專利名稱：再生電池的制作方法
本發(fā)光涉及在充放電時電極活性材料經(jīng)受膨脹和收縮的一種再生電池，特別適用于把壓力加到電極組上的機構(gòu)和結(jié)構(gòu)。
由于電子學(xué)上最進的進展，集成電路(IC)大規(guī)模集成電路(LSI)等已大量應(yīng)用到一般電子儀器中，由此它們在性能和微型化方面正得到改進，并形成便攜式和不用電池式的產(chǎn)品。因此，將電池作為它們的電源的要求也增加。雖然電池得到廣泛使用是因為以上的目的。但再生電池在有可移動部分并能補充相對高的電功率的電池之中是占有優(yōu)勢。再生電池中，用堿水溶液作為電解溶液的堿電池，諸如鎳一鎘電池及鎘類物在重量輕，能量密度高和抗過載和過放電等方面是優(yōu)于早先的鉛-酸電池的。為此原因，小尺寸的密封式的堿電池的要求特別地增加。隨著這一要求的增加，從容易使用的觀點看，鎳一鎘電池得到越來越多的要求以獲得迅速充電和高的容量。有關(guān)迅速充電，一個主要被研究的改進方法是把鎳電極上所產(chǎn)生的氧氣吸收到鎘電極中。關(guān)于高容量。因為電池的容量是受制于鎳電極，所以鎳電極的容量必須提高。進而，電極活性材料的利用率正在積極地研究著，為改善活性材料利用率目的對于從正電極，負(fù)電極和隔離器而構(gòu)成的電極組的方法的各種設(shè)想正在提出。例如，這些設(shè)想包括把電極制作成彈性，鍍膜的并將其固定在多個串聯(lián)的粘附帶上。把粘附區(qū)的比例弄成特殊的范圍以降少在電極一電極距離的不規(guī)則性(日本專利申請KoKai(公開)60-170171);一種方法包括把隔離器用電解溶液增多以便在負(fù)電極和隔離器之間的間隔內(nèi)充滿而使它們的接觸更充分(日本專利申請KoKai(公開)57-185668);一種方法包括把增長材料組成到隔離器中并因此作為膨脹膠體而支撐住隔離器(日本專利申請KOai(公開)56-63772);一種方法包括把電解溶液驅(qū)散到隔離器中作為膠體態(tài)(日本專利申請KOKai(公開)57-152665);等等。而且，一種方法包括一壓薄層的電極組經(jīng)由一稠密層和一粗糙層所組成的隔離器，是為了防止活性材料的脫落(日本專利申請KOKai(公開)55-91564)也已涉及。
用于從一電子襯底和活性材料生產(chǎn)電極的方法，該方法迄今已被實踐著，它包括把一活性材料注入和沉積到燒結(jié)板襯底中，該襯底由鎳粉的燒結(jié)材料沉積在現(xiàn)有的收集器來制備的。然而，最近幾年，有一種方法正被采納，該方法包括把糊狀活性材料涂在多孔襯底上以制備電極。這樣，與過去相比，活性材料從襯底脫落成為更加重要的問題。
在漿糊狀鋁一酸電池中，也設(shè)想過防止陰極活性材料的脫落并延長其壽命的問題，它是通過堆加一間隔器(一種脹膨劑)設(shè)置在電極間的隔離器上，讓間隔器吸收電解溶液并膨脹使其加壓力到電極組上，這是由于膨脹力所致(日本專利申請KOKai(公開)58-133785)。
考慮到，上面提及的先有技術(shù)在纏繞或堆積結(jié)構(gòu)上為防止或減少電極一電極間距離和電極厚度上的變化是有效的，其中纏繞或堆積結(jié)構(gòu)是由正負(fù)電極和隔離器所組成并且由于吸收了電解溶液而防止了軟化和活性材料的脫落。然而如在日本專利申請KOKai(公開)60-170171中所提及的一種方法，它包括通過把彈性電極用粘附帶條纏繞或類似法來減小電極一電極距離上的變化，其不利點在于纏繞壓力的松馳是發(fā)生在彈性電極上，這雖然用在彈性燒結(jié)電極上可能有效，但是它不適合于諸如漿糊狀電極那樣柔性的電極上。
如果膨脹劑層設(shè)置在隔離器或類似處，所引起的問題是隔離器膨脹以使增加了正負(fù)電極間的距離，從而增加了內(nèi)阻，這是因為隔離器是位于正負(fù)電極之間的。
另一方面，大家知道再生電池的活性材料層吸收電解液使其體積膨脹，而且通常在充放電反應(yīng)中產(chǎn)生體積變化。由于該體積變化，貼附到襯底的活性材料層逸出并從襯底脫落下來。進而活性材料層顆粒間的接觸以及顆粒和導(dǎo)電材料間的接觸被破壞。結(jié)果，在襯底中和導(dǎo)電材料的電流的收集網(wǎng)電流給上形成了缺陷，活性材料的充放電效率降低，對于這個問題的對策，日本專利申請KOKai(公開)58-133785設(shè)想一種技術(shù)，該技術(shù)包括把一種酸性膨脹材料(間隔器-spaeer)堆積在由正負(fù)電極和隔離器所組成的電極組上，并用膨脹材料的膨脹力施加一伸展壓力到電極組，從而防止住正電極的活性材料的脫落。因此該先有技術(shù)所設(shè)想的目的是通過施加一壓力而防止活性材料的脫落，在這里既沒有考慮電流收集器界面和活性材料之間的接觸和活性材料顆粒之間的接觸，也沒有考慮到活性材料顆粒間電解溶液的可移動性，而以上的考慮是為了提高電接觸的。換句話說，該技術(shù)的對象是對于獲得足夠好的物理接觸有困難的那些電池。而且，伸展壓力(stretching pressure)的范圍限制到0.2～0.3kgf/cm2，不適合于要施加一更高壓力才能防止活性材料脫落的那些電池，也不適合于電流收集器和活性材料間的接觸必須進一步改進的那些電池。
因此，為了改進電極襯底和活性材料之間的接觸，有必要壓縮電極活性材料層并從而減少活性材料的體積變化。然而，在先有技術(shù)中所用的帶子及類物其不利點在于纏繞壓力是不規(guī)則的，在隔離器中所使用的膨脹劑或類似物其不利點在于，因為它是由水溶性聚合物做的，當(dāng)其吸收電解液并膨脹時，它可轉(zhuǎn)變成溶液，因此雖然它能填充電極間的間隙，但不能壓縮電極組。從而，隔離器及類物在加壓力上是不夠的。
從提高電池溶量的觀點看，其中有活性材料直接填充在電流收集器上的漿糊狀電極是在諸如鎳一鎘電池這樣的堿電池的領(lǐng)域中發(fā)展。在漿糊狀電極中，減輕襯底基體重量的方法正在被研究，其目的是提高電池的容量。但是，減輕電極襯底重量意味著減少在電極中由基體所占有的空間，這導(dǎo)致電極接觸面積的減少，這導(dǎo)致襯底和活性材料之間接觸面積的減少，因此降低活性材料對襯底的粘附力，其結(jié)果是增加了活性材料和電極襯底屆面之間的接觸阻抗。
本發(fā)明的目標(biāo)包含提供一高容量的用漿糊狀電極的再生電池，其中裝設(shè)一在電池中產(chǎn)生適當(dāng)壓力的裝置，目的在于減少電極襯底和活性材料間的接觸阻抗并獲得活性材料的高效利用率。
這樣，本發(fā)明提供一再生電池，它包括一由正電極和負(fù)電極所組成的電流收集器，兩者都是由電極襯底和電極活性材料所組成，以及隔離器(這以下稱為“電極組”)和在電池箱中的電解液，其中有一用于施加壓力到電極組的裝置以減少正極和負(fù)極襯底之間的接觸阻抗，而且在電池箱中提供了電極活性材料。


圖1演示出有三層結(jié)構(gòu)的電極;圖2、5、7和9是根據(jù)本發(fā)明的圓柱形電池的斷面圖;圖3是本發(fā)明和先有技術(shù)間活性材料利用率的比較;圖4是在本發(fā)明中所加壓力和活性材料利用率之間的關(guān)系圖。圖6、8、10、11、12和14是示出了在本發(fā)明中活性材料利用率的循環(huán)特征;圖13是演示出本發(fā)明的矩形電池的剖斷面;以及圖15演示出鎳一鎘電池的一般結(jié)構(gòu)的圖。
根據(jù)本發(fā)明由螺旋形纏繞的電極制成的電極組和/或用堆積扁平的電極制成的電極組包含在電池內(nèi)，能夠用化學(xué)或物理作用(以下稱之謂加壓材料)改變其形狀的物體被形成，使其存在電極組的外周邊和外部部分或其存在電極組的內(nèi)部周邊部分。從而，由于上述形狀的變化而使正電極，正電極和隔離器中的電極基體和活性材料層通過壓縮力形成更加密切的接觸，因此活性材料可以獲得高利用率。雖然在電極組中的隔離器上沒有提供加壓物質(zhì)，但是從外部進行加壓，電極-電極距離可減少而且電極間的阻抗可減少，所以電池的性能可以提高。
上述的加壓材料意味著材料要參加電解液的吸附，與電解液起反應(yīng)或起諸如水合這樣的化學(xué)作用。上述加壓材料的例子包括吸水聚合物所組成的合成材料，諸如丙烯酸乙烯乙醇共聚物(acrylicacid-Vinylalcoholcopolymer)，丙烯酸鈉聚合物(sodiumacrylatenepolymer)，修改的聚乙烯氧化物(modifiedpolyethyleoxide)及類似物以及增強人造樹脂材料諸如聚氯乙烯(polyVinylchloride)醋酸乙烯樹脂(ethylene-Vinylacetateresin)聚乙烯，聚丙烯及類物;成型記憶樹脂化合物(shape-memoryresincompaund)諸如反式聚異戊二烯樹脂(trans-polyisopreneresin)及類物;以及成型記憶合金，諸如Ni-Ti合金，Ni-Ti-Cu合金，Ni-Al合金，In-Tl合金及類物。然而，加壓材料不限于上述提及的那些，而它可從多種電導(dǎo)和非導(dǎo)電材料中選擇，只要它能在吸附電解液時將其體積膨脹或收縮或通過加熱，振動，碰撞及類似方式的作用產(chǎn)生壓力，因為對于電極的反應(yīng)這是沒有關(guān)系的。
加壓材料可布設(shè)在相對于電池結(jié)構(gòu)的任何位置上，只要它能把壓力施加到電池的電極表面并能產(chǎn)生電極組的緊密接觸，這是通過在充放電時抑制住電極活性材料的體積變化并抑制住吸附電解液所引起的體積變化進行的。
根據(jù)本發(fā)明所施加的壓力取決于材料質(zhì)量和結(jié)構(gòu)可隨意變化。根據(jù)下面提到的工況例子，顯示出有效加壓效果的壓力范圍是1到100kgf/cm2，而更佳值是3到40kgf/cm2。這樣的加壓力可在容器中設(shè)放電極后進行試驗，所以沒有必要在裝配電池時施加理想的壓力。
而且，本發(fā)明也提供一三層結(jié)構(gòu)電極，該電極在扁平電極襯底，諸如金屬線，膨脹金屬、穿孔的薄片及類似物的兩表面上形成一漿糊狀活性材料層。
電極襯底起著電流收集器的作用和維持強度的作用，而且電極襯底越輕，厚度越薄對于提高容量和降低電池的比重越是有利。然而如果厚度太薄，強度不夠，可工作性能不好，電流的性能受到破壞。發(fā)明者研究指示出;實際允許厚度的低限度是0.02mm。如果電極基體的厚度增加，由襯底所占電極的體積增加，而活性材料的包裝比重降低，盡管電極的強度是增加了，發(fā)明者的研究揭示出，雖然它取決于電極的厚度，但當(dāng)電極的厚度是1mm或以下時，實際允許的電極襯底的厚度的上限是0.6mm。因此，在扁平襯底中，0.6到0.02mm的厚度實際上是適宜的，而最佳值是0.4到0.05mm。
電解液在電極組容裝到箱匣中之后是一滴一滴地從箱匣的上部區(qū)引入到電池箱匣中。
如果能膨脹到吸附電解液的加壓材料填充在纏繞電極組和中心和外部周邊的零件上或填充到堆積電極組的上部和下部零件上，由于與該膨脹材料的接觸而產(chǎn)生一膨脹壓力，由此，經(jīng)過隔離器正電極與負(fù)電極密切地接觸。此時，在正和負(fù)電極上的活性材料能與電極襯底有效地接觸，因此，電極襯底的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)能有效地利用，結(jié)果，電池的充放電效率得以提高。進而再在生電池中，活性材料在正極在充電時氧化而在放電時還原，相反的情況發(fā)生在負(fù)極，這無例外地導(dǎo)致體積的變化。因此，活性材料層和電極襯底間的游離件須避免。這樣，通過強制式把活性材料層和加壓材料壓在一起以及減少體積變化的影響，活性材料層和電極襯底間的接觸得以提高。進而，通過把在活性材料層中的粒子和導(dǎo)電劑安排得更緊密，充放電的效率能得到改善。由于這些效果，就能得到具有高活性材料利用率的再生電池。而且，通過由隔離器插入其間的正負(fù)電極的親密接觸，各自電極襯底和活性材料間的脫落現(xiàn)象可以防止，同時，快速變化性能也能得到提高。
由于加壓力而使接觸阻抗的降低以及因此而致使活性材料利用率的改善在漿糊型高容量電池中是特別顯著的。就是說，在諸如金屬導(dǎo)線網(wǎng)膨脹金屬，穿孔薄片或類物的扁平襯底的兩側(cè)來形成活性材料層的三層結(jié)構(gòu)的高容量電極中，在電極中由襯底所占的體積是小的，而活性材料和襯底間的接觸電阻是高的，但這個問題可通過施加一壓力到電極上能得以解決。
在加壓力上有一個最佳范圍是有以下的原因。如果，當(dāng)壓力太低，為降低襯底和活性材料層間的接觸電阻那是不夠的。如果壓力太高，在活性材料顆粒間的電解液的擴散和電極中所產(chǎn)生的氣體間的擴散是不充分，就會發(fā)生電極活性材料層的損傷。因此，在作為本發(fā)明目標(biāo)的高容量漿糊型電極中，能展示出有效效果的壓力范圍為1到100kgf/cm2，更佳范圍是3到40kgf/cm2。該功能是應(yīng)用到諸如鎳鎘電池，鋁-酸電池，鎳-鐵電池，利用非水電解液鋰及類似再生電池這樣一些再生電池中去，它們的性能可得到很大提高。這說明，本發(fā)明的技術(shù)是廣泛應(yīng)用到那些再生電池中，即其中活性材料的體積變化在充放電時是不可避免地重復(fù)著的。
本發(fā)明的特征將通過以下工況例子加以說明。
例1制備了本發(fā)明中的圓柱形的電池，且測量了該電池的性能。所用在試驗中的鎳電極是由下面的材料以下面的方式制備的。按重量比80%的氫氧化鎳(活性材料)，按重量比10%的鎳?yán)w維(導(dǎo)電材料)以及按重量比5%的金屬鈷(活性材料的激活劑)同時混合在可攪拌的研缽中。而后在其中按重量比加20%的水和5%的PTFE(粘結(jié)劑)，并將其攪拌。作為PTFE，一種PTFE懸浮液(PolyflonDispersionD-1，由DaikinKogyoK。K制造)可被使用。將所得到的漿糊狀攪拌過的混合物施加到作為電極襯底的60目的鎳金屬線網(wǎng)的兩側(cè)面。在80℃時干燥并使用加壓制備鎳電極實現(xiàn)粘著接觸。圖1是鎳電極的斷面示圖。如圖1所示，活性材料層1和電極襯底2所組成的三層結(jié)構(gòu);在這里電極襯底是支撐在兩個活性材料層間。電極的厚度是0.6mm而電極基體厚度是0.2mm。該電極基體是扁平的而柔軟的，適合于纏繞電極。
鎘電極是按以下方式制備的這里，按重量比85%的氧化鎘，按重量比10%的Ni粉(導(dǎo)電材料)和按重量比5%的PTFE懸浮液與如上所示的配料總重量的20%重量比的甘醇(ethyleneglycol)在攪拌器中進行攪拌。所形成的漿糊物粘著到40目的金屬線網(wǎng)上，然后在140℃干燥以形成測量用的電極。圖2是由它們制備出來的圓柱形電池的斷面圖。加壓材料3被填充到電池的中心部分。加壓材料是由組分為50%的吸水聚合物膠，它是由聚丙烯乙烯乙醇共聚物(acrylicacid-Vinylalcoholcopolymer)構(gòu)成以及50%的乙烯醋酸共聚物樹脂(ethylene-Vinylacetatecopolymerresin)(以下稱之為混合化合物)所組成。其圓柱形的長度為40mm。加壓材料的直徑是3mm。為比較起見，電池具有與上面相同的結(jié)構(gòu)來制備的，但上面的加壓材料除外。從上面提到的正負(fù)電極，螺旋電極4是與隔離器一起被制備，加壓材料被填充到其中心部分，這以后整個部分裝入到電池箱匣中去。然后將含有300g/l的氫氧化鈾的電解液和15g/l的氫氧化鋰的電解液注入到箱匣內(nèi)，產(chǎn)物的充放電是在25℃情況下進行。在充電率為0.1c情況下充電15小時后，可在放電率為0.2c情況下放電。取電池電壓1.0V作為切斷電壓，放電的容量就被確定。
圖15示出了鎳鎘電池的一般結(jié)構(gòu)，其中22是正電極的端接頭，23是鎳電極，24是隔離器，25是外部罐殼，26是間隙，以及27是鎘電極。如果把加壓材料插入到該電池的間隙部分，就得到如圖2情況。
所得到的結(jié)果如圖3所示。在本發(fā)明的電池中，活性材料的利用率6在第一次充放電循環(huán)時是85%，在第二次循環(huán)中是90%，在第三次及以后的循環(huán)中是93%演示出了穩(wěn)定的電池性能。另一方面，在與例1相比較的先有的電池7中，其利用率是低到與第一次循環(huán)85%相同情況。
因此，已揭示出;本發(fā)明的電池與先有的電池例如例子1相比較有著較高的充電容量。
例2以填充加壓材料3到電池的中心部分制備了10個電池而使能加到電極組上的加壓材料的壓力范圍在0到100kgf/cm2。作為加壓材料，如在例1中所使用相同的混合化合物。Ni和Cd電極，其制備使用了與例1中相同的條件。其結(jié)果如圖4所示?；钚圆牧系氖褂寐适?0%或以上，壓力范圍為3到40kgf/cm2，也已揭示出，壓力范圍在1到100kgf/cm2對于獲得活性材料利用率為80%或以上是有效的。
例3圖5是該例中所制備的圓柱形電池的剖面圖。加壓材料3和9被充填在電池的周邊部分和中心部分。作為加壓材料3，相同于例1中所使用的。作為周邊加壓材料9，相同于例1中的混合化合物，形成厚度為0.5mm和寬度為40mm。Ni和Cd作為電極是在與例1中相同的條件下制備出來的。加到電極組上的壓力被調(diào)節(jié)到20kgf/cm2。其結(jié)果示于圖6。從圖6很顯然，該電池10的活性材料利用率達到穩(wěn)定值約96%。
例4圖7是圓柱形電池的示圖，電池中的纏繞芯子11被包括在電極組的中心部分，而電極組是由正電極，負(fù)電極和隔離器所組成，以及加壓材料9提供在電極組的周邊部分。作為纏繞芯子，圓柱體Ni管具有外徑為3mm和內(nèi)徑為1.5mm，作為加壓材料施加一壓力到電極組上是從其周邊部分進行，并相同于例1中所使用的混合化合物?；旌匣衔锸怯泻穸葹?.5mm的薄片。Ni和Cd電極是在與如例1相同條件下制備的。施加到電極組上的加壓力可調(diào)節(jié)到30kg/cm2。其結(jié)果如圖8所示。圖8示出，該例子的電池12中的活性材料的利用率可達到的穩(wěn)定值約96%，這說明電極組中心部分使用纏繞芯子是有效的。
圖9是該例中所制備出的圓柱狀電池的剖面圖。加壓材料9填充到電池的周邊部分。作為加壓材料，相同于例1中所使用的混合化合物?；旌匣衔镉兄∑男问?，其厚度為1mm及寬度為40mm。Ni和Cd電極是在如例1中相同的條件下制備。施加到電極組上的壓力是25kgf/cm2。其結(jié)果示于圖10，由此明顯看到該電池的活性材料利用率13可達到穩(wěn)定值約92%，因此，人們發(fā)現(xiàn)，把加壓材料填充到電池的周邊部分也是有效的。
例6使用一加壓材料，該材料的壓力是以加熱作用顯示的，本發(fā)明進行了實踐。將加壓材料3在與例1的相同條件下填充。作為加壓材料，使用了反式聚異戊二烯樹脂(trans-polyisopreneresin)一種成形記憶橡膠，由Kurarey制造)。它是圓柱形狀其直徑為3mm及長度為40mm。Ni和Cd電極在與例1相同條件下制備。以上面提及的方式所制備的電池被傾斜置于槽池中保持60℃，施加到電極組上的壓力調(diào)節(jié)到15kgf/cm2。然后它被冷卻并在室溫下充放電。圖11示出了該電池的活性材料的利用率，由此可清楚看出該電池的活性材料的利用率14可達到穩(wěn)定值約95%。因此，人們發(fā)現(xiàn)，聚異戊二烯樹脂填充到電池的中心部分作為加壓材料也是有效的。
例7使用一加壓材料，該材料的壓力是以加熱作用顯示出來，本發(fā)明進行了實踐。加壓材料3在與例2中相同的條件下填充。電極是與例1中相同的條件下制備的，不同之點是用作加壓材料的是鈦鎳合金(Ti50%-Ni50%是一成型記憶合金)。加壓材料是一薄片的形式，具有的厚度為0.1mm，寬度為40mm。利用如此所得的電極，電池即可制備成。電池放置在70℃的池槽中，其加壓壓力調(diào)節(jié)到10kgf/cm2。緊接著，電池被冷卻到室溫，并可充放電。其結(jié)果示于圖12，由此可清楚看出，該電池的活性材料的利用率15得到的穩(wěn)定值為94%，因此，人們發(fā)現(xiàn)填充成型記憶合金也是有效的。
例8圖13是該例中所制備的扁平電池的示圖。其結(jié)構(gòu)如下。將正電極18，負(fù)電極19和隔離器20排好以形成一扁平的電極組并被裝進電池箱匣，加壓材料16布放在該電極組的上下。作為加壓材料，與例1中所用的是相同的混合化合物。另一個電極是與例1中相同條件下制備的。利用這些電極，電池可制備出來，施加到電池組的加壓壓力被調(diào)節(jié)到40kgf/cm2。然后，電池在室溫下充放電。其結(jié)果示于圖14，由此可清楚地看出，該電池的活性材料的利用率21達到的穩(wěn)定值為96%，因此，人們發(fā)現(xiàn)，把加壓材料填充到扁平電池里也是有效的。
脫離開上面所提出的例子，還可有其他的方法，其中在加壓材料中所產(chǎn)生的壓力是通過流體壓力機械進行的。
使用在三層結(jié)構(gòu)電極中的電極襯底中對于活性材料利用率是沒有影響的，不管材料的質(zhì)量和穿孔的百分?jǐn)?shù)。
根據(jù)本發(fā)明，由正電極，負(fù)電極和隔離器所組成的電極組能產(chǎn)生緊密的接觸，這是使用來自加壓材料的加壓壓力實現(xiàn)的，而加壓材料是設(shè)放在電池的央央部分和/或周邊部分或設(shè)放在堆積電池的上下部分，因此，正負(fù)電極的活性材料和電極襯底之間，活性粒子之間，活性材料和導(dǎo)電材料之間的接觸阻抗可以降低。從而，通過有效地利用電極襯底的電流收集網(wǎng)絡(luò)和導(dǎo)電材料的電導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，充放電的效率可以改善，而電池的性能得以提高。如以上給出的例子所示，其效果是特別地顯示在利用高容量漿糊電極的再生電池中，特別顯著的情況是在扁平電極襯底諸如金屬線網(wǎng)，膨脹金屬，穿孔薄片及類物的兩側(cè)面形成活性材料層所制備的三層結(jié)構(gòu)的電極中。
本發(fā)明的有效應(yīng)用不僅對于鎳鎘電池，而且對于那些在充放電時會不可避免地經(jīng)受著重復(fù)性體積變化的活性材料，諸如鎳-鋅、鎳-鐵、鎳-氫及類物這樣的結(jié)構(gòu)的其他的再生電池也是有效的。如果利用的是與非水溶劑起反應(yīng)而產(chǎn)生加壓壓力的加壓材料，本發(fā)明也適用于非水溶劑型的再生電池諸如鋰型及類物，從而鋰再生電池的充放電循環(huán)壽命能大大提高，無需說明，通過物理作用工作的加壓機構(gòu)的采用，該作用如加熱，振動，碰撞等，對于非水溶劑的電池也是有效的。
權(quán)利要求
1.再生電池包括在一電池箱匣中，由隔離器和正負(fù)電極所組成的電極組，而正負(fù)電極是由電極襯底和電極活性材料所構(gòu)成電解液，通過加壓電極組為使正負(fù)電極的襯底和電極活性材料之間的接觸阻抗降低的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的再生電池，其中加壓壓力是1到100kgf/cm2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的再生電池，其中加壓裝置是由吸水聚合物，該聚合物是由物理或化學(xué)手段改變其形狀的物質(zhì)以及合成樹脂，成型-記憶樹脂(shape-memory resin)化合物或成型-記憶合金所組成的復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的在生電池，其中上述正負(fù)電極分別是鎳電極和鎘電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的再生電池，其中上述鎳電極是由接觸粘結(jié)把電極襯底連結(jié)到漿糊攪拌混合物，該混合物包括電極活性材料，導(dǎo)電材料，活性材料催化劑和粘合劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的再生電池，其中上述正負(fù)電極的制備是把漿糊狀混合物，它們包括電極活性材料，導(dǎo)電材料，活性材料催化劑和粘結(jié)劑，粘附到其厚度為0.4到0.05mm的電極襯底，干燥它，然后將其用加壓方法接觸連結(jié)起來。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的再生電池，其中上述正負(fù)電極的制備是把漿糊狀混合物，它們包括電極活性材料、導(dǎo)電材料、活性材料催化劑和粘結(jié)劑，粘附在其厚度為0.4到0.05mm的電極襯底上，干燥它，然后將其用加壓方法接觸連結(jié)起來。
8.再生電池包括在電池箱匣中，由隔離器和正負(fù)電極所組成的電極組，其中正負(fù)電極是由襯底和電極活性材料組成，而且具有由正負(fù)電極和隔離器所纏繞的形成螺旋形電極的形狀，電解液，和布設(shè)在螺旋電極內(nèi)周邊部分的裝置，它用于通過加壓力到電極組以降低正負(fù)電極組的襯底和電極活性材料間的接觸阻抗。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的再生電池，其中上述加壓裝置是由吸水聚合物和合成樹脂，成型記憶樹脂化合物或成型記憶合金組組成的復(fù)合物材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的再生電池，其中上述正負(fù)電極是柔軟電極，它們是把由電極活性材料，導(dǎo)電材料，活性材料催化劑和粘結(jié)劑組成的漿糊狀攪拌混合物接觸粘結(jié)到電極襯底而制備的。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的再生電池，其中上述正負(fù)電極是一些如此制備的電極;是把由電極活性材料，導(dǎo)電材料，活性材料催化劑和粘結(jié)劑組成的漿糊狀攪拌混合物附著到電極襯底上而制備成的，該襯底的厚度為0.4到0.05mm，干燥它，然后用加壓的方法接觸粘結(jié)它。
12.再生電池包括，在電池箱匣中，電極組是由隔離器和正負(fù)電極組成，正負(fù)電極是由基體和電極活性材料所組成，并通過纏繞正電極、負(fù)電極和隔離器而制備成具有螺旋形電極的外形;電解液;一設(shè)放在螺旋電極內(nèi)外周邊部分的裝置，用于通過加壓電極組降低正負(fù)電極襯底和電極活性材料之間的阻抗。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的再生電池，其中上述加壓裝置是包括吸水聚合物和合成樹脂的合成物材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的再生電池，其中上述正負(fù)電極是柔軟性電極，是把由電極活性材料、導(dǎo)電材料、活性材料催化劑和粘結(jié)劑所組成的漿糊攪拌混合物接觸粘合在電極襯底上所制備的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的再生電池，其中上述正負(fù)電極是一些如此制備的電極，是把由電極活性材料、導(dǎo)電材料、活性材料催化劑和粘結(jié)劑所組成的漿糊攪拌混合物粘附在電極襯底上，該襯底的厚度為0.4到0.05mm，干燥它，然后通過加壓方法接觸連結(jié)它。
16.一再生電池包括在電池箱匣里，電極組是由隔離器和正負(fù)電極組成，而正負(fù)電極是由襯底和電極活性材料組成并具有通過把正負(fù)電極和隔離器纏繞制備成螺旋電極的形狀;電解液和布設(shè)在螺旋電極外周邊部分的裝置，由加壓到電極組的方法，使螺旋電極周邊部分基體之間的接觸阻抗降低，使正負(fù)電極的基體和電極活性材料間的接觸阻抗降低。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的再生電池，其中加壓裝置是由包括吸水聚合物和合成樹脂的合成物材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的再生電池，其中上述正負(fù)電極是柔軟電極，它是把由電極活性材料，導(dǎo)電材料，活性材料催化劑和粘結(jié)劑所組成的漿糊狀攪拌混合物用接觸粘著在電極襯底上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的再生電池，其中上述正負(fù)電極是一些這樣制備的電極，把由電極活性材料、導(dǎo)電材料、活性材料催化劑和粘結(jié)劑所組成的漿糊狀攪拌混合物粘附著到電極襯底，該襯底是厚度為0.4到0.05mm，干燥它，然后通過加壓的方法接觸粘連它。
20.一再生電池包括，在電池箱匣中，電極組是由隔離器和正負(fù)電極所組成，而正負(fù)電極是由襯底和電極活性材料所組成，并且具有用纏繞正負(fù)電極和隔離器制備成螺旋電極的外形;電解液;一布設(shè)在螺旋電極外周邊的裝置，和布設(shè)在螺旋電極中心部分的繞制的芯子，通過加壓到電極組為使正負(fù)電極襯底和電極活性材料之間的接觸阻抗降低。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的再生電池，其中上述加壓裝置是由吸水聚合物和合成樹脂所組成的復(fù)合物材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的再生電池，其中上述正負(fù)電極是柔軟電極，是把由電極活性材料、導(dǎo)電材料、活性材料催化劑和粘結(jié)劑所組成的漿糊狀攪拌混合物用接觸粘連到電極襯底上制備的。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的再生電池，其中上述正負(fù)電極是一些如此制備的電極;是把由電極活性材料、導(dǎo)電材料和活性材料催化劑和粘連劑所組成的漿糊狀攪拌混合物粘附在電極襯底上制備的;該電極襯底的厚度為0.4到0.05mm，干燥它，然后通過加壓接觸連結(jié)起來。
24.一再生電池包括，在電池箱匣里，電極組是由隔離器和正負(fù)電極所組成，正負(fù)電極是由襯底和電極活性材料組成，并且具有通過堆積多個扁平單元電極所制備成的堆積電極的形狀，而多個扁平單元電極是由正負(fù)電極和隔離器組成;電解液，以及布設(shè)在堆積電極兩端的裝置，用于通過加壓電極組以降低正負(fù)電極襯底和電極活性材料間的接觸阻抗。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的再生電池。其中上述加壓裝置是包括吸水聚合物和合成樹脂的復(fù)合物材料。
全文摘要
再生電池包括，在電池匣里，由襯底和電極活性材料所構(gòu)成的正負(fù)電極和隔離器所組成的電極組；電解液；以及用于降低正負(fù)電極的襯底和電極活性材料間的接觸阻抗的裝置，這是通過加壓到電極來實現(xiàn)的。
文檔編號H01M4/24GK1039155SQ8910104
公開日1990年1月24日 申請日期1989年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月7日
發(fā)明者今橋甚一, 堀場達雄, 竹內(nèi)將人, 加友一, 西村成, 小孝夫 申請人:株式會社日立制作, 日立化成工業(yè)株式會社