液。当电池用作装置中的电能来源时，使阳极和阴极进行电接触，允许电子流过装置并允许发生相应的氧化和还原反应以提供电能。与阳极和阴极接触的电解质包含流过分隔体的离子，以在放电期间保持电池整体的电荷平衡。诸如NiOOH/ai电池的碱性电池能够具有较高的负载电压和良好的倍率性能，并且适于高消耗应用，例如用于数字照相机中。新制备的碱性电池的性能在贮藏时会降低。为了测量贮藏电池和新电池两者的性能，可进行电池内测试，其中电化学电池被装配并放电用于电化学性能测试。然而，电池内表征技术会需要大量的测试材料和/或会相对劳动密集型的。此外，由于电池内表征为包括阴极和阳极的两电极电池体系，一个电极的性能(例如，阴极性能)不能够与包括反电极性能(例如，阳极性能)的总电池性能完全分离。由于来自反电极以及诸如电池罐腐蚀与分隔体阻抗的寄生反应的作用效果，仅仅一个电极(例如，阴极)的性能分辨率会不明显，并且具有类似性能的电极活性材料之间的比较会变得困难。此外，由于在两电极评价电池中无稳定的参考电压，因此一个电极的活性材料的电化学表征相对于反电极的活性材料进行评价。在其中反电极改变其电位的状况下，例如，在贮藏期间和/或放电期间由于干扰物质的积聚(例如，ZnO在锌电极上的积聚)，电极活性材料的性能评价会不准确。
发明内容
一般来讲，本发明涉及用于测量一种或多种电池活性材料样品的电化学特性的方法，所述电池活性材料既有新鲜制备的，也有在期望的温度下贮藏一段时间的。本发明也涉及识别用于电池的稳定活性材料的方法。所述方法利用三电极表征方法，其中线性扫描伏安测量能够在包含一定量的电池活性材料的工作电极上进行。三电极方法能够相对快速和灵敏，并且有利的是能够利用极少的电池活性材料样品。在一个方面，本发明特征在于比较多种阴极活性材料的稳定性的方法。就多种阴极活性材料中的每种阴极活性材料而言，所述方法包括将阴极活性材料设置在包括参考电极和工作电极的测试电池中，所述参考电极包含汞和氧化汞，所述工作电极包含阴极活
3性材料；进行线性扫描还原伏安测量；并且绘制归一化的电流对电压的伏安图。所述方法还包括比较多种阴极活性材料的伏安图。在另一方面，本发明特征在于识别用于电池的稳定的阴极活性材料的方法。所述方法包括将阴极活性材料设置在包括参考电极和工作电极的测试电池中，所述参考电极包含汞和氧化汞，所述工作电极包含阴极活性材料；进行线性扫描还原伏安测量；并且绘制归一化的电流对电压的伏安图。稳定的阴极活性材料具有相对汞/氧化汞大于或等于0. IV 的绝对正电位峰值。在另一方面，本发明特征在于比较多种阴极活性材料的稳定性的方法。就多种阴极活性材料中的每种阴极活性材料而言，所述方法包括将阴极活性材料设置在包括参考电极和工作电极的测试电池中，所述参考电极包含汞和氧化汞，所述工作电极包含阴极活性材料；进行线性扫描氧化伏安测量；并且绘制归一化的电流对电压的伏安图。所述方法还包括比较多种阴极活性材料的伏安图。在另一方面，本发明特征在于比较多种阴极活性材料的稳定性的方法。就多种阴极活性材料中的每种阴极活性材料而言，所述方法包括将阴极活性材料设置在包括参考电极和工作电极的测试电池中，所述参考电极包含汞和氧化汞，所述工作电极包含阴极活性材料；进行线性扫描还原伏安测量；绘制归一化的电流对电压的伏安图；并且由伏安图计算绝对容量。所述方法还包括比较多种阴极活性材料的绝对容量。实施方案可包括下列一个或多个特征。在一些实施方案中，在线性扫描还原伏安测量中，每个伏安图包括具有绝对正电位峰值的正电位峰。更稳定的阴极活性材料能够具有更大的绝对正电位峰电流值。在一些实施方案中，在线性扫描氧化伏安测量中，每个伏安图包括氧化曲线。更稳定的阴极活性材料能够具有在相对汞/氧化汞0. 4V和0. 5V之间具有小于9 X 10_6A/g的绝对电流值的氧化曲线。在一些实施方案中，所述方法还包括由归一化的电流对电压伏安图(例如，还原或氧化伏安图)计算阴极活性材料的容量。更稳定的阴极活性材料能够具有更大的绝对容量值。在一些实施方案中，线性扫描还原和/或氧化测量具有至少0. 001mV/s和最多 30mV/s的扫描速率。在一些实施方案中，测试电池还包括含有钼的反电极。在一些实施方案中，工作电极在测量之前于至少55°C (例如，至少60°C或至少 70°C)的温度下持续贮藏至少两天(例如，至少三天，至少一周，或者至少两周)。工作电极能够贮藏在电解质溶液中。在一些实施方案中，工作电极是在测量之前(例如，一小时内， 三小时内，七小时内，或者12小时内)新制备的。在一些实施方案中，工作电极包含至少IOmg和/或最多300mg的阴极活性材料。 阴极活性材料可位于膨胀金属栅网集流体上。阴极活性材料可包括Μ00Η。阴极活性材料还可包括钴，例如，在阴极活性材料的表面上和/或在阴极活性材料内部。在一些实施方案中，阴极活性材料为新鲜的或贮藏的。在一些实施方案中，工作电极还包含导电助剂，例如乙炔黑、石墨、聚四氟乙烯乙炔黑、和/或膨胀石墨。在一些实施方案中，多种阴极活性材料包括第一阴极活性材料和第二阴极活性材料。第一和第二阴极材料能够独立地为新鲜的或贮藏的。电池能够为NiOOH-Si电池。所述方法还能够包括将稳定的阴极活性材料掺入到电池(例如，一次电池)中。实施方案可包括下列一个或更多个优点。所述方法能够相对快速和灵敏，能够在少量分析物(例如，阴极活性材料)上进行，并且能够相对易于执行和实施。所述方法能够相对准确。例如，分析物的性能能够在无干扰因素的情况下进行评价，所述干扰因素例如来自反电极的作用效果(例如，当反电极改变其电位时)，干扰物质的积聚(例如，ZnO在锌电极上的积聚)，和/或寄生反应，例如贮藏期间和/或放电期间的电池罐腐蚀和分隔体阻抗，所述干扰因素中的一些或所有能够存在于常规的电池内评价方法中。此外，所述方法能够提供一种以上的分析分析物的方式 (例如，通过氧化分析物，通过还原分析物)以提供有关新鲜分析物和贮藏的分析物性能的较大信息量。本发明的一个或更多个实施方案的细节阐述于附图和以下说明中。通过阅读说明书、附图以及权利要求书，本发明的其它特征、目的和优点将变得显而易见。
图1为示出三电极电化学组合件的图表。图2为示出四种阴极活性材料在60°C下贮藏一周的还原电流特征的图表。图3为示出四种新鲜阴极活性材料的氧化电流特征的图表。图4为示出四种新鲜阴极活性材料的还原电流特征的图表。图5为示出两种阴极活性材料均在新鲜时和60°C下贮藏一周时的还原电流特征的图表。
具体实施例方式参见图1，诸如阴极活性材料的电池活性材料在电池外三电极组合件2中测试。所述组合件包括参考电极4、一个或多个辅助电极6、包含分析物(例如，要测试的阴极活性材料)的诸如电池阴极的工作电极8。参考电极、辅助电极和工作电极能够包含在双氢玻璃电池10内，其还包含电极12。所述组合件电连接到恒电位仪，其继而连接到计算机接口。分析物(例如，阴极活性材料)可以如下进行评价使贮藏一段时间的工作电极经受线性扫描伏安测量，绘制归一化的电流对电压的伏安图并分析伏安图。通过比较多种阴极活性材料的伏安图，能够识别出具有优异的稳定性(例如，热稳定性)和性能的阴极活性材料。所述评价方法能够相对快速和灵敏，能够在少量分析物上进行，并且能够相对易于执行和实施。在一些实施方案中，在评价分析物之前，工作电极被预组装并在给定的温度下贮藏一段时间(例如，在60°C下贮藏一周)。工作电极可贮藏在惰性气氛下的电解质中。例如，工作电极可被贮藏持续12小时至M小时(例如，约一天至七天，或者约一周至两周)。 例如，工作电极可在介于30-80 V之间(例如，介于35-75 °C之间，介于40-60 V之间，介于50-60°C之间，或者介于55-60°C之间)的温度下贮藏。在一些实施方案中，工作电极在 400C 士2°C下(例如，50°C 士2°C下，60°C 士2°C下，或者70°C 士2°C下)贮藏。在一些实施
5方案中，工作电极在至少40°C (至少50°C，至少55°C，至少60°C，或者至少70°C)的温度下贮藏至少两天(例如，至少三天，至少一周，或者至少两周)。贮藏温度可随着贮藏的持续时间而改变。在一些实施方案中，工作电极在测量之前不贮藏，反之，其在测量之前(例如，一小时内，三小时内，七小时内，或者12小时内)新制备。测量之前，工作电极可被调节至室温，由贮藏器取出，并且置于满液式双氢玻璃电池中。动电位扫描可利用连接到计算机接口的恒电位仪进行，例如，272A型I^inceton Applied Research 恒电位仪(得自 Perkin Elmer)，连接到 CorrWare 接口(得自 2000Scribner Associates, Inc. ) 0动电位测量可在惰性气氛下和/或给定的温度下(例如，室温下，30°C下或60°C下)进行。动电位扫描可以是还原的或氧化的。在还原动电位扫描中，工作电极电位以给定的扫描速率由分析物的开路电压降至期望的电压。例如，当分析物为NiOOH时，就还原动电位扫描而言，电位扫描可开始于约0. 35V的开路电压附近且结束于-0. 6V附近。又如，当分析物为氧化动电位扫描中的NiOOH时，电位扫描可开始于约0. 35V的开路电压附近且结束于0. 575V附近。扫描速率可为至少0. 00ImV/s (例如，至少0. 01mV/s,至少0. lmV/s,至少lmV/s，至少10mV/s，或至少20mV/s)和/或最多30mV/s (例如，最多20mV/s，最多10mV/s，最多ImV/ s，最多0. lmV/s，或最多0. 01mV/s)。在一些实施方案中，扫描速率与所得伏安图的信号与噪音比相关联，使得需要较长持续扫描的较慢的扫描速率会产生具有较高信号与噪音比的伏安图。信号与噪音比可与每次动电位扫描的持续时间平衡，使得具有低信号与噪音比的伏安图在合理的时间段内产生。在一些实施方案中，扫描速率为约lmV/s。例如，参见图2，具有位于0和0. 35V之间的正电位峰的伏安图可得自于对四个工作电极的还原电位扫描，每个均具有不同的分析物(NiOOH活性材料)并相对汞/氧化汞参考电极测量。每个工作电极均包含按重量计相同量的NiOOH活性材料，使得产生的伏安图针对活性材料的量归一化。每个峰均具有绝对正电位峰值，并且具有最大的绝对正电位峰值(例如，最大的绝对电流值)的分析物表明在贮藏之后保留下来最多性能的稳定的分析物。例如，参见图2，伏安图D具有最大的绝对正电位峰值，表明具有持续的最少贮藏损失的分析物。在一些实施方案中，正电位峰值沿着χ轴(相对汞/氧化汞的电压)的移动能够指示分析物负载电压的改变。例如，参见图2，伏安图A具有最高的初始负载电压，而伏安图 D具有最低的初始负载电压。在一些实施方案中，具有相对汞/氧化汞参考电极至少0. IV 的绝对正电位峰值的分析物(例如，阴极活性材料)被认为是稳定的阴极活性材料。又如，参见图3，具有位于0. 35V和0. 575V之间的电位曲线的伏安图可得自于对四个工作电极的氧化电位扫描，每个均具有单位重量相同量的不同分析物(NiOOH活性材料) 并相对汞/氧化汞参考电极测量。工作电极可以是新制备的，或者能够在期望的温度下持续贮藏一段时间。每条氧化曲线均具有绝对的电流值，并且在0. 4V和0. 5V (相对参考电极)之间具有最小的绝对电流值的分析物在贮藏之后保留下来最多性能。例如，参见图3， 伏安图D在0. 4V和0. 5V之间具有最小的绝对电流值，表明对应于伏安图D的分析物将保持最少的贮藏损失。在一些实施方案中，在相对汞/氧化汞参考电极的0. 4V和0. 5V之间小于9X 10_6的绝对电流值表明稳定的阴极活性材料。氧化电位扫描评价分析物氧化时的
6稳定性，其中较稳定的分析物在贮藏时具有较优的性能。在一些实施方案中，对于给定的分析物比较新鲜性能及贮藏后的性能。分析物的容量能够通过积分还原电位扫描的伏安曲线下方的面积来计算。可比较不同分析物的容量或新鲜合成与贮藏的分析物的容量以识别具有优良性能的较稳定的分析物。具有最大容量的分析物能够显示较强的稳定性。在一些实施方案中，稳定的阴极活性材料随后掺入到电池(例如，NiOOH/Si电池)中。三电极组合件中的组件组成 在一些实施方案中，参考电极包括具有已知的恒定电位的汞/氧化汞半电池。恒定电位能够在测量并控制工作电极的电位中作为参考。辅助电极可包含玻璃碳、钼、和/或金，并且能够平衡在工作电极处观察到的电流。工作电极能够以受控的方式施加期望的电位并且能够转移电子通过分析物(例如，阴极活性材料)。在一些实施方案中，工作电极包括集流体和涂覆到阴极集流体的至少一侧上的分析物组合物。分析物组合物能够包含一种或多种分析物(例如，一种或多种阴极活性材料)，并且还能够包含一种或多种导电材料(例如，导电助剂、电荷控制剂)和/或一种或多种粘结剂作为组合物的一部分。分析物组合物可通过将该组合物压制到集流体上而涂覆到所述集流体上。在一些实施方案中，阴极活性材料包括NiOOH，例如在颗粒表面上和/或颗粒内部含有钴的NiOOH颗粒。阴极活性材料能够用于例如NiOOH-Si电池中。阴极集流体可由例如一种或多种金属和/或金属合金形成。金属的实例包括钛、 镍和铝。金属合金的实例包括铝合金(例如，1N30、1230、1145、1235)和不锈钢。集流体一般可为金属薄片或栅网(例如，膨胀金属栅网)的形式。金属薄片可具有例如最多约35微米和/或至少约10微米的厚度。工作电极可包含较少量的分析物(例如，诸如阴极活性材料的活性材料)。例如， 工作电极可包含最多300mg (例如，最多250mg，最多200mg，最多150mg，最多lOOmg，最多 75mg,或最多50mg)和/或至少IOmg (例如，至少50mg,至少75mg,至少IOOmg,至少150mg, 至少200mg，或至少250mg)的分析物。在一些实施方案中，工作电极可包含介于IOmg和 300mg之间(例如，介于50mg和200mg之间，介于50mg和150mg之间，或者介于IOOmg和 150mg之间)的分析物。导电材料能够增强电化学电池10内部的阴极16的导电性。导电材料的实例包括导电助剂和电荷控制剂。导电材料的具体实例包括炭黑、石墨化炭黑、乙炔黑、聚四氟乙烯乙炔黑、膨胀石墨和石墨。阴极材料包含例如按重量计至少约3%且按重量计最多约8%的一种或多种导电材料。粘结剂可有助于保持阴极材料的均勻性并能增强阴极的稳定性。粘结剂的实例包括线性的二嵌段共聚物和三嵌段共聚物。粘结剂另外的实例包括与三聚氰胺树脂交联的线性三嵌段聚合物；乙烯-丙烯共聚物；乙烯-丙烯-双烯三元聚合物；三嵌段氟化热塑性塑料；氟化的聚合物；氢化的丁腈橡胶；氟乙烯-乙烯基醚共聚物；热塑性聚氨酯；热塑性烯烃；苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物；和聚偏氟乙烯均聚物。阴极材料包含例如按重量计至少约和/或按重量计最多约6%的一种或多种粘结剂。3-电极组合件中或贮藏期间的电解质能够包含多种溶剂。在一些实施方案中，电解质为具有介于7-11N之间(例如，7N、8N、9N、10N、11N)的浓度的KOH水溶液。在一些实施方案中，电解质可以包含有机溶剂，例如碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)、二甲氧基乙烷(DME)(例如，1，2_ 二甲氧基乙烷)、碳酸亚丁酯(BC)、二氧戊环(DX)、四氢呋喃(THF)、 Y-丁内酯、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、二甲亚砜(DMSO)、甲酸甲酯(MF)、环丁砜或它们的组合(例如，混合物)。在某些实施方案中，电解质可包含无机溶剂，例如SO2或SOCl2S。在一些实施例中，电解质包含一种或多种盐(例如，两种盐、三种盐、四种盐)。 盐的实例包括锂盐，例如三氟甲烷磺酸锂(LiTFS)、三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)JiK 锂(LiI)和六氟磷酸锂(LiPF6)。能够被包含的附加锂盐描述于例如Suzuki的美国专利 5，595，841中。能够包含在电解质中的其他盐为双(乙二酸)硼酸盐(例如，(LiB(C2O4)2)) 和双(全氟乙基)磺酰亚胺锂(LiN(SO2C2F5)2)。双(乙二酸)硼酸盐描述于例如2005年9 月15日公布的且名称为“Non-Aqueous Electrochemical Cells”的iTotir等人的美国专利申请公布US 2005/0202320A1中。电解质包含例如至少约0. 1M(例如，至少约0. 5M或至少约0. 7M)和/或最多约2M(例如，最多约1. 5M或最多约1. 0M)的锂盐。在一些实施方案中，电化学电池为双氢玻璃电池，或由电解质桥或阀门连接的单独的圆柱形电池。以下的实施例是例证性的而非限制性的。实施例1将150mg的NiOOH材料样品与350mg的聚四氟乙烯乙炔黑(TAB-2，Hohsen Corporation, Japan)均勻干混。通过在15mm直径的口模中将IOOmg的30/70 (Ni00H/ TAB-2)阴极混合物压制(5公吨/1.8cm2)在镍χ-met集流体上制备测试阴极。在惰性气氛之下，将阴极放置在填充有9N含水KOH的玻璃小瓶中，所述含水KOH利用氩气排气15分钟 (放置阴极之前)。将含有阴极和电解质的不透气密封的玻璃小瓶在60°C 士2°C下贮藏一周。在调节至室温之后，阴极在惰性气氛下由玻璃小瓶中取出并置于满液式双氢玻璃电池中，其具有两个钼辅助电极和一个汞/氧化汞参考电极。利用连接到CorrWare接 Π (2000Scribner Associates Inc. ) ^ 272A M Princeton Applied Research fl^^ft (Perkin Elmer,previously EG&G)进行由约0. 35V的开路电压至-0. 6V的电压(相对汞/ 氧化汞)的还原动电位扫描。利用lmV/s的电位扫描。在所有实验中，利用具有相同重量的活性材料的阴极，使得由于电流已经按照活性材料的重量归一化而在一幅图上比较不同材料成为可能。图2示出了用于来自相同的商业来源但具有不同的表面与本体(例如，内部)钴含量的商业NiOOH样品的伏安图。如图2所示，具有本体和4%表面钴涂层的材料获得最佳的贮藏特征。在与具有0% 0%,1% 0%和0% 4%的本体/表面钴含量的样品进行比较时，具有0%本体与4%表面钴涂层的样品具有优异的稳定性。具有较低钴含量(1% 0%与0% 0%)的NiOOH样品导致显著的贮藏损失，其由相对于汞/氧化汞约 0. 25V处的正电位峰的几乎消失所指示。因此，图2示出了钴表面涂层能够增加材料稳定性。图2还示出了钴表面涂层还能够降低负载电压，如正电位峰移至较低的电压值(例如， 由0%的表面涂层的约0. 25V至4%的表面涂层约0. 14V或约0. 9V)所示出的。
通过解释图2中的数据有可能预测各种阴极活性材料的电池内贮藏。例如，在电池内测试中，具有 4%的本体/表面钴含量的NiOOH会具有优异的电池内贮藏，具有0%: 4%的本体/表面钴含量的NiOOH会具有良好的电池内贮藏，而具有 0%和 0% 0%的本体/表面钴含量的NiOOH会具有劣等性能。电池外评价稍后在AA电池内测试中证实，并且符合线性扫描伏安表征的预测。实施例2如实施例1中所述制备阴极。阴极不在高温下贮藏，并且在氧化时进行伏安扫描。 参见图3，示出了对于四种阴极的由约0. 35V的开路电压至0. 575V的电压的lmV/s的氧化扫描。四种阴极中的每个各具有0% 0%,1% 0%,0% 4%和 4%的本体/表面钴含量。如通过在0. 4V和0. 5V之间具有较高电流值的氧化曲线所示出的，与具有较高钴含量(分别为0% 4%和 4% )的阴极进行比较，具有最低百分数的钴含量(例如，0% 0%和 0% )的NiOOH材料对氧气析出更敏感。图3证实了实施例1中的结果，并且示出了具有较高钴含量的NiOOH提供更耐伴随氧气析出发生的氧化和/或分解的材料。实施例3进行新制备的阴极活性材料的比较。图4示出了与实施例1和2相同的组成的新制备的阴极的lmV/s的扫描。将在150至300mV范围内的四个正电位峰分成两组。具有较低钴含量(0 0和1 0)的样品位于250-300mV的电位范围内，而具有较高钴含量(0 4 和1 4)的材料示出在150-200mV电压窗口内的正电位峰。所有四种材料的负电位峰位于-200至-400mV的范围内。 图3 (新电极)与图1 (贮藏的电极)的比较示出贮藏对-200至_400mV的负电位峰没有显著影响。然而，贮藏导致正电位峰的较大改变，其可用于识别最佳的阴极活性材料。例如，具有较低钴含量(0 0和1 0)的样品在贮藏时具有大大降低的正电位峰，而较高钴含量的材料(0 4和1 4)经历不太显著的改变。因此，最佳的稳定性评价结果可通过监测正电位峰获得。实施例4进行得自两个不同商业来源的两种包含NiOOH的材料的稳定性评价。新阴极和贮藏的阴极均如实施例1中所述制备。来自供货商A的阴极活性材料的新正电位峰> 0. 2V， 而得自供货商B的阴极活性材料的新正电位峰<0.2V。贮藏之后，得自供货商A的阴极活性材料仍具有正电位峰，而得自供货商B的阴极活性材料的正电位峰消失。因此，与得自供货商B的阴极活性材料进行比较，得自供货商A的阴极活性材料将提供更佳的新鲜性能及贮藏过的性能。评价结果利用电池内AA电池测试证实。现在已描述了本发明的一些实施方案。但是应当理解，在不背离本发明精神和范围的条件下可以进行各种修改。例如，尽管本文描述了线性扫描伏安法，但是其他伏安法也有可能，例如循环伏安法。在一些实施方案中，尽管描述了识别稳定的阴极活性材料(例如 NiOOH材料)的方法，但是类似的方法也能够适于其他稳定的阴极活性材料和/或稳定的阳极材料的识别。得自三电极组合件的分析物的特征可利用电池内测试证实。其它实施方案在以下权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种比较多种阴极活性材料的稳定性的方法，所述方法包括 对于所述多种阴极活性材料中的每种阴极活性材料将所述阴极活性材料设置在包括参考电极和工作电极的测试电池中，所述参考电极包含汞和氧化汞，所述工作电极包含所述阴极活性材料， 进行线性扫描还原伏安测量，以及绘制归一化的电流对电压的伏安图；并且比较所述多种阴极活性材料的伏安图。
2.一种识别用于电池的稳定的阴极活性材料的方法，所述方法包括将阴极活性材料设置在包括参考电极和工作电极的测试电池中，所述参考电极包含汞和氧化汞，所述工作电极包含所述阴极活性材料； 进行线性扫描还原伏安测量；以及绘制归一化的电流对电压的伏安图，其中所述稳定的阴极活性材料具有相对于汞/氧化汞大于或等于0. IV的绝对正电位峰值。
3.—种比较多种阴极活性材料的稳定性的方法，所述方法包括 对于所述多种阴极活性材料中的每种阴极活性材料将所述阴极活性材料设置在包括参考电极和工作电极的测试电池中，所述参考电极包含汞和氧化汞，所述工作电极包含所述阴极活性材料， 进行线性扫描氧化伏安测量，以及绘制归一化的电流对电压的伏安图；并且比较所述多种阴极活性材料的伏安图。
4.如权利要求1所述的方法，其中每个伏安图包括具有绝对正电位峰值的正电位峰。
5.如权利要求1-3所述的方法，其中所述测试电池还包括含有钼的反电极。
6.如权利要求1-3所述的方法，其中所述阴极活性材料包括Μ00Η。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述阴极活性材料还包括钴。
8.如权利要求1-3所述的方法，其中所述工作电极在测量之前在至少55°C的温度下持续贮藏至少2天。
9.如权利要求1-3所述的方法，其中所述工作电极在测量之前的约三小时内制备。
10.如权利要求1-3所述的方法，其中所述工作电极还包含导电助剂。
11.如权利要求1-3所述的方法，其中所述工作电极包含至少IOmg的所述阴极活性材料。
12.如权利要求1-3所述的方法，其中所述工作电极包含最多300mg的所述阴极活性材料。
13.如权利要求1-3所述的方法，其中所述工作电极包含位于膨胀金属栅网集流体上的所述阴极活性材料。
14.如权利要求1-3所述的方法，其中所述多种阴极活性材料包括第一阴极活性材料和第二阴极活性材料。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述测量具有至少0.001mV/s和最多30mV/s的扫描速率。
全文摘要
本发明提供了评价电池活性材料例如阴极活性材料的电化学方法。
文档编号H01M6/50GK102217123SQ200980146017
公开日2011年10月12日 申请日期2009年11月18日 优先权日2008年11月20日
发明者G·M·辛特拉, N·K·里切夫 申请人:吉列公司