專利名稱：堿性電池及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬幣型堿性電池或者鈕扣型堿性電池。
背景技術(shù)：
如圖3所示，一種用于如手表的小尺寸電子設(shè)備的堿性電池，被構(gòu)造成使得通過密封墊6用負(fù)電極外殼4將正電極外殼2的開口端密封。在負(fù)電極外殼4上，形成折疊部分4a和折疊底部4b，折疊部分4a的開口邊緣端沿外圍面回折成橫截面呈U形。在折疊部分4a處，負(fù)電極外殼4通過密封墊6與正電極外殼2的開口端邊緣的內(nèi)周圍面密合，從而實(shí)現(xiàn)氣密地密封。
負(fù)電極外殼4是由三層覆層材料壓成形為杯形，該三層覆層材料具有由鎳制成的鎳層7、由不銹鋼制成的不銹鋼層8和由銅制成的電流集流器層9。
正電極外殼2含有正電極1，而負(fù)電極外殼4含有負(fù)電極3，后者則包含作為負(fù)電極活性材料的無汞的鋅或鋅合金粉末。負(fù)電極3通過隔板5與正電極1隔離，且負(fù)電極3中充有堿性電解液。
允許負(fù)電極3使用混合汞的鋅或鋅合金粉末來代替鋅或鋅合金粉末，從而抑制從鋅粉末或鋅合金粉末中產(chǎn)生氫氣(H2)，或抑制從電流集流器層9中產(chǎn)生氫氣，其中通常是由于使鋅或鋅合金粉末通過堿性電解液與負(fù)電極外殼上的銅接觸而產(chǎn)生氫氣。氫氣的產(chǎn)生是由在堿性電解液中溶解鋅或鋅合金粉末的反應(yīng)導(dǎo)致的，同時(shí)將鋅氧化成氧化鋅。如上所述，通過使用混合汞的鋅可以抑制氫氣的產(chǎn)生。結(jié)果是避免可由于氫的產(chǎn)生所造成的容量劣化和漏電阻特性的劣化以及由于內(nèi)部壓力增加造成的電池的膨脹。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的堿性電池包含正電極；含有鋅合金粉末的負(fù)電極；將正電極與負(fù)電極隔開的隔板；堿性電解液；容納(imparted)正電極的正電極外殼；容納負(fù)電極的負(fù)電極外殼，該負(fù)電極外殼具有在熔點(diǎn)(232℃)或更高溫度經(jīng)過熱處理的鍍錫層，并通過該鍍錫層與負(fù)電極接觸；以及置入在正電極外殼與負(fù)電極外殼之間的密封墊。
此外，根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)堿性電池的方法包括第一步，在負(fù)電極外殼上形成鍍錫層；第二步，在錫的熔點(diǎn)(232℃)或更高溫度下使鍍錫層經(jīng)過熱處理；以及第三步，回折正電極外殼和負(fù)電極外殼使得密封墊被置入在其之間，其包含正電極、負(fù)電極、隔板和堿性電解液，然后，密合這樣的折疊部分供進(jìn)行氣密的密封。
為了有效地抑制氫氣的產(chǎn)生，期望有一種用于鍍上含有錫的鍍層的方法，錫是比銅具有更高的氫過電位的金屬。
通過使用本發(fā)明，可抑制通過使作為負(fù)電極活性材料的鋅與負(fù)電極外殼的電流集流器(銅)層接觸將產(chǎn)生的氫氣，還可抑制對(duì)鋅的腐蝕，因而，可以提高對(duì)抗堿性電解液的蠕升現(xiàn)象的漏電阻特性。
經(jīng)過熱處理前的錫鍍層具有一些缺陷，如導(dǎo)致電流集流器層(銅層)被暴露的針孔或裂縫。由于銅具有比錫更低的氫過電位，當(dāng)銅與作為負(fù)電極活性材料的鋅粉末接觸時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生氫氣。
然而，當(dāng)錫鍍層經(jīng)過在錫的熔點(diǎn)或更高溫度熱處理后，如針孔或裂縫的缺陷便得到修復(fù)，因而，銅層不再被暴露，從而防止氫氣的產(chǎn)生。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由于允許中央側(cè)的密封墊的突出部分6a的外圍部分6b與負(fù)電極外殼4的內(nèi)面接觸，所以漏電阻特性得到提高，甚至當(dāng)在負(fù)電極外殼的內(nèi)面上設(shè)置鍍錫膜的過程中出現(xiàn)一定程度的精度變化時(shí)，由于中央側(cè)的密封墊的突出部分的外圍部分6b與負(fù)電極外殼的內(nèi)面接觸，可防止堿性電解液的轉(zhuǎn)移，此外，由于中央側(cè)的密封墊6的突出部分6a的外圍部分6b與負(fù)電極外殼4的內(nèi)面之間的間隙為0.05mm或更小，因此防止負(fù)電極中的鋅粉末的轉(zhuǎn)移，此外，與密封墊的末端和負(fù)電極外殼的內(nèi)面接觸的情形不同，由于中央側(cè)的密封墊的突出部分在密封電池時(shí)不是用作負(fù)電極外殼的支架，于是，電池中的正電極和負(fù)電極之間的接觸沒有受到妨礙，而且作為負(fù)電極外殼的電流集流器(銅)層的負(fù)電極活性材料的鋅的腐蝕反應(yīng)沒有進(jìn)行，從而改善容量保持特性的劣化。
根據(jù)本發(fā)明，不使用汞可以實(shí)現(xiàn)放電特性極好的堿性電池。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的堿性電池的橫截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的負(fù)電極外殼的橫截面圖；以及圖3是傳統(tǒng)的堿性電池的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考圖1和圖2中所示的優(yōu)選的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的堿性電池進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1示出了一種鈕扣型的堿性電池的橫截面視圖。通過具有U形橫截面的密封墊6，將正電極外殼2的開口端邊緣與負(fù)電極外殼4密封。
正電極外殼2是由具有鎳鍍層的不銹鋼薄板制成。它還起正電極端子的作用。正電極外殼2含有以象硬幣或象鈕扣片的形式而形成的正電極。然后，在正電極外殼2中所含有的正電極1上布置隔板5。隔板5可以是由無紡布、賽璐玢和一片接枝聚合的聚乙烯構(gòu)成的三層層壓板。用堿性電解液浸漬隔板5。該堿性電解液可以是氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液，或是氫氧化鈉和氫氧化鉀的混合水溶液。
環(huán)形密封墊6被布置在正電極外殼2的開口端邊緣的內(nèi)部周圍面上。然后，負(fù)電極3被放置在隔板5上。負(fù)電極3是由無汞的鋅或鋅合金粉末、堿性電解液和增稠劑構(gòu)成的類凝膠物質(zhì)。
負(fù)電極外殼4被插入到正電極外殼2的開口端邊緣，以使負(fù)電極3被包含。在負(fù)電極外殼4中，形成折疊部分4a和折疊底部4b，折疊部分4a的開口邊緣端沿外圍面回折成橫截面呈U形。在折疊部分4a處，負(fù)電極外殼4通過密封墊6與正電極外殼2的開口端邊緣的內(nèi)部周圍面密合，從而實(shí)現(xiàn)氣密的密封。
首先通過壓成形使由鎳層7、不銹鋼層8和由銅制成的電流集流器層9構(gòu)成的3層覆層材料形成杯形，使電流集流器層9被布置在內(nèi)部，然后，通過錫的無電鍍或其他同類東西等在如此壓成形的覆層材料上形成鍍錫層。當(dāng)形成鍍錫層后，在錫的熔點(diǎn)(232℃)或更高溫度下使其經(jīng)過熱處理。當(dāng)鍍錫層在錫的熔點(diǎn)(232℃)或更高溫度下經(jīng)過熱處理時(shí)，由于鍍錫層上存在的針孔或裂縫被填充，銅層便不會(huì)暴露，從而防止了氫氣的產(chǎn)生。
此外，當(dāng)僅在負(fù)電極外殼的內(nèi)面區(qū)域設(shè)置鍍錫層時(shí)，漏電阻特性得到提高，這是優(yōu)選的。這里使用的術(shù)語“內(nèi)面區(qū)域”被定義為負(fù)電極外殼4的內(nèi)部(與電解液接觸的那側(cè))，以及比折疊底部4b更為內(nèi)部的面的區(qū)域。在與密封墊相接觸的折疊部分4a和折疊底部4b上未形成鍍錫層，防止電解液通過蠕動(dòng)現(xiàn)象而蠕升，從而提高漏電阻特性。這是因?yàn)閴A性電解液更可能在鍍錫層10上而不是在電流集流器層9上蠕升。
通過用膠紙帶或其他同類東西等蓋住不必要的部分(沿外圍面回折成橫截面呈U形的折疊部分4a和折疊底部4b)，可以使用錫的無電鍍或其他同類東西等僅在內(nèi)面區(qū)域形成鍍錫層，然后，可以使如此形成的鍍錫層經(jīng)過熱處理。
在另一情形中，三層覆層材料被壓成形為杯形，使電流集流器層9被布置在內(nèi)部，通過使用無電鍍形成鍍錫層，然后，通過使用酸或其他同類東西等進(jìn)行浸蝕來去除或剝離不必要部分，可以僅在杯的內(nèi)面區(qū)域形成鍍錫層，其后，可以使如此形成的鍍錫層經(jīng)過熱處理。
優(yōu)選的是使鍍錫層10的厚度在0.05μm至5μm之間。在其厚度小于0.05μm的情形中，由于進(jìn)行熱處理需要長的時(shí)間以及負(fù)電極外殼變形，因而該情形不是優(yōu)選的。此外，由于形成鍍層需要長的時(shí)間，因此該情形不合適。
至于鍍錫層10的熱處理氣氛，氧氣濃度優(yōu)選地為0.01％至1％。這是因?yàn)檎J(rèn)為，通過使氧氣濃度如所述氣氛中的一樣低，對(duì)于負(fù)電極外殼的鍍錫層10的熱處理氣氛，可以抑制鍍錫層的表面氧化。在氧氣濃度超過1％的氣氛中，使鍍錫層10經(jīng)過熱處理時(shí)，存在由于錫表面的氧化產(chǎn)生的接觸電阻的增加而引起放電特性方面問題的風(fēng)險(xiǎn)。此外，當(dāng)氧氣濃度低于0.01％時(shí)，不僅對(duì)鍍錫層10的表面電阻幾乎不產(chǎn)生明顯影響，而且維持該氣氛需要更長的時(shí)間和額外的費(fèi)用，因此，在如上所述的這樣低水平的氧氣濃度下不產(chǎn)生特殊的優(yōu)點(diǎn)。
至于堿性電解液，優(yōu)選的是，按重量計(jì)算的氫氧化鈉在15％至30％的范圍，或按重量計(jì)算的氫氧化鉀在1％至15％的范圍。當(dāng)堿性電解液中按重量計(jì)算的氫氧化鉀的比率小于1％時(shí)，與氫氧化鈉的水溶液相比，由氫氧化鉀水溶液的優(yōu)良導(dǎo)電性引起的放電特性的提高小，而這不是優(yōu)選的。此外，當(dāng)按重量計(jì)算的氫氧化鉀的比率大于15％時(shí)，由于與氫氧化鈉水溶液相比，氫氧化鉀水溶液對(duì)銅具有更高的潤濕性，因此，電池的漏電阻特性會(huì)劣化，這不是優(yōu)選的。氫氧化鈉和氫氧化鉀可以單獨(dú)或混合用作電解液。
此外，通過讓中央側(cè)的密封墊6的突出部分6a的外圍部分6b與負(fù)電極外殼4的內(nèi)面接觸，或是讓中央側(cè)的密封墊6的突出部分6a的外圍6b與負(fù)電極外殼4的內(nèi)面之間的間隙為0.05mm或更小，中央側(cè)的密封墊的突出部分6a的外圍部分6b沒有成為對(duì)負(fù)電極外殼3的支架，于是，電池中負(fù)電極和正電極之間的接觸不會(huì)相互妨礙，而這是優(yōu)選的。
至于本發(fā)明中使用的正電極活性材料，可以使用氧化銀、二氧化錳、合成的氧化物和氫氧化鎳；然而，本發(fā)明不限于這些。
實(shí)例1制備具有如圖1所示的構(gòu)造的電池作為實(shí)例1。具有折疊部分4a和折疊底部4b的負(fù)電極外殼4，是通過將由鎳層7、SUS304制成的不銹鋼層8和銅制成的電流集流器層9所構(gòu)成的厚度為0.2mm的三層覆層材料壓成形而形成的。這種負(fù)電極外殼4經(jīng)過由硫酸和過氧化氫的混合水溶液的浸蝕后，用水沖洗，浸在帶震動(dòng)的無電鍍?nèi)芤褐?，用熱水沖洗，用水沖洗，然后進(jìn)行干燥，從而在負(fù)電極外殼4的銅面的整個(gè)區(qū)域上形成0.3μm厚的鍍錫層。其后，用氯磺化聚乙烯橡膠擋塊將負(fù)電極外殼的內(nèi)面區(qū)域11遮蓋后，并通過浸入錫板的剝離溶液中來剝離和除去內(nèi)面上的折疊部分4a和折疊底部4b的鍍錫層的不必要部分，其主要成分為銅襯底上的氧化物，然后，使作為結(jié)果的負(fù)電極外殼在氧氣濃度為1％或更少的氣氛中在232℃下經(jīng)過熱處理，從而制備負(fù)電極外殼4。
另一方面，含有22％的按重量計(jì)算的氫氧化鈉和9％的按重量計(jì)算的氫氧化鉀的堿性電解液被灌注入正電極外殼2，然后，盤形的正電極1的片被插入其中，從而讓正電極1吸收堿性電解液。
接下來，從由無紡布、賽璐玢和接枝共聚的聚乙烯膜構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)以圓形壓制成的隔板5被放置在正電極1的片上。然后，用包含22％的按重量計(jì)算的氫氧化鈉和9％的按重量計(jì)算的氫氧化鉀的堿性電解液浸漬隔板5，堿性電解液被逐滴加入。
接下來，由含有鋁、銦和鉍的無汞的鋅合金粉末、氧化鋅、增稠劑、氫氧化鈉、氫氧化鉀以及水構(gòu)成的類凝膠狀的負(fù)電極3被放置在隔板5上。負(fù)電極外殼4被插入到正電極外殼2的開口端邊緣，使得它包裹住負(fù)電極3，并使由尼龍66制成的、涂有瀝青和環(huán)氧型密封劑的環(huán)形密封墊6置于它們之間。正電極外殼2的開口端邊緣通過填隙被氣密地密封。這樣便得到了期望的堿性電池。在這種場合，允許中央側(cè)的密封墊6的突出部分6a的外圍部分6b與負(fù)電極外殼4的內(nèi)面接觸。
實(shí)例2在實(shí)例2中，鍍錫層的熱處理溫度被設(shè)定為250℃。制備堿性電池的其他條件與實(shí)例1中的相同。
實(shí)例3在實(shí)例3中，中央側(cè)的密封墊6的突出部分6a的外圍部分6b與負(fù)電極外殼的內(nèi)面之間的間隙允許為0.05mm。鍍錫層的熱處理溫度被設(shè)定為240℃。制備堿性電池的其他條件與實(shí)例1中的相同。
實(shí)例4在實(shí)例4中，中央側(cè)的密封墊6的突出部分6a的外圍部分6b與負(fù)電極外殼的內(nèi)面之間的距離允許為0.07mm。鍍錫層的熱處理溫度被設(shè)定為240℃。制備堿性電池的其他條件與實(shí)例1中的相同。
實(shí)例5在實(shí)例5中，堿性電解液允許是含有15％的按重量計(jì)算的氫氧化鈉和15％的按重量計(jì)算的氫氧化鉀的混合溶液。鍍錫層的熱處理溫度被設(shè)定為240℃。制備堿性電池的其他條件與實(shí)例1中的相同。
實(shí)例6在實(shí)例6中，堿性電解液允許是含有30％的按重量計(jì)算的氫氧化鈉和1％的按重量計(jì)算的氫氧化鉀的混合溶液。鍍錫層的熱處理溫度被設(shè)定為240℃。制備堿性電池的其他條件與實(shí)例1中的相同。
實(shí)例7在實(shí)例7中，堿性電解液允許是含有30％的按重量計(jì)算的氫氧化鈉和15％的按重量計(jì)算的氫氧化鉀的混合溶液。鍍錫層的熱處理溫度被設(shè)定為240℃。制備堿性電池的其他條件與實(shí)例1中的相同。
實(shí)例8在實(shí)例8中，堿性電解液允許是含有30％的按重量計(jì)算的氫氧化鈉和0.5％的按重量計(jì)算的氫氧化鉀的混合溶液。鍍錫層的熱處理溫度被設(shè)定為240℃。制備堿性電池的其他條件與實(shí)例1中的相同。
實(shí)例9
在實(shí)例9中，堿性電解液允許是含有15％的按重量計(jì)算的氫氧化鈉和20％的按重量計(jì)算的氫氧化鉀的混合溶液。鍍錫層的熱處理溫度被設(shè)定為240℃。制備堿性電池的其他條件與實(shí)例1中的相同。
比較實(shí)例1在比較實(shí)例1中，通過使用負(fù)電極外殼制備堿性電池，其中在負(fù)電極外殼4上通過普通的無電鍍形成厚度為0.1μm的鍍錫層。對(duì)鍍錫層沒有進(jìn)行熱處理。其他條件與實(shí)例1中的相同。
比較實(shí)例2在比較實(shí)例2中，在210℃下對(duì)鍍錫層進(jìn)行熱處理。制備堿性電池的其他條件與實(shí)例1中的相同。
為實(shí)例1至9和比較實(shí)例1與2中的每一個(gè)制備210只電池。來自在實(shí)例1至9和比較實(shí)例1與2的每一個(gè)中如此制備的電池中的100只電池，被儲(chǔ)藏于40℃和90％RH的嚴(yán)酷環(huán)境下，在表1中示出經(jīng)過120天儲(chǔ)藏和140天儲(chǔ)藏后的泄漏發(fā)生比率的評(píng)估結(jié)果。此外，來自在實(shí)例1至9和比較實(shí)例1與2的每一個(gè)中如此制備的電池中的100只電池，在60℃和0％RH的環(huán)境下被儲(chǔ)藏100天后，在30kΩ恒定放電之后在1.2V的端電壓下對(duì)放電容量[mAh]的評(píng)估結(jié)果如表1所示。順便提及，在各電池中，初始放電容量約為28mAh。最后，在-10℃環(huán)境中，負(fù)載電阻為2kΩ、在初始條件(放電深度0％)下5秒后關(guān)于閉合電路電壓[V]對(duì)來自在實(shí)例1至9和比較實(shí)例1與2的每一個(gè)中如此制備的電池中的10只電池進(jìn)行評(píng)估的結(jié)果如表1所示。
首先，當(dāng)將實(shí)例1和2以及比較實(shí)例1和2在表1的基礎(chǔ)上彼此進(jìn)行比較時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)，通過使用無電鍍形成鍍錫層，然后，將它在熔點(diǎn)(232℃)或更高溫度下加熱，可以提高漏電阻特性和電量保持特性。在實(shí)例1和2中，在120天和140天之后一點(diǎn)沒有泄漏。
作為對(duì)比，在比較實(shí)例1中，3％在120天后出現(xiàn)泄漏而10％在140天后出現(xiàn)泄漏；然而，在比較實(shí)例2中，2％在120天后出現(xiàn)泄漏而8％在140天后出現(xiàn)泄漏。
在實(shí)例1和2中，可認(rèn)為，由于鍍錫層在熔點(diǎn)溫度或更高溫度下經(jīng)過熱處理，因此，如針孔或裂縫的缺陷得到了完全的修復(fù)，并且銅層被整個(gè)地包裹起來，所以能夠防止氫氣的產(chǎn)生。于是，得到高的漏電阻。作為對(duì)比，在比較實(shí)例1中，由于鍍錫層沒有經(jīng)過熱處理，因此，保留了如針孔或裂縫的缺陷，從而電流集流器(銅)層便被暴露。由于這個(gè)原因，可認(rèn)為，鋅粉末或其他同類的東西等與銅層相互接觸，便產(chǎn)生了氫氣，內(nèi)部壓力增大，然后，便發(fā)生了泄漏。此外，可認(rèn)為，盡管比較實(shí)例2經(jīng)過了熱處理，但處理溫度相對(duì)較低，因此，如針孔或裂縫的缺陷沒有得到修復(fù)，結(jié)果，電流集流器層被暴露。
接下來，當(dāng)以表1為基礎(chǔ)在實(shí)例1、3和4之間進(jìn)行比較時(shí)，在實(shí)例1和3中一點(diǎn)未出現(xiàn)泄漏。當(dāng)將實(shí)例4與比較實(shí)例1進(jìn)行比較時(shí)，盡管實(shí)例4的泄漏發(fā)生的比率低，如經(jīng)過140天的儲(chǔ)藏后其中約3％出現(xiàn)泄漏。在堿性電池中，當(dāng)中央側(cè)的密封墊6的突出部分6a的外圍部分6b與負(fù)電極外殼的內(nèi)面之間的間隙為0.05mm或更小時(shí)，漏電阻特性和容量保持特性極好。這是因?yàn)?，通過讓中央側(cè)的密封墊6的突出部分6a的外圍部分6b與負(fù)電極外殼4的內(nèi)面相互接觸或讓它們之間的間隙小于0.05mm或更小，便能夠防止在密封電池時(shí)負(fù)電極的鋅粉末進(jìn)入密封墊和負(fù)電極外殼之間的間隙。當(dāng)鋅粉末進(jìn)入密封墊與負(fù)電極外殼之間時(shí)，鋅粉末與含有銅的電流集流器層接觸，銅具有低的氫過電位，從而便會(huì)引起氫氣的產(chǎn)生。此外，只要中央側(cè)的密封墊6的突出部分6a的外圍部分6b與負(fù)電極外殼的內(nèi)面之間的間隙為0.05mm或更小，便可以容許在組裝負(fù)電極外殼和密封墊時(shí)所產(chǎn)生的一定程度的誤差或鍍錫層的形成位置的一定程度的誤差。特別是，甚至在由于鍍錫層端部的變化而導(dǎo)致電流集流器層的某種程度的暴露時(shí)，由于鋅粉沒有進(jìn)入密封墊與負(fù)電極外殼之間的間隙，于是，防止了氫氣的產(chǎn)生。
表1

當(dāng)以表1為基礎(chǔ)在實(shí)例5至7之間進(jìn)行比較時(shí)，可發(fā)現(xiàn)，通過讓堿性電解液成為其中按重量計(jì)算的氫氧化鈉的量處于15％至30％之間、按重量計(jì)算的氫氧化鉀的量處于1％至15％之間的水溶液，可以獲得良好的閉合電路電壓特性。此外，在實(shí)例5至7中一點(diǎn)沒有泄漏。為了獲得良好的閉合電路電壓特性，加入的按重量計(jì)算的氫氧化鈉的量在15％至30％的范圍是合適的。
另一方面，盡管實(shí)例8沒有發(fā)生泄漏并且比實(shí)例1更良好，但閉合電路電壓比其他實(shí)例的低。這是因?yàn)椋烧J(rèn)為電解液中所含的氫氧化鉀的量少。與氫氧化鈉的水溶液相比，氫氧化鉀水溶液的導(dǎo)電性是優(yōu)良的。由于這個(gè)原因，在實(shí)例8中所含的氫氧化鉀的量少，可認(rèn)為閉合電路電壓被降低了。由于這個(gè)原因，在把閉合電路電壓特征認(rèn)真考慮進(jìn)去的情形中，優(yōu)選的是在堿性電解液中所含的按重量計(jì)算的氫氧化鉀的量為1％或更多。
在實(shí)例9中，經(jīng)過140天儲(chǔ)藏后發(fā)生了泄漏。這是因?yàn)閴A性電解液中所含的氫氧化鉀的量大。由于與氫氧化鈉水溶液相比，氫氧化鉀水溶液對(duì)銅的潤濕性更高，當(dāng)氫氧化鉀的量大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生蠕動(dòng)現(xiàn)象，從而引起泄漏。為了改善漏電阻特性，具體地優(yōu)選的是，使所含的按重量計(jì)算的氫氧化鉀的量為15％或更少。
另外，至于用于負(fù)電極外殼的鍍層，不僅錫，而且銦(熔點(diǎn)156.6℃)和鉍(熔點(diǎn)271.4℃)及其合金中的至少一種金屬或合金，容許作為比銅具有更高氫過電位的金屬或合金。
根據(jù)本發(fā)明，由于可以在負(fù)電極外殼4之內(nèi)形成沒有缺陷(如針孔、裂縫和由于雜質(zhì)造成的污染)的鍍錫層10，便可以抑制氫氣(H2)的產(chǎn)生，要不然氫氣是通過使作為負(fù)電極活性材料的鋅與負(fù)電極外殼4的電流集流器層9接觸而產(chǎn)生的，也可以抑制對(duì)鋅的腐蝕，同樣地，可以通過堿性電解液的蠕升現(xiàn)象獲得漏電阻特性。根據(jù)本發(fā)明，不使用汞可以獲得良好的堿性電池。
至于用于形成錫膜的方法，不僅如無電鍍法和電解電鍍法的濕式方法，而且如PVD(物理汽相沉積)方法和CVD(化學(xué)汽相沉積)方法的干式方法都是可容許的。
此外，本發(fā)明不限于如上所述的這樣的實(shí)例和比較實(shí)例。不用說可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變化、修改和改造而不背離本發(fā)明的范圍和精神。
對(duì)附圖表記的說明1.正電極2.正電極外殼3.負(fù)電極4.負(fù)電極外殼4a.折疊部分4b.折疊底部5.隔板6.密封墊6a.在中央側(cè)的突出部分6b.外圍部分7.鎳層8.不銹鋼層9.電流集流器層10.鍍錫層11.內(nèi)面區(qū)域
權(quán)利要求
1.一種堿性電池，包括正電極；含有鋅合金粉末的負(fù)電極；將所述正電極與所述負(fù)電極隔開的隔板；堿性電解液；容納所述正電極的正電極外殼，容納所述負(fù)電極的負(fù)電極外殼，所述負(fù)電極外殼具有在熔點(diǎn)(232℃)或更高溫度下經(jīng)過熱處理的鍍錫層并通過所述鍍錫層與所述負(fù)電極接觸；以及被置入在所述正電極外殼與所述負(fù)電極外殼之間的密封墊。
2.如權(quán)利要求1所述的堿性電池，其中所述正電極包括氧化銀或二氧化錳。
3.如權(quán)利要求1所述的堿性電池，其中所述鍍錫層是在氧氣濃度為1％或更小的氣氛中經(jīng)過熱處理的鍍錫層。
4.如權(quán)利要求1所述的堿性電池，其中在所述負(fù)電極外殼的內(nèi)面的區(qū)域上形成所述鍍錫層。
5.如權(quán)利要求1所述的堿性電池，其中所述堿性電解液中存在15％至30％的按重量計(jì)算的氫氧化鈉，或1％至15％的按重量計(jì)算的氫氧化鉀。
6.如權(quán)利要求1所述的堿性電池，其中在中央側(cè)的所述密封墊的突出部分的周圍部分與所述負(fù)電極外殼的內(nèi)面接觸或具有離所述負(fù)電極外殼的內(nèi)面0.05mm或更小的間隙。
7.如權(quán)利要求1所述的堿性電池，其中所述鍍錫層是通過由無電鍍、電解電鍍、汽相沉積、濺射和離子電鍍組成的組中選擇的任一種技術(shù)形成的鍍錫層。
8.一種用于生產(chǎn)堿性電池的方法，包括第一步，在負(fù)電極外殼上形成鍍錫層；第二步，使所述鍍錫層在錫的熔點(diǎn)(232℃)或更高溫度下經(jīng)過熱處理；以及第三步，填實(shí)包含正電極、負(fù)電極、隔板和堿性電解液的正電極外殼和負(fù)電極外殼，使得密封墊被置入在其之間，以實(shí)現(xiàn)氣密的密封。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不產(chǎn)生氫氣的無汞堿性電池。根據(jù)本發(fā)明的堿性電池由以下部分構(gòu)成正電極；含有鋅合金粉末的負(fù)電極；將正電極與負(fù)電極隔開的隔板；堿性電解液；容納正電極的正電極外殼，容納負(fù)電極的負(fù)電極外殼，該負(fù)電極外殼具有在錫的熔點(diǎn)(232℃)或更高溫度下經(jīng)過熱處理的鍍錫層，并通過該鍍錫層與負(fù)電極接觸；以及被置入在正電極外殼和負(fù)電極外殼之間的密封墊。
文檔編號(hào)H01M4/06GK1790786SQ20051013705
公開日2006年6月21日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月15日
發(fā)明者宍戶剛, 高橋巖三, 渡邊俊二, 酒井次夫 申請人:精工電子微型器件有限公司