專利名稱：鋅/空氣電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬/空氣電池，該金屬空氣電池具有包含鋅的陽極和空氣陰極，并在部分陰極和陰極外殼之間具有膠接密封劑。本發(fā)明還涉及將膠接密封劑施加于陰極外殼的部分內(nèi)表面上的盤件轉(zhuǎn)移工藝。
微型鋅/空氣鈕扣電池一般包含陽極外殼(陽極杯)和陰極外殼(陰極杯)。該陽極外殼和陰極外殼都可具有封閉端和開口端。在將所需材料嵌入陽極外殼和陰極外殼之后，一般將陽極外殼的開口端嵌入陰極外殼的開口端，并且通過壓接法(crimping)將電池密封。陽極外殼內(nèi)可以填充包含粒子態(tài)鋅的混合物。一般而言，鋅混合物包含汞和膠凝劑，并且在將電解液加入混合物時，該鋅混合物會產(chǎn)生凝膠作用。電解液一般為氫氧化鉀的水溶液，但是，也可以使用其它堿性電解液。一般在陰極外殼的封閉端的中心處具有凸起部分(當(dāng)該外殼保持垂直且封閉端朝上時)。該凸起部分形成正端子(positive terminal)，并且一般包含多個穿過于其中的氣孔。該陰極外殼封閉端一般也具有環(huán)繞正端子的環(huán)形凹進(jìn)臺階(recessed step)。
陰極外殼包含空氣擴(kuò)散元件(空氣過濾元件)，該空氣擴(kuò)散元件(空氣過濾元件)排列于位于外殼封閉端的凸起部分內(nèi)表面上?？梢赃x擇多個包含紙和多孔聚合物材料的可透氣材料用作空氣擴(kuò)散元件。將空氣擴(kuò)散元件配置于外殼封閉端的凸起部分中的氣孔的鄰近處。可以在不接觸氣孔的空氣擴(kuò)散元件的一邊將通常包含粒子態(tài)二氧化錳、碳和疏水性粘合劑的催化材料嵌入陰極外殼中。通過在催化材料的一邊對電解液阻擋材料層(疏水性透氣膜)，優(yōu)選特氟隆(四氟乙烯)進(jìn)行疊層，在另一邊對可滲透電解液(可滲透離子)的隔離元件材料進(jìn)行疊層，可以形成陰極催化部件。然后，一般將陰極催化部件嵌入陰極外殼中，使得其中心部分覆蓋空氣過濾元件，并且使電解液阻擋層的一部分靠在臺階的內(nèi)表面上。
在高消耗或其它需求的裝置中，可以將電解液移至催化陰極部件的邊緣，這樣就可能發(fā)生電解液從外殼中泄漏的情況。如果發(fā)生泄漏，泄漏一般沿陰極催化部件和陰極外殼的圓周邊緣發(fā)生，然后通過陰極外殼封閉端中的氣孔從電池中逐漸滲出。當(dāng)陰極外殼較薄時，比如陰極外殼的壁厚約為0.01英寸(0.25毫米)或更小至0.05毫米時，也非常易于發(fā)生泄漏。由于壁厚較薄時可以增加電池內(nèi)部體積容量，所以需要這種較薄的壁厚。但是，當(dāng)通過壓接法密封電池時，薄壁陰極外殼非常易于發(fā)生松馳。這種外殼松馳可以導(dǎo)致陰極催化部件和陰極外殼臺階內(nèi)表面之間的微觀通道的擴(kuò)展或放大，從而又反過來為電解液的泄漏提供通道。
陰極外殼一般為鍍鎳不銹鋼，例如，由鎳板形成陰極外殼的外表面，而不銹鋼形成外殼的內(nèi)表面。陽極外殼也可以為鍍鎳不銹鋼，一般由鎳板形成外殼的外表面。陽極外殼可以為包含具有鎳外層和銅內(nèi)層的不銹鋼的三層(triclad)材料。在這種實(shí)施例中，鎳層一般形成陽極外殼的外表面，銅層形成陽極外殼的內(nèi)表面。需要銅內(nèi)層在于它可以在鋅粒子和位于陽極外殼封閉端的電池的負(fù)極端子之間提供高的導(dǎo)電路徑。可以將耐久性的聚合物材料的絕緣環(huán)嵌入陽極外殼體的外表面。絕緣環(huán)一般為可以在受到擠壓時抵抗流變(冷流變)的高密度聚乙烯、聚丙烯或尼龍。
將鋅/電解液混合物填充入陽極外殼中，并且將空氣擴(kuò)散元件、催化劑和電解液可滲透性(離子可滲透性)隔離元件置于陰極外殼內(nèi)，然后，可以將陽極外殼的開口端嵌入陰極外殼的開口端。可以在陽極外殼的圓周邊緣處對陰極外殼進(jìn)行壓接，以形成緊密密封的電池。陽極外殼周圍的絕緣環(huán)可以防止陽極和陰極杯之間的電接觸。在位于陰極外殼表面上的氣孔上配置可去除的薄蓋(tab)。在使用前，去除薄蓋以暴露出氣孔，使得空氣進(jìn)入并激活電池。陽極外殼的封閉端部分可以作為電池的負(fù)極端子。
需要制造在陰極部件和陰極外殼之間具有緊密密封的鋅/空氣電池。
需要制造可防止電解液沿陰極部件邊緣周圍泄漏并通過陰極外殼中的氣孔漏出的鋅/空氣電池。
本發(fā)明的工藝包含下列步驟在板上預(yù)制蝕痕或凹槽表面；將膠接劑混合物填充于板上的蝕痕或凹槽中，以形成膠接劑圖案；將硅盤件施加于板上的膠接劑圖案，由此使得膠接劑圖案轉(zhuǎn)移到盤件上；然后將該盤件施加于陰極外殼的部分內(nèi)表面上，這樣，當(dāng)將盤件從表面上拿開時，膠接劑圖案就會轉(zhuǎn)移到陰極外殼的內(nèi)表面上。陰極外殼優(yōu)選具有環(huán)繞于陰極外殼的正極端子的環(huán)形凹進(jìn)臺階。膠接劑圖案優(yōu)選從盤件轉(zhuǎn)移到所述環(huán)繞于陰極外殼的正極端子的所述環(huán)形凹進(jìn)臺階的內(nèi)表面。轉(zhuǎn)移的膠接劑圖案的形狀優(yōu)選為與凹進(jìn)臺階的形狀和尺寸一致的連續(xù)環(huán)，一般為圓環(huán)。因此膠接劑圖案最好作為與臺階內(nèi)表面接觸的連續(xù)環(huán)，被施加于環(huán)形臺階的內(nèi)表面上。膠接劑圖案的寬度可以與所述凹進(jìn)臺階的寬度相同，最好為臺階寬度的三分之一到二分之一。因此膠接劑優(yōu)選覆蓋大部分的臺階內(nèi)表面，更優(yōu)選絕大部分的臺階內(nèi)表面。將膠接劑施加于臺階上，使得它具有較薄的且均勻的厚度。轉(zhuǎn)移到陰極外殼臺階上的(濕狀態(tài))膠接劑圖案的厚度大致與蝕痕的深度相等，優(yōu)選為20-40微米(0.020-0.040毫米)。如果蝕痕太淺，盤件就不能帶走足夠多的膠接劑材料；如果蝕痕太深，盤件就會僅帶走部分膠接劑材料。所需的蝕痕深度范圍約為20-40微米(0.020-0.040毫米)。轉(zhuǎn)移膠接劑的厚度優(yōu)選為約30微米(0.030毫米)(濕狀態(tài))，以及約為70微米(0.070毫米)(干狀態(tài))。
一方面，將電解液阻擋板施加于位于所述凹進(jìn)臺階的內(nèi)表面上的膠接劑環(huán)上，并優(yōu)選使得阻擋板的邊緣粘附在膠接劑上。阻擋板具有疏水性，即對于水和堿性電解液不具有滲透性，但它對于空氣是可滲透的。阻擋板材料優(yōu)選為特氟隆(四氟乙烯)。膠接劑環(huán)在阻擋板和凹進(jìn)臺階之間形成永久性結(jié)合。將包含催化陰極層的催化陰極部件施加于電解阻擋板上，使得阻擋板位于陰極部件和正極端子之間，該催化陰極層一般包含二氧化錳、碳和粘合劑的混合物。陰極部件可以包含置于催化陰極層上的可滲透電解液的隔離元件。隔離元件將陰極部件和電池內(nèi)部包含鋅和堿性電解液的陽極混合物隔開。在電解液阻擋板的邊緣和環(huán)繞正極端子凹進(jìn)臺階的內(nèi)表面之間的膠接劑結(jié)合提供了這樣一種緊密密封它可以防止電解液沿陰極部件滲漏并從電池中滲出。
在本發(fā)明的工藝中，轉(zhuǎn)移到陰極外殼臺階的內(nèi)表面上的膠接劑圖案優(yōu)選為可溶于聚酰胺膠接劑混合物。優(yōu)選的膠接劑混合物由低摩爾重量的聚酰胺膠接劑凝膠或可溶于溶劑的固體形成。所需的聚酰胺摩爾重量約為195-390原子質(zhì)量單位?？梢詫埘０凡牧吓c溶劑的比進(jìn)行調(diào)整，使得在通過本發(fā)明的工藝對盤件進(jìn)行轉(zhuǎn)移時，溶液的粘度保持最佳。采用低摩爾重量聚酰胺的膠接劑混合物的優(yōu)選粘度約為1000-1300厘泊，更優(yōu)選為1100厘泊。
參照下列附圖將會更好理解本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明的鋅/空氣電池的實(shí)施例的等角度投影剖面圖。
圖2為圖1中催化陰極部件和膠接密封劑的優(yōu)選實(shí)施例的分解視圖。
圖3A為在開始位置的轉(zhuǎn)移盤件的正視圖。
圖3B為固定于靜止巢中的陰極外殼的剖面圖。
圖3C為說明蝕刻部分的蝕刻板的局部俯視圖。
圖3D為在用于分配膠接劑的罐下面滑動的蝕刻板的正視圖。
圖4A為壓在蝕刻板上并從蝕痕中帶去膠接劑的盤件的正視圖。
圖4B為固定于靜止巢中的陰極外殼的剖面圖。
圖5A為盤件從圖4A所示的蝕刻板上縮回后，其上攜帶有膠接劑的盤件的正視圖。
圖5B固定于靜止巢中的陰極外殼的剖面圖。
圖5C為處于縮回狀態(tài)的蝕刻板的正視圖，該蝕刻板位于用于發(fā)送膠接劑的罐的下面。
圖6A為盤件的正視圖，該盤件壓到陰極外殼臺階的內(nèi)表面上，由此將膠接劑從盤件轉(zhuǎn)移到外殼臺階的內(nèi)表面上。
圖6B為蝕刻板的正視圖，該蝕刻板已回到縮回位置，以準(zhǔn)備好在用于發(fā)送膠接劑的罐下通過。
圖7為陰極外殼的等角度投影剖面圖，以說明施加于外殼臺階的內(nèi)表面上的膠接劑。
本發(fā)明的鋅/空氣電池最好為微型鈕扣電池。它在作為用于電子助聽器的電源方面有特殊的用途。本發(fā)明的微型鋅/空氣鈕扣電池一般具有盤件狀圓柱形狀，其直徑約為4-16mm，優(yōu)選約為4-12mm，高度約為2-9mm，優(yōu)選約為2-6mm。微型鋅/空氣電池的工作電壓一般約為1.1-0.2伏特。該電池在約為1.1-0.9伏特之間一般具有基本上水平的放電電壓曲線(profile)，在此電壓基礎(chǔ)上，電壓可以相當(dāng)迅速地下降為零。微型鈕扣電池可以以約0.2-20毫安之間的速度放電。這里所用的術(shù)語“微型電池”或“微型鈕扣電池”意指包含這種小尺寸的鈕扣電池，但并不是為了對其進(jìn)行限定，因?yàn)樗部赡苁蔷哂衅渌螤詈统叽绲男⌒弯\/空氣電池。例如，也可以以具有圓柱外殼的稍微加大的尺寸制成鋅/空氣電池，使其尺寸與傳統(tǒng)AAAA、AAA、AA、C和D尺寸的Zn/MnO2堿性電池相當(dāng)。本發(fā)明也打算應(yīng)用于較大的電池尺寸以及其它的電池形狀，例如棱形或橢圓形狀。
本發(fā)明的電池可以包含添加的汞，例如，該汞在陽極中與鋅的重量百分比約為3％，或者也可以基本上不包含汞(零添加汞電池)。在這種零添加汞電池中，沒有添加的汞，并且在鋅中基本上僅有痕量的汞存在。因此，本發(fā)明的電池中的汞總量可以小于總電池重量的約百萬分之50，優(yōu)選小于總電池重量的百萬分之20，更優(yōu)選為小于總電池重量的百萬分之10。(這里所用的術(shù)語“基本不包含汞”指的是電池中汞的含量小于電池總重量的約百萬分之50)。本發(fā)明的電池可以在陽極中具有非常少量的鉛添加劑。如果將鉛添加入陽極，電池中的鉛含量一般可以約為陽極中金屬總量的100-600ppm。但是，電池最好不包含添加的鉛量，因此可以基本上不包含鉛，即，總的鉛含量小于30ppm，最好小于陽極的金屬總量的15ppm。
本發(fā)明的鋅/空氣電池210(圖1)具有陽極外殼260、陰極外殼240、位于其間的電絕緣材料270。陽極外殼260具有殼體263、整體封閉端269和開口端267。陰極外殼240具有殼體242、整體封閉端249和開口端247。陰極外殼的封閉端249一般在其中心附近具有凸起部分244(當(dāng)該外殼保持垂直且該封閉端朝上時)。該凸起部分244形成正端子接觸區(qū)域且一般包含多個穿過其中的氣孔243。陰極外殼封閉端249也一般具有環(huán)形凹進(jìn)臺階245，該凹進(jìn)臺階從凸起端子部分的圓周邊緣246延伸到外圓周邊緣248。
陽極外殼260包含陽極混合物250，該陽極混合物包含粒子態(tài)的鋅和堿性電解液。粒子態(tài)鋅最好與100-1000ppm的銦進(jìn)行合金化。陰極外殼240在其封閉端表面的凸起部分244上具有多個氣孔243。將包含催化復(fù)合材料234(圖2)的陰極催化部件230置于鄰近氣孔的外殼內(nèi)。在電池放電的過程中，催化材料234會促進(jìn)與通過氣孔243進(jìn)入的周圍氧氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。將膠接密封劑143沿陰極外殼240的部分內(nèi)表面進(jìn)行配置。如圖1和7所示，在優(yōu)選實(shí)施例中，通過本發(fā)明的方法以連續(xù)環(huán)的形式在位于外殼的封閉端249上的環(huán)形凹進(jìn)臺階245的內(nèi)表面上施加膠接劑。如果陰極外殼的封閉端為平整的，即，不具有凹進(jìn)臺階245，則可以將膠接密封劑143施加于鄰近于所述封閉端的外圓周邊緣248的封閉端249的內(nèi)表面上。對于后面一種情況，最好將膠接密封劑143作為連續(xù)環(huán)施加于封閉端249的內(nèi)表面上，使得膠接劑143的連續(xù)環(huán)的外徑約為封閉端249內(nèi)徑的75-100％，優(yōu)選為90-100％，更優(yōu)選為95-100％。可以通過對電解液阻擋膜材料235在催化復(fù)合材料234的一邊進(jìn)行疊層，同時對離子可滲透性隔離元件材料238在其另一邊進(jìn)行疊層，從而形成陰極催化部件230(圖1和圖2)，該電解液阻擋膜材料優(yōu)選特氟隆(四氟乙烯)。優(yōu)選為特氟隆的電解液阻擋膜235對于空氣是可滲透性的，但會阻止水和電解液從其中通過?？梢詫㈥帢O催化部件230的邊緣施加于臺階245上的所述膠接劑環(huán)143上，由此在陰極復(fù)合材料234和外殼臺階245之間提供永久膠接劑密封。在特定實(shí)施例中，可以將陰極催化部件230施加于臺階245上的膠接劑143上，使得電解液阻擋膜235與膠接劑接觸。在優(yōu)選實(shí)施例中，可以將優(yōu)選為特氟隆的隔離電解液阻擋板232施加于臺階245的內(nèi)表面上的膠接劑環(huán)143上，由此將電解液阻擋板232與臺階245的內(nèi)表面結(jié)合在一起。然后，可以將催化部件230施加于電解液阻擋板232上，優(yōu)選使優(yōu)選為特氟隆的第二電解液阻擋板235的表面與阻擋板232接觸(圖2)。當(dāng)阻擋板232與臺階245的內(nèi)表面結(jié)合時，特別在阻擋板235與施加于阻擋板232上的第二阻擋板235結(jié)合的情況下(圖2)，它就會提供非常有效的密封效果，以防止電解液沿催化部件230的邊緣滲出并逐漸從氣孔243中泄漏出。膠接密封劑143的使用也可以減少在壓接陽極外殼體的外圓周邊緣242b時所需的壓接力。由于高的壓接力可能會使薄的外殼和陰極部件扭曲或產(chǎn)生裂紋，所以當(dāng)使用薄壁外殼(厚度約為0.001英寸(0.0254mm)-0.015英寸(0.38mm))以及薄的催化陰極部件230時，它就會具有特別的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的鋅/空氣電池的優(yōu)選實(shí)施例如圖1所示。圖1中所示的實(shí)施例為微型鈕扣電池。電池210包含陰極外殼240(陰極杯)和陽極外殼260(陰極杯)以及位于兩者之間的電絕緣材料270。隔離元件270最好為環(huán)形，這樣可以被嵌入陽極外殼體263的外表面上，如圖1所示。如圖1所示，隔離元件環(huán)270最好具有延伸并超出陽極外殼的圓周邊緣268的加長部分273a。具有加長部分273a的隔離元件270可以防止在將電池密封后陽極活性材料與陰極外殼240接觸。隔離元件270為耐久性的電絕緣材料，諸如在受到擠壓時可以抵抗流變(抵抗冷流變)的高密度的聚乙烯、聚丙烯或尼龍。
陽極外殼260和陰極外殼240開始為分開的元件。分別將陽極外殼260和陰極外殼240裝入活性材料，然后，可以將陽極外殼260的開口端267嵌入陰極外殼240的開口端247內(nèi)。陽極外殼260的特征在于，它具有第一直體部分263a，在此處具有最大直徑，該第一直體部分從圓周邊緣268垂直向下延伸到陽極外殼260高度的至少50％的點(diǎn)處，然后，外殼向內(nèi)傾斜以形成傾斜的中間部分263b。另外還具有從中間部分263b的端部向下垂直延伸的第二直體部分263c。第二直體部分263c的直徑小于直體部分263a。第二直體部分263c終止于90°彎曲，以形成具有相對較平的反端子表面265的封閉端269。陰極外殼240的殼體242具有直體部分242a，在該直體部分處該陰極外殼具有最大直徑，該直體部分從封閉端249向下垂直延伸。殼體242在圓周邊緣242b處終止。陰極外殼240的圓周邊緣242b及下面的絕緣環(huán)270的圓周邊緣273b在開始時為垂直向下，并可以被壓接到陽極外殼260的傾斜的中間部分263b上。這會在陽極外殼260上扣住陰極外殼240并形成緊密密封的電池。
可以通過首先制備粒子態(tài)鋅和粉末狀凝膠材料，將陽極外殼260單獨(dú)填充入陽極活性材料。鋅的平均粒子尺寸最好約為30-350微米。鋅可以為純鋅，但優(yōu)選為與銦(100-1000ppm)合金化的粒子態(tài)鋅。鋅也可以為與銦(100-1000ppm)和鉛(100-1000ppm)進(jìn)行合金化的粒子態(tài)鋅。也可以使用鋅的其它合金，例如與銦(100-1000ppm)和鉍(100-1000ppm)進(jìn)行合金化的粒子態(tài)鋅。這些粒子態(tài)鋅合金都必須包含純鋅并且具有純鋅的電化學(xué)性能。因此，應(yīng)該將術(shù)語“鋅”理解為包含這些材料。凝膠材料可以為選自基本上不溶于堿性電解液的多種凝膠。例如，這些凝膠可以為交聯(lián)的羧甲基纖維素(CMC)；淀粉嫁接共聚物(starch graft copolymer)，諸如嫁接到淀粉主鏈上的水解聚丙烯腈，該淀粉主鏈可以從名稱Waterlock A221(Grain ProcessingCorp.)得到；交聯(lián)的聚丙烯酸聚合物，可以從商業(yè)名稱Carbopol C940(B.F.Goodrich)得到；堿性皂化的聚丙烯腈，可以從名稱WaterlockA400(Grain Processing Corp.)得到；稱為鈉聚丙烯酸超吸收性聚合物(sodium polyacrylate superabsorbent polymer)的聚丙烯酸的鈉鹽，可以從名稱Waterlock J-500或J-550得到。在形成粒子態(tài)鋅和凝膠劑粉末的干狀態(tài)的混合物時，凝膠一般約占干狀態(tài)的混合物重量的0.1-1％。將包含約30-40wt.％KOH和2wt.％的ZnO的含水KOH電解液溶液添加入干狀態(tài)混合物中，以形成可以嵌入陽極外殼260的濕狀態(tài)陽極混合物250。也可以首先將粒子態(tài)鋅和凝膠劑的干狀態(tài)粉末混合物置于陽極外殼260中，然后添加電解液溶液，以形成濕狀態(tài)的陽極混合物250。
可以將催化陰極部件230(圖1和圖2)和空氣擴(kuò)散元件231嵌入外殼240中，步驟如下可以將空氣多孔濾紙或多孔聚合材料形式的空氣擴(kuò)散元件盤件231(圖1)嵌入陰極外殼240中，使其平放在與氣孔243相反的外殼的凸起部分244的內(nèi)表面上。將膠接密封劑環(huán)143施加于位于陰極外殼封閉端上的凹進(jìn)臺階245的內(nèi)表面上。例如，可以將單獨(dú)的諸如聚四氟乙烯(特氟隆)的電解液阻擋層232(圖1和圖2)選擇性嵌入空氣擴(kuò)散元件231上，使得阻擋層232的邊緣與膠接劑環(huán)143相接觸。阻擋層232對于空氣是可滲透性的，但對于堿性電解液或水是不可滲透的。這樣膠接劑環(huán)143就會永久性地將阻擋層232與凹進(jìn)臺階245的內(nèi)表面結(jié)合在一起。其上結(jié)合有阻擋層232的膠接劑環(huán)143可以防止電解液從陽極轉(zhuǎn)移到陰極催化部件230里或其圓周并通過氣孔243從電池中泄漏出去?？梢詫D2中所示的催化陰極部件230制備成疊層，該疊層包含電解液阻擋層材料層235，位于阻擋層235下面的陰極催化復(fù)合材料層234，位于催化復(fù)合材料234下面的離子可滲透性隔離元件材料238，如圖2所示。隔離元件238可選自傳統(tǒng)的離子可滲透性隔離元件材料，包含玻璃紙、聚氯乙醇、丙烯腈和微孔聚丙烯。可以單獨(dú)制備這些層中的各層，并通過熱壓法進(jìn)行層合以形成催化部件230。電解液阻擋層235最好為聚四氟乙烯(特氟隆)。然后，可以將催化部件230施加于電解液阻擋板232上(圖2)，優(yōu)選使阻擋板(特氟隆)235的表面與阻擋層232相接觸。
催化陰極復(fù)合材料234最好包含粒子態(tài)二氧化錳、碳和疏水性粘結(jié)劑的催化陰極混合物233，并通過傳統(tǒng)涂敷方法將該催化陰極混合物施加于優(yōu)選為鎳網(wǎng)孔屏(nickel mesh screen)的導(dǎo)電屏237上。它可以包含或使用其它催化材料，諸如銀、鉑、鈀和釕的金屬，或金屬或錳的氧化物(MnOx)和已知的可催化氧氣還原反應(yīng)的其它成分。在應(yīng)用過程中，催化混合物233基本被吸收進(jìn)入屏237的多孔網(wǎng)孔中。催化混合物233中所用的二氧化錳可以為傳統(tǒng)的電池等級二氧化錳，例如電解二氧化錳(EMD)。催化混合物233中所用的二氧化錳也可以為通過硝酸錳(Mn(NO3)2)的熱分解而形成的二氧化錳。在制備混合物233時所用的碳可為石墨、炭黑和乙炔黑等。優(yōu)選的碳為炭黑，因?yàn)樗哂懈叩谋缺砻娣e。適當(dāng)?shù)氖杷哉辰Y(jié)劑可以為聚四氟乙烯(特氟隆)。催化混合物233一般可包含重量百分比約為3-10％的MnO2；重量百分比約為10-20％的碳，并且粘結(jié)劑為余量。在電池放電過程中，催化混合物233開始時作為催化劑，用以促進(jìn)需要吸入空氣的電化學(xué)反應(yīng)。但是，可以將額外的二氧化錳添加入催化劑中，并且可以將電池轉(zhuǎn)換為由空氣參加的鋅/空氣或由空氣參加的堿性電池。在這種可以為鈕扣電池形式的電池中，至少一部分二氧化錳被放電，即通過引入氧氣在電化學(xué)放電的過程中一些錳被還原。也可以將膠接劑環(huán)143和這里應(yīng)用的方法應(yīng)用于這種空氣參加的電池，以防止電解液從其中泄漏。
將空氣擴(kuò)散元件231和催化部件230嵌入外殼240中，使得阻擋層235或阻擋層232兩者之一與膠接劑環(huán)143粘結(jié)在一起，然后，用陽極材料250填充陽極外殼260?？梢詫⑻畛浜蟮年枠O外殼260的開口端267嵌入陰極外殼240的開口端247。如上所述，可以將陰極外殼的圓周邊緣242b壓接到陽極外殼的傾斜的中間部分263b上，使得絕緣體270位于其間。
在優(yōu)選實(shí)施例中(圖1)，陽極外殼260在其內(nèi)表面上鍍有或包覆有銅層266，使得在組裝后的電池中，鋅陽極混合物250與銅層接觸。需要銅層是因?yàn)樗梢蕴峁┯糜诟叩膶?dǎo)電路徑，使得在鋅放電時電子從其中通過，以從陽極250轉(zhuǎn)移到反端子265。最好由不銹鋼形成陽極外殼260，并且其內(nèi)表面上鍍有銅層。如圖1所示，陽極外殼260優(yōu)選由三層材料形成，包含不銹鋼264、在不銹鋼內(nèi)表面上的銅層266和在不銹鋼外表面的鎳層262。因此，在組裝后的電池210中，銅層266形成與鋅陽極混合物250相接觸的陽極外殼的內(nèi)表面，鎳層262形成陽極外殼的外表面。
銅層266的厚度最好約為0.0002英寸(0.005mm)-0.002英寸(0.05mm)。不銹鋼板的厚度一般約為0.001英寸(0.0254mm)-0.01英寸(0.254mm)，鎳層的厚度一般約為0.0001英寸(0.00254mm)-0.001英寸(0.0254mm)。包含三層材料的陽極外殼260的總壁厚最好約為0.001英寸(0.0254mm)-0.015英寸(0.38mm)。
然后，可以制備成具有如上所述的元件(圖1)的微型鋅/空氣電池，所述元件包含位于臺階245的內(nèi)表面上的膠接劑環(huán)143?？梢允褂媚z接劑環(huán)143使特氟隆的電解液阻擋層232與臺階245的內(nèi)表面單獨(dú)進(jìn)行結(jié)合。作為特定的例子(不是為了限定電池尺寸)，電池可以為標(biāo)準(zhǔn)尺寸的635鋅/空氣電池，其整體直徑約為0.608英寸(15.4mm)，高度(從正端子到反端子)約為0.314英寸(7.98mm)。(這種尺寸符合國際電化學(xué)委員會(IEC)規(guī)定的該類電池的尺寸標(biāo)準(zhǔn))。陰極外殼240可以為壁厚約為0.01英寸(0.25mm)的鍍鎳鋼板。陰極催化復(fù)合材料237可以具有下列組分4.6wt.％的MnO2、15.3wt.％的炭黑、18.8wt.％的特氟隆粘合劑和61.2wt.％的鎳網(wǎng)孔屏。陰極催化復(fù)合材料237的總重可為0.140g。陽極250可以包含零添加量的汞(汞的量可以小于電池重量的20ppm)，并且可以具有下列組分77.8wt.％的鋅(鋅可以與各為200-500ppm的銦和鉛進(jìn)行合金化)、21.9wt.％的電解液(40wt.％的KOH和2wt.％的ZnO)、0.3wt.％的膠凝媒劑(WaterlockJ-550)和400ppm(0.04wt.％)的鉛。陽極250的總重量可以為2.43g，鋅的重量可以為1.9g。
作為另一個特定的但并非限定的例子，電池尺寸可以為標(biāo)準(zhǔn)尺寸的312鋅/空氣電池，其外徑約為0.3025-0.3045英寸(7.68-7.73mm)，高度約為0.1300-0.1348英寸(3.30-3.52mm)。例如，兩種尺寸的電池的外殼240壁厚可以為0.004英寸((0.10mm)。312尺寸的電池的組分可以按照上述的635尺寸的電池，但應(yīng)根據(jù)312尺寸電池的體積調(diào)整活性材料的總量。在本發(fā)明的保護(hù)說明中所述的施加密封劑143以及優(yōu)選的膠接密封劑(干狀態(tài)和濕狀態(tài))的寬度和厚度同樣可以應(yīng)用于這種不同的電池尺寸。前已述及，本發(fā)明的工藝最好應(yīng)用于微型鋅/空氣鈕扣電池，該微型鋅/空氣鈕扣電池一般具有盤狀圓柱形狀，直徑約為4-16mm，優(yōu)選約為4-12mm，高度約為2-9mm，優(yōu)選約為2-6mm。
在本發(fā)明的工藝中，優(yōu)選將膠接密封劑143作為連續(xù)環(huán)施加于陰極外殼凹進(jìn)臺階245的內(nèi)表面上。制備表面上被蝕刻的，即表面上具有凹槽圖案的蝕刻板130。蝕刻板130一般為鋼板?？梢允褂脧V泛應(yīng)用于印刷工業(yè)的傳統(tǒng)電化學(xué)方法進(jìn)行蝕刻。也可以采用其它方法進(jìn)行蝕刻，例如，通過壓印法、機(jī)加工法或鑄造法，使得在板的表面上出現(xiàn)蝕痕或所需的凹槽圖案。這里所用的術(shù)語“蝕刻板”意指在其表面上具有凹槽圖案的板，并不是為了限定實(shí)現(xiàn)這種凹槽圖案的任何特定方法。優(yōu)選由位于板130的表面上的封閉(連續(xù))凹槽形成蝕刻環(huán)133。凹槽可以為橢圓、卵圓或圓形，并且優(yōu)選與臺階245的形狀相匹配。蝕刻環(huán)133優(yōu)選具有與臺階245的形狀相匹配的連續(xù)圓形凹槽圖案，該臺階形狀一般為圓形。蝕刻環(huán)133的深度最好約為20-40微米(0.020-0.040mm)，優(yōu)選約為30微米(30mm)。對于具有盤狀圓柱形狀的鋅/空氣電池，該盤狀圓柱形狀的直徑約為4-16mm，優(yōu)選約為4-12mm，高度約為2-9mm，優(yōu)選約為2-6mm，則陰極外殼240中的臺階245的寬度最好約為0.025-0.035英寸(0.63-0.89mm)。臺階245的寬度優(yōu)選約為29mils(0.74mm)。蝕刻環(huán)133的寬度雖然不比臺階245寬，但可以與其有大致相同的寬度。蝕刻環(huán)133的寬度(從而也包含膠接劑143的寬度)優(yōu)選小于臺階245的寬度，最好約為臺階寬度的三分之一到三分之二，更優(yōu)選約為臺階245寬度的一半。在這種情況下，轉(zhuǎn)移到臺階245上的膠接劑143最好位于臺階的中心。因此，如果臺階245的寬度約為29mils(0.74mm)，則蝕刻環(huán)133的寬度最好約為15mil(0.38mm)。如圖3B所示，將陰極外殼240配置于靜止巢150的反向位置，并固定于其中。將盤件120配置于陰極外殼240的開口端247上(圖3A)。將膠接劑143注入劑量罐140中。劑量罐140倒扣配置，并與蝕刻板130的表面接觸(圖3D)。
在下一步工藝中，板130在劑量罐140下水平滑動，這樣膠接劑140就會填充入蝕刻環(huán)133，如圖3D所示。(在整個過程中罐140保持固定位置)。如圖3C所示，蝕刻環(huán)133優(yōu)選為位于板130表面上的凹槽圖案。板130優(yōu)選以同樣的連續(xù)行程進(jìn)一步在劑量罐140下滑動，直到填充有膠接劑的蝕刻環(huán)133在轉(zhuǎn)移盤頭(transfer pad head)125下排列起來。轉(zhuǎn)移盤頭125最好具有如圖3A所示凸面表面，該凸面表面形成轉(zhuǎn)移盤件120的暴露端。最好為硅橡膠的轉(zhuǎn)移盤件可以從馬薩諸塞州羅尼爾市的Innovative Marking Systems公司得到。轉(zhuǎn)移盤件120緊密地固定于外套110內(nèi)，在該外套上可以附加上可滑動安裝的臂件112?？梢酝ㄟ^臂件112帶動盤件以所需的定時次序上下移動。
在板130的蝕痕133排列于盤頭125下以后，盤件120垂直向下移動，直到盤頭125壓到板130中的填充有膠接劑的蝕刻環(huán)133上，如圖4A所示。同時，將陰極外殼240固定安裝到靜止巢150中(圖4B)。然后使盤件從蝕刻板130縮回。如圖5A所示，當(dāng)盤件縮回時，膠接劑143從蝕痕133轉(zhuǎn)移到盤頭125上。膠接劑143作為與蝕痕133一致的膠接劑圖案從蝕痕133轉(zhuǎn)移到盤件上。如圖5B所示，陰極外殼240仍然固定于靜止巢150中。在盤件120從蝕痕133縮回后，蝕刻板130也縮回到開始位置，如圖5C所示。盤頭125移向蝕刻板以及回到開始位置(縮回)的時間周期一般約為2-5秒。轉(zhuǎn)移的膠接劑143與板130上的蝕刻環(huán)133具有相同的圖案。
在其上轉(zhuǎn)移有膠接劑的盤件120從板130縮回后，盤件120穿過外殼開口端247并壓入，從而與陰極外殼240的部分內(nèi)表面相接觸，如圖6A所示。在該步驟中，外殼240仍在靜止巢150中保持不動，而臺階245內(nèi)表面反向位置的外殼通過外殼開口端247面向盤頭125。盤頭125上的膠接圖案143移動到陰極外殼臺階245上以及回到開始位置(縮回)的時間周期一般約為2-5秒。轉(zhuǎn)移到臺階245上的膠接劑143與板130上的蝕痕133具有相同的圖案，優(yōu)選的圖案為前已述及的連續(xù)圓形環(huán)。轉(zhuǎn)移的膠接劑優(yōu)選為與凹進(jìn)臺階245的形狀和尺寸一致的連續(xù)環(huán)。因此，最好以與臺階形狀一致的連續(xù)環(huán)將該膠接劑施加于圓形臺階245的內(nèi)表面上。轉(zhuǎn)移到臺階245上的膠接劑143的厚度與蝕刻環(huán)133的深度相同，一般約為30微米(30×106米)。在膠接劑轉(zhuǎn)移到臺階245上之后，它就在約1-3秒的時間迅速變干，從而在臺階245上留下厚度約為7-10微米的粘性的膠接劑環(huán)。在盤件120從外殼240縮回后，蝕刻板130已準(zhǔn)備好從其開始位置(圖6B)在劑量罐140下穿過，以開始新的循環(huán)。上述過程可以自動實(shí)現(xiàn)，使得可以以連續(xù)的方式將膠接劑圖案施加于單個陰極外殼上。
將膠接密封劑143應(yīng)用于陰極外殼240的臺階245的上述用于盤件轉(zhuǎn)移的過程考慮到了對于所施加的膠接劑的實(shí)際量(厚度及寬度)的精確控制，并且保證對于所需圖案具有統(tǒng)一的規(guī)格。更具體地，盤件轉(zhuǎn)移過程保證以所需的小厚度，例如約30微米，以及較小的寬度，例如約為15mils(0.38mm)將膠接劑施加于所需環(huán)形圖案中的臺階245上。相對于擠壓法，將膠接劑143應(yīng)用于陰極外殼240的盤件轉(zhuǎn)移過程可以對膠接劑的量以及膠接劑在外殼240上的布置進(jìn)行更好的控制。本發(fā)明的盤件轉(zhuǎn)移過程也可以減輕與擠壓有關(guān)的“粘連絲(stringing)”問題。擠壓法易于留下擠壓材料的細(xì)線或細(xì)絲，這些細(xì)線或細(xì)絲會附著在所施加的膠接劑上。這種材料的細(xì)線會與陰極外殼240內(nèi)部的其它部分發(fā)生粘接，導(dǎo)致在放電過程中電池的內(nèi)阻增加。
可以理解，可以用上述方式將膠接劑143同時施加于多個陰極外殼240上。通過在板130的表面上蝕刻并排的多個相同的蝕刻環(huán)圖案可以很容易地實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)?？梢允褂枚鄠€相同的轉(zhuǎn)移盤件帶走位于盤件130的表面上的多個蝕痕133上的膠接劑。可以將盤件壓到與其相對應(yīng)的填充有膠接劑的蝕痕上，從而同時將膠接劑圖案從各蝕痕轉(zhuǎn)移到其各自的盤件上?？梢酝ㄟ^在其各自的盤件下通過外殼，并將各盤件壓到其各自的外殼240上，以將膠接劑143同時轉(zhuǎn)移到多個陰極外殼240上。相對于使用單個盤件的情況，這種方式可以在單位時間內(nèi)用膠接劑涂敷更多數(shù)量的陰極外殼。
施加于蝕痕133上的膠接劑優(yōu)選為以溶劑為基的混合物，該混合物包含以聚丙烯酰胺為基的膠接劑組分。膠接劑組分最好為低分子量的熱塑性聚酰胺樹脂，優(yōu)選的聚酰胺樹脂可以從商業(yè)名稱REAMID-100或VERSAMID-100(來自Henkel公司或Cognis公司)得到。REAMID-100或Versamid-100為低分子量的聚酰胺，其在室溫下為凝膠。它是作為分子量約為390的二聚脂肪酸，并且是二聚脂肪酸和二元氨化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。在室溫下它具有約為30-50泊的漿體稠度和粘度。通過將REAMID-100聚酰胺溶于由重量上為50份的異丙醇和重量上為50份的甲苯組成的溶劑，可以很容易地形成膠接劑混合物。另一種合適的REAMID-100的溶劑可以為由重量上為40份的異丙醇和重量上為40份的甲苯以及重量上為20份的丁醇組成的混合物?？梢詮腟pecialty Chemicals公司獲得包含REAMID-100和適當(dāng)?shù)娜軇┑哪z接劑混合物，該膠接劑混合物在混合后要達(dá)到所需的約1100厘泊的混合物粘度。需要以聚酰胺為基的膠接劑，因?yàn)樗梢砸暂^小的膠接劑厚度為諸如特氟隆和金屬的材料之間提供非常強(qiáng)的粘接結(jié)合，例如特氟隆板和鍍鎳鋼板之間。更具體地，施加于陰極外殼臺階245的內(nèi)表面上的聚酰胺膠接劑層143以較小的膠接劑厚度(例如，厚度在溶劑蒸發(fā)后為7微米)為特氟隆板232和鍍鎳外殼(臺階245)之間提供非常強(qiáng)的結(jié)合。以聚酰胺為基的膠接劑混合物也是需要的，因?yàn)樗梢缘挚箒碜詺溲趸涬娊庖旱幕瘜W(xué)侵蝕。雖然在混合物中可以使用以較高分子量為基的膠接劑組分，但最好使用諸如REAMID-100的較低分子量的聚酰胺，因?yàn)檫@種較低分子量的膠接劑更易于溶于溶劑。另外，還需要調(diào)整膠接劑的粘度，使得從罐140中發(fā)送出的膠接劑即不厚也不薄。如果膠接劑混合物太厚，就會在罐140內(nèi)形成膠接劑淀積物，并達(dá)到其開口邊緣。
如果膠接劑混合物太薄，就不能將足夠多的聚酰胺膠接劑組分施加于陰極外殼臺階245上，在這種情況下，就不能以低的涂層厚度實(shí)現(xiàn)所需的膠接結(jié)合。當(dāng)蝕刻板130在其下通過時，它會導(dǎo)致罐140產(chǎn)生滑動。并且如果膠接劑混合物太粘，則它就不能從蝕刻板130轉(zhuǎn)移并均勻地與盤頭125粘結(jié)在一起，并且不能從盤頭125上均勻地轉(zhuǎn)移到陰極外殼上。因此，可以調(diào)整膠接劑/溶劑混合物的粘度，以提供適當(dāng)?shù)耐繉有阅?。用于從劑量?40向蝕痕133發(fā)送的優(yōu)選膠接劑混合物最好為下述混合物溶于溶劑的優(yōu)選為REAMID-100的聚酰胺膠接劑組分，使得混合物的粘度約為1100厘泊。REAMID-100具有這樣一種所需的性能在膠接劑混合物被施加并且溶劑蒸發(fā)后，它可以長時保持一定的粘性。
從罐140發(fā)送的優(yōu)選膠接劑混合物包含溶于溶劑的聚酰胺凝膠(REAMID-100)，該溶劑由重量上為50份的異丙醇和重量上為50份的甲苯組成。在制備膠接劑混合物時，使得聚酰胺凝膠(REAMID-100)在總的膠接劑混合物中的重量百分比為50-60％，并且所述溶劑在總的膠接劑混合物中的重量百分比為40-50％?；旌衔锏恼扯燃s為1100厘泊?？梢酝ㄟ^將聚酰胺凝膠(REAMID-100)溶于溶劑中制備另一種優(yōu)選的膠接劑混合物，其中所述溶劑包含重量上為40份的異丙醇、在重量上為40份的甲苯和在重量上20份的丁醇。在制備膠接劑混合物時，使得聚酰胺凝膠(REAMID-100)在總的膠接劑混合物中的重量百分比為50-60％，并且所述溶劑在總的膠接劑混合物中的重量百分比為40-50％。這些膠接劑配方具有這樣一些綜合性能容許膠接劑混合物以均勻涂層的形式從蝕刻板130上轉(zhuǎn)移到盤頭125上，并且易于以均勻的薄的涂層從盤頭125施加于陰極外殼臺階245上。該配方使得可以將足夠多的膠接劑固體轉(zhuǎn)移到陰極外殼245上，以提供與施加于其上的特氟隆阻擋層232之間較強(qiáng)的結(jié)合。當(dāng)在臺階245內(nèi)以薄的涂層(例如30微米)施加膠接劑混合物時，在約1-3秒的時間內(nèi)，膠接劑混合物就會迅速變干。在溶劑蒸發(fā)后，干的膠接劑提供均勻的涂層厚度(例如7微米)，該涂層可以在較長時間，例如在大約一個月的時間內(nèi)保持一定的粘性。因此可以將特氟隆層232(或235)施加于涂敷有膠接劑的臺階245上，在這種較長時間內(nèi)，不會降低膠接劑的結(jié)合或密封性能。如果如上所述將特氟隆層232與涂敷有膠接劑的臺階245的內(nèi)表面結(jié)合，則會在陰極部件230和陰極外殼臺階245之間提供足夠緊密的密封，以防止電解液沿陰極部件230滲出并滲入氣孔243。
雖然已參照特定的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但應(yīng)該理解，在不違背本發(fā)明的概念的條件下，其它的實(shí)施例也是可能的。因此，本發(fā)明并不僅限于特定實(shí)施例，其范圍應(yīng)該體現(xiàn)在權(quán)利要求書及其等同物上。
權(quán)利要求
1.一種將膠接劑施加于鋅/空氣電池的陰極外殼的部分內(nèi)表面上的方法，包含將由轉(zhuǎn)移盤件攜帶的膠接劑施加于所述陰極外殼的部分內(nèi)表面上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含從所述外殼縮回轉(zhuǎn)移盤件，由此使得盤件上的部分膠接劑留在陰極外殼上。
3.一種將膠接劑施加于鋅/空氣電池的陰極外殼的部分內(nèi)表面的方法，包含下列步驟(a)提供其表面上具有凹槽或蝕痕的板，(b)用膠接劑填充板上的凹槽或蝕痕，以在板上形成膠接劑圖案，(c)將轉(zhuǎn)移盤件施加于膠接劑圖案上，(d)從膠接劑圖案縮回轉(zhuǎn)移盤件，由此使得所述膠接劑圖案轉(zhuǎn)移到盤件上，(e)將轉(zhuǎn)移盤件施加于所述陰極外殼的部分內(nèi)表面上，(f)從所述外殼的內(nèi)表面縮回轉(zhuǎn)移盤件，由此使得轉(zhuǎn)移盤件上的膠接劑圖案轉(zhuǎn)移到陰極外殼上，
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，盤件為硅橡膠。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，陰極外殼為具有開口端和閉口端的罐形，其中，閉口端的中心部分形成電池的正端子，并且所述正端子被凹進(jìn)環(huán)形臺階環(huán)繞，其中步驟(e)包含通過所述開口端使轉(zhuǎn)移盤件與所述環(huán)形臺階的部分內(nèi)表面相接觸，并且步驟(f)包含從臺階的內(nèi)表面縮回盤件，由此使得盤件上的膠接劑圖案轉(zhuǎn)移到陰極外殼的內(nèi)表面上。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包含將部分電解液阻擋板施加于位于所述臺階的內(nèi)表面上的膠接劑圖案上。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，電解液阻擋板為特氟隆(四氟乙烯)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，將阻擋板的邊緣施加于位于所述臺階的內(nèi)表面上的膠接劑圖案上，并且阻擋板的邊緣與所述臺階的內(nèi)表面相結(jié)合。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，將包含二氧化錳的催化陰極施加于電解液阻擋板上，使得阻擋板位于所述臺階的內(nèi)表面和催化陰極之間。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述電池為鈕扣電池，并且所述臺階為陰極外殼整體的一部分。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，臺階為圓環(huán)形，并且膠接劑圖案為與所述臺階形狀一致的連續(xù)環(huán)。
12.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，膠接劑圖案包含聚酰胺。
13.一種金屬/空氣去極電池，包含陽極外殼、陰極外殼，和位于所述陽極外殼內(nèi)包含鋅和堿性電解液的陽極材料，和位于所述陰極外殼內(nèi)的催化陰極，其中陰極外殼為具有開口端和封閉端的罐狀，并且，將膠接劑施加于所述封閉端的部分內(nèi)表面上。
14.如權(quán)利要求13所述的金屬/空氣電池，其中，將膠接劑施加于鄰近所述封閉端的外圓周邊緣的所述封閉端的部分內(nèi)表面上。
15.如權(quán)利要求13所述的金屬/空氣電池，其中，電池為鈕扣電池，并且膠接劑為連續(xù)環(huán)的形狀，該連續(xù)環(huán)的外徑約為所述封閉端的內(nèi)徑的75-100％。
16.如權(quán)利要求13所述的金屬/空氣電池，其中，所述封閉端的中心部分被凹進(jìn)環(huán)形臺階包圍，并且將所述膠接劑施加于所述臺階的內(nèi)表面上。
17.如權(quán)利要求13所述的金屬/空氣電池，其中，電池為鈕扣電池，并且所述封閉端為陰極外殼整體的一部分。
18.如權(quán)利要求16所述的金屬/空氣電池，其中，電池為鈕扣電池，并且所述臺階為陰極外殼整體的一部分。
19.如權(quán)利要求16所述的金屬/空氣電池，其中，膠接劑為與所述環(huán)形臺階形狀一致的連續(xù)環(huán)。
20.如權(quán)利要求13所述的金屬/空氣電池，其中，電池進(jìn)一步包含第一電解液阻擋板，該第一電解液阻擋板的一部分與位于所述封閉端的內(nèi)表面上的膠接劑相結(jié)合。
21.如權(quán)利要求16所述的金屬/空氣電池，其中，電池進(jìn)一步包含第一電解液阻擋板，該第一電解液阻擋板的一部分與位于所述臺階的內(nèi)表面上的膠接劑相結(jié)合。
22.如權(quán)利要求21所述的金屬/空氣電池，其中，電解液阻擋板為特氟隆(四氟乙烯)。
23.如權(quán)利要求22所述的金屬/空氣電池，其中，將所述第一阻擋板的邊緣施加于位于所述臺階的內(nèi)表面上的膠接劑上，其中，所述第一阻擋板的邊緣與所述臺階的內(nèi)表面結(jié)合在一起。
24.如權(quán)利要求23所述的金屬/空氣電池，其中，將包含二氧化錳的催化陰極施加于第一電解液阻擋板上，使得所述第一阻擋板位于所述臺階的內(nèi)表面和催化陰極之間。
25.如權(quán)利要求24所述的金屬/空氣電池，其中，在催化陰極和所述第一阻擋板之間配置有第二電解液阻擋板。
26.如權(quán)利要求25所述的金屬/空氣電池，其中，所述第二電解液阻擋板為特氟隆(四氟乙烯)。
27.如權(quán)利要求24所述的金屬/空氣電池，包含位于催化陰極背對第一電解液阻擋板一側(cè)上的離子可滲透隔離元件；包含鋅和堿性電解液的陽極，所述陽極包含所述電池的內(nèi)部，使得所述隔離元件位于催化陰極和所述陽極之間，其中，所述第一電解液阻擋層與所述臺階的內(nèi)表面相結(jié)合，以防止電解液從電池中泄漏出去。
28.如權(quán)利要求27所述的金屬/空氣電池，其中，位于所述臺階的內(nèi)表面上的膠接劑可以防止電解液從電池中泄漏出去。
29.如權(quán)利要求28所述的金屬/空氣電池，其中，膠接劑包含聚酰胺。
30.一種用于金屬/空氣去極電池的陰極外殼，其中，陰極外殼的形狀為具有開口端和封閉端的罐狀，并且，將膠接劑施加于所述封閉端的部分內(nèi)表面上。
31.如權(quán)利要求30所述的陰極外殼，其中，將膠接劑施加于鄰近于所述封閉端的外圓周邊緣的所述封閉端的部分內(nèi)表面上。
32.如權(quán)利要求30所述的陰極外殼，其中，外殼為圓筒狀，并且膠接劑的形狀為連續(xù)環(huán)，該連續(xù)環(huán)的外徑約為所述封閉端的內(nèi)徑的75-100％。
33.如權(quán)利要求30所述的陰極外殼，其中，所述封閉端的中心部分被凹進(jìn)環(huán)形臺階包圍，并且將所述膠接劑施加于所述臺階的內(nèi)表面上。
34.如權(quán)利要求30所述的陰極外殼，其中，外殼為圓筒狀，并且所述封閉端為陰極外殼整體的一部分。
35.如權(quán)利要求33所述的陰極外殼，其中，外殼為圓筒狀，并且所述臺階為陰極外殼整體的一部分。
36.如權(quán)利要求33所述的陰極外殼，其中，膠接劑為形狀與所述環(huán)形臺階形狀一致的連續(xù)環(huán)。
37.如權(quán)利要求30所述的陰極外殼，其中，電池進(jìn)一步包含第一電解液阻擋板，該第一電解阻擋板的一部分與位于所述封閉端的內(nèi)表面上的膠接劑相結(jié)合。
38.如權(quán)利要求33所述的陰極外殼，其中，電池進(jìn)一步包含第一電解液阻擋板，該第一電解阻擋板的一部分與位于所述臺階的內(nèi)表面上的膠接劑相結(jié)合。
39.如權(quán)利要求38所述的陰極外殼，其中，電解液阻擋板為特氟隆(四氟乙烯)。
40.如權(quán)利要求39所述的陰極外殼，其中，將所述第一阻擋板的邊緣施加于位于所述臺階的內(nèi)表面上的膠接劑上，其中，所述第一阻擋板的邊緣與所述臺階的內(nèi)表面結(jié)合在一起。
41.如權(quán)利要求40所述的陰極外殼，其中，將包含二氧化錳的催化陰極施加于第一電解液阻擋板上，使得所述第一阻擋板位于所述臺階的內(nèi)表面和催化陰極之間。
42.如權(quán)利要求41所述的陰極外殼，其中，將第二電解液阻擋板配置于催化陰極和所述第一阻擋板之間。
43.如權(quán)利要求42所述的陰極外殼，其中，所述第二電解液阻擋板為特氟隆(四氟乙烯)。
44.如權(quán)利要求41所述的陰極外殼，包含離子可滲透性隔離元件，該離子可滲透性隔離元件位于催化陰極背對所述第一電解液阻擋板的復(fù)合材料一側(cè)。
45.如權(quán)利要求30所述的陰極外殼，其中，金屬/空氣電池為鋅/空氣電池。
46.如權(quán)利要求30所述的陰極外殼，其中，膠接劑包含聚酰胺。
全文摘要
一種具有膠接密封劑(143)的鋅/空氣鈕扣電池(210)，該膠接密封劑被施加于電池的陰極外殼(240)的部分內(nèi)表面上?？梢詫⒛z接密封劑(143)施加于凹進(jìn)環(huán)形臺階(245)的內(nèi)表面上，該凹進(jìn)環(huán)形臺階在陰極外殼(240)上環(huán)繞于電池的正極端子周圍。所施加的膠接劑的圖案優(yōu)選與環(huán)形凹進(jìn)臺階(245)的形狀一致?？梢詫?yōu)選為特氟隆的電解液阻擋板施加于位于所述凹進(jìn)臺階(245)的內(nèi)表面上的膠接劑圖案上，優(yōu)選使得該膠接劑將阻擋板的邊緣與臺階結(jié)合在一起。該膠接劑可以防止電解液從電池中泄漏出去。優(yōu)選通過下列步驟施加該膠接劑制備其上具有所需蝕刻圖案的板，由膠劑混合物填充該板中的蝕痕，將硅盤施加于蝕痕中，以將膠接劑圖案轉(zhuǎn)移到盤件上，然后將盤件施加于陰極外殼臺階(245)的內(nèi)表面上，以將膠接劑圖案轉(zhuǎn)移到其上。該膠接劑優(yōu)選為包含聚酰胺的以溶劑為基的混合物。
文檔編號H01M2/08GK1430801SQ01810045
公開日2003年7月16日 申請日期2001年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月25日
發(fā)明者威廉·J·萬德洛斯基, 加里·M·瑟勒, 范斯·R·謝波德, 威廉·T·麥克休 申請人:吉萊特公司