专利名称：带有多个电极组件的简化锌负电极的制作方法
技术领域：
本发明涉及可再充电电池或二次电池，具体地说，涉及使用锌负电极的可再充电或二次电池。转让给相同受让人的美国专利No.5,460,899和美国专利申请No.08/431,556公开了锌二次电池，其中由用多孔疏水元件隔开的第一和第二电极组件形成锌负电极。每个电极组件包括一个活性锌元件，由锌活性材料、Ba(OH)2、Sr(OH)2、或Ca(OH)2材料和由金属氧化物形成的导电基体组成。
每个电极组件还包括一个相邻锌活性元件的金属集电器、和一个由一种比锌更具有正电性且与氧反应具有化学或电化学亲和力的材料形成的气体再化合催化元件。每个电极组件的上述气体再化合催化元件与疏水元件相邻。后一种元件和电极组件由一种隔离材料包围以形成电极。
上述的锌负电极尽管是有益的，但在每个电极组件中使用了包括气体再化合催化元件的多个元件。因而，从制造和成本的观点出发，都希望减少锌电极中的元件数。
因此，本发明的一个目的在于，提供一种以上类型的、具有较简单构造的锌负电极。
本发明的另一个目的在于，提供一种以上类型的、具有减少的元件数的锌负电极。
按照本发明的原理，提供一种锌负电极，其中锌负电极包括由一个多孔疏水元件隔开的第一和第二锌电极组件，并且其中第一和第二锌电极组件的每一个都带有一个锌活性元件，而没有通过锌活性元件来提高氧气再化合的任何催化材料。
就用于锌负电极的这种配置而论，已经发现由疏水元件本身提供的空间增强了氧气再化合，而不需要用于这一目的的任何催化材料。因而，尽管通过消除催化材料实现了成本节省，但没有显著改变氧气再化合的程度。
结合附图阅读如下详细描述，将更加明白本发明的以上和其他特征和方面，在附图中
图1表示一种采用按照本发明原理的锌负电极的锌二次电池；及图2更详细地表示图1电池的锌负电极。
图1表示一种按照本发明原理的密封锌电池1。如图所示，电池1包括按照本发明原理配置的多个正电极2和多个锌负电极3。正电极2和负电极3彼此交替，并且交替排列的电极布置在带有正和负端子4A和4B的一个密封容器4中。容器4还装有具有电解液成分6的电解液5。
按照本发明的原理，把每个锌负电极3配置成一个分开的电极，以便为在充电期间在正电极2处放出的氧提供到电极3的较容易的通路。这就增强了在锌电极处的氧化合。特别是，每个锌负电极3包括由一个多孔疏水元件3C隔开的类似电极组件3A和3B。类似电极组件3A和3B及元件3C更详细地表示在图2中。
如所能看到的那样，每个组件3A和3B包括一个活性元件21，活性元件21包括一部分(例如，重量的一半)锌活性材料(在说明情形中的ZnO)、Ca(OH)2、Ba(OH)2、或Sr(OH)2材料和电极的金属氧化物材料(在说明情形中所示的PbO)。活性元件21与用金属(在说明情形中所示的Ag)镀的箔(在说明情形中所示的铜箔)组成的一个集电器元件22相邻。集电器元件22与多孔疏水元件3C相邻。电极3的隔离物3D包围着电极组件3A和3B及疏水元件3C，以形成每个电极3。
就电池1的每个电极3的结构而论，发现每个电极呈现出增强的氧再化合，而不象′899专利中所教导的那样需要一个另外的催化气体再化合元件。相信在每个电极中由疏水元件提供的疏水空间本身改进了氧气向电极扩散的速率，由此提供了增大的扩散速率，结果增强了氧气再化合。
在正电极2处发出的氧将因此通过分开的电极组件经多孔疏水层3C迅速扩散。这也使电极组件内部免于用电解液填满。因此，电池1呈现出增强的气体再化合，这样能够进行不透气的密封以防止电解液损失，由此避免了所需的维护。这样实现了整体改进的密封锌二次电池。
建造了一种除了取消锌负电极中的氧气催化再化合元件之外、与′899专利的实例中描述的电池具有基本相似配置的电池，′899专利的描述包括在这里以供参考。这种电池在600次百分之80深度的充电循环之后供给百分之80的原始容量。
应该注意，电极3每个电极组件的金属基体能由类似于′899专利中描述的材料形成。同样，疏水元件3C、电解液成分6和正电极2可以类似于该专利中描述的那些。
在所有情形中，要理解上述布置仅仅是代表本发明应用的多个说明性的可能具体实施例。按照本发明的原理能容易地想出多种不同的其他布置，而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种装置，包括至少一个锌负电极，所述锌负电极包括第一和第二锌电极组件，所述第一和第二锌电极组件的每一个包括一个锌活性元件，并且没有通过所述锌活性元件来提高氧气再化合的催化材料；和一个位于所述锌电极组件之间的多孔疏水元件。
2.根据权利要求1所述的装置，其中每个锌电极组件还包括一个具有与该锌电极组件的锌活性元件相邻的第一表面和与所述多孔疏水元件相邻的第二表面的集电器。
3.根据权利要求2所述的装置，其中每个锌活性元件包括一种锌活性材料。
4.根据权利要求3所述的装置，其中每个锌活性元件还包括一种比锌具有更大的正电性的金属氧化物。
5.根据权利要求4所述的装置，其中每个锌活性元件还包括Ca(OH)2、Ba(OH)2、和Sr(OH)2材料之一。
6.根据权利要求5所述的装置，其中每个集电器包括一个用银镀的铜箔；及每个所述锌活性元件的金属氧化物包括PbO。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个锌负电极还包括一个包围所述第一和第二电极组件及所述多孔疏水元件的隔离物元件。
8.根据权利要求7所述的装置，还包括至少一个正电极；和一个其中布置有每个所述锌负电极和每个所述正电极的容器。
9.根据权利要求8所述的装置，还包括一种电解液，置于所述的容器内。
全文摘要
一种锌负电极,包括由一个多孔疏水元件隔开的第一和第二电极组件。锌电极组件的每一个包括一个锌活性元件,并且没有通过锌活性元件来增强氧气再化合的任何催化材料。
文档编号H01M12/08GK1199508SQ97191137
公开日1998年11月18日 申请日期1997年8月21日 优先权日1996年9月27日
发明者阿林·查基 申请人:能量研究公司