專(zhuān)利名稱(chēng)：：金屬性鋅基集流體的制作方法金屬性鋅基集流體相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)要求2007年6月20日提交的題為"METALLICZINCBASEDCURRENTCOLLECTOR"的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No.60/936，587的優(yōu)先權(quán),出于所有目的通過(guò)引用將其公開(kāi)內(nèi)容整體并入本文，本申請(qǐng)還要求2007年2月12日提交的題為"鋅鎳電池負(fù)極片(NEGATIVEPLATEOFZINC-NICKELBATTERY)"的中國(guó)申請(qǐng)No.200710073332.2的優(yōu)先權(quán)，出于所有目的通過(guò)引用將其公開(kāi)內(nèi)容整體并入本文。發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及可再充電電池，更特別是鎳鋅可再充電的電池。更加具體地，本發(fā)明涉及鎳鋅電池中負(fù)電極所用的集流體的組成和結(jié)構(gòu)。發(fā)明背景電池使用有時(shí)按交替的電極和電解質(zhì)層進(jìn)行配置的正電極、負(fù)電極和電解質(zhì)。每個(gè)電極可以包括電流集取(currentcollection)基材和一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)活性層。下面為對(duì)集流體設(shè)計(jì)所要考慮的事項(xiàng)(a)高導(dǎo)電性；(b)對(duì)所用電解質(zhì)的腐蝕的抵抗性；(c)對(duì)電化學(xué)反應(yīng)的抵抗性，以便不被過(guò)快地消耗；(d)允許其經(jīng)受制造操作(例如涂布和輥壓)的機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性；(e)低成本，包括材料成本和制造成本；和(f)提供與電化學(xué)活性層(例如，該材料不應(yīng)形成鈍化膜以致阻止良好的物理接觸并應(yīng)良好地附著到電化學(xué)活性層上)的良好物理接觸或"連通性"的表面結(jié)構(gòu)。滿(mǎn)足這些特征中的任何一個(gè)或多個(gè)并不是關(guān)鍵的。例如，集流體可以在一個(gè)或多個(gè)類(lèi)項(xiàng)中是突出的，而在其它類(lèi)項(xiàng)中是低于標(biāo)準(zhǔn)的。因此，在一個(gè)方面具有缺點(diǎn)的材料仍可使用，只要該缺點(diǎn)可通過(guò)整體電池設(shè)計(jì)得到克服。廣泛使用。雖然鉛酸和鎘鎳電池包含重金屬和有毒物質(zhì)例如鉛和鎘，但它們具有穩(wěn)定的性能、可靠的應(yīng)用和高的性?xún)r(jià)比。因此，它們一直是主要類(lèi)型的二次電池，用于通訊、電力、汽車(chē)、火車(chē)、航空和航天工業(yè)、UPS電源、家用電器、電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具等。鋅鎳電池具有優(yōu)異的性能，例如相對(duì)較高的析氫過(guò)電位、良好的可逆性、高能量密度、高平均電壓(1.65V)和相對(duì)均勻的陽(yáng)極溶解。更加重要地，鋅金屬是環(huán)境友好的，這是因?yàn)槠涫褂貌粚?dǎo)致環(huán)境污染。然而鋅鎳二次電池一直未得到廣泛商業(yè)化。鋅金屬是兩性的，非?；顫姡热苡谒嵊秩苡趬A，同時(shí)產(chǎn)生氫氣。鋅金屬集流體在堿性電解質(zhì)中可變形、腐蝕和失活。在可充電的鎳鋅電池的充電期間，可產(chǎn)生和生長(zhǎng)鋅枝晶，當(dāng)它們穿透正電極和負(fù)電極之間的分隔體時(shí)造成短路。因此電流集取基材設(shè)計(jì)已避免使用鋅金屬作為電流集取基材。當(dāng)前用于鋅負(fù)電極集流體的一般材料包括銅和黃銅。銅或黃銅可以是沖孔的帶、網(wǎng)、泡沫等。通過(guò)將包含鋅元素的活性物質(zhì)例如Zn0、Zn或鋅酸鉤附著到銅或黃銅的一側(cè)或兩側(cè)形成電極。鋅活性材料與這些基材的接觸可以通過(guò)促進(jìn)氫氣析出而加速鋅腐蝕。這種鋅腐蝕導(dǎo)致鋅鎳電池的"氣漲"、爬堿和泄漏、容量衰減、短循環(huán)壽命、不穩(wěn)定性和不可靠性。觀測(cè)到，隨著鎳鋅電池經(jīng)過(guò)許多個(gè)循環(huán)的放電和充電后，電池容量降低。對(duì)于許多應(yīng)用，如果完全再充電后的電池容量小于額定容量的80%時(shí)，則認(rèn)為電池失效。對(duì)于滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和制造考慮事項(xiàng)的集流體設(shè)計(jì)，在電池失效前需要完成大量的循環(huán)并且避免鋅腐蝕的缺點(diǎn)。發(fā)明概述本發(fā)明涉及圓柱形鎳鋅電池，該電池具有作為負(fù)電極的一部分的金屬性鋅基基材集流體，包括鎳的正電極層，將正電極層和負(fù)電極層隔開(kāi)的分隔體層，和電解質(zhì)。金屬性鋅基集流體可以由鋅金屬或鋅合金材料制成，所述鋅合金材料包含大于50原子％的鋅，優(yōu)選80-1006原子％的鋅，更優(yōu)選95-100原子％的鋅或更加優(yōu)選大于約99原子％的鋅。在某些實(shí)施方案中，金屬性鋅基基材集流體含有98.5-99.95原子％的鋅；特定的例子包括98.7原子％的鋅、99.5原子％的鋅和99.95原子％的鋅。在一個(gè)實(shí)施方案中，該材料是包含95-100原子％的鋅且其余是鉍和鉛的鋅合金。在一些實(shí)施方案中，金屬性鋅基集流體可以是富鋅的黃銅合金。金屬性鋅基基材集流體可以是具有例如約2-5密耳厚度的金屬片、板或箔。金屬片或板可以是穿孔或未穿孔的。其可以穿有具有圓形或橢圓形或矩形或其它幾何形狀的孔。還可以將其圖案化來(lái)提供粗糙表面以便與電化學(xué)活性層產(chǎn)生較好的物理接觸。在某些實(shí)施方案中，鋅集流體可以是具有約2-20密耳厚度的金屬板網(wǎng)。集流體還可以由具有例如約15-60密耳厚度的泡沫材料制成。作為將鋅合金材料用作整個(gè)基材集流體的替代方案，金屬性鋅基基材集流體可以是涂鋅的構(gòu)件，該構(gòu)件中非鋅的芯金屬鍍覆或包覆有鋅基金屬(例如金屬鋅或鋅合金)。芯金屬可以是例如鋼、銅、錫或常規(guī)的黃銅。其可以按連續(xù)片、穿孔片、金屬板網(wǎng)、板、網(wǎng)或泡沫的形式提供。可以將鋅金屬鍍覆或包覆到芯金屬片上。在某些實(shí)施方案中，鋅涂層可以包括少量的鉍和/或鉛。如果將鋅基金屬包覆到芯金屬上，則可以使用熱壓法或任何其它常規(guī)包覆方法。具有鋅基金屬鍍層或覆層的集流體可以是2-10密耳厚，優(yōu)選2-5密耳厚。在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及鎳鋅電池的負(fù)電極。該負(fù)電極包括金屬性鋅基基材集流體和附著到該集流體的負(fù)電化學(xué)活性層。集流體可以是金屬鋅板、金屬鋅合金板或金屬鋅網(wǎng)。金屬鋅板可以是穿孔的。在特定的實(shí)施方案中，用于負(fù)電極的鋅基基材可以具有一個(gè)或多個(gè)上述特征。因?yàn)殇\金屬的費(fèi)用小于銅或黃銅，因此用鋅基基材集流體制造的電池可以比用銅或黃銅集流體制造的電池費(fèi)用小。較低的價(jià)格提高了鎳鋅電池的性?xún)r(jià)比。用本發(fā)明的基材集流體制成的電池比用銅或黃銅基材集流體制成的電池具有更好的低至中等電流放電性能和好的大電流放電性能、循環(huán)壽命和貯存性能。在下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)描述。附圖簡(jiǎn)要描述圖1A是圓柱形電池的示意性的分解圖。圖1B是圓柱形電池的示意圖。圖2是排氣帽體的示意圖。圖3A和3B是電極-分隔體夾層結(jié)構(gòu)中各個(gè)層的示意圖。圖4是圖解使用銅帶作為其負(fù)基材集流體的鋅鎳電池的容量隨電池循環(huán)壽命的坐標(biāo)圖。圖5是圖解使用具有98.5原子％鋅的鋅帶作為其負(fù)基材集流體的鋅鎳電池的容量隨電池循環(huán)壽命的坐標(biāo)圖。圖6是圖解使用具有98.7原子％鋅的鋅帶作為其負(fù)基材集流體的鋅鎳電池的容量隨電池循環(huán)壽命的坐標(biāo)圖。圖7是圖解使用具有99.5原子％鋅的鋅帶作為其負(fù)基材集流體的鋅鎳電池的容量隨電池循環(huán)壽命的坐標(biāo)圖。圖8是圖解使用具有99.95原子％鋅的鋅帶作為其負(fù)基材集流體的鋅鎳電池的容量隨電池循環(huán)壽命的坐標(biāo)圖。圖9是圖解使用具有小于0.5%的雜質(zhì)的穿孔鋅箔作為其負(fù)基材集流體的鋅鎳電池的容量隨電池循環(huán)壽命的坐標(biāo)圖。圖10是圖解使用涂有鋅/銦的穿孔鋅箔作為其負(fù)基材集流體的鋅鎳電池的容量隨電池循環(huán)壽命的坐標(biāo)圖。圖11是圖解使用涂有錫的銅箔作為其負(fù)基材集流體的鋅鎳電池的容量隨電池循環(huán)壽命的坐標(biāo)圖。優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述引言在本發(fā)明的下文詳述中，列舉了許多具體的實(shí)施方案以提供本發(fā)明的充分理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下或者通過(guò)使用替代要素或方法、利用本發(fā)明的精神和范圍來(lái)實(shí)施本發(fā)明。在其它情形中，沒(méi)有對(duì)眾所周知的方法、工序和部件進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明以免使本發(fā)明的多個(gè)方面不必要地晦澀。本發(fā)明涉及圓柱形鎳鋅電池，該電池具有作為負(fù)電極的一部分的金屬性鋅基基材集流體，包含鎳的正電極層，將正電極層和負(fù)電極層隔開(kāi)的分隔體層，和電解質(zhì)。如上所述，集流體設(shè)計(jì)的考慮事項(xiàng)包括抗腐蝕性和抗電化學(xué)反應(yīng)性。典型地，集流體不是由與電化學(xué)活性層相同的材料制成，從而使集流體將不會(huì)由于參與電化學(xué)反應(yīng)被消耗而失效。因此，使用鋅基金屬作為用于集流體的材料違背常規(guī)認(rèn)識(shí)。然而，意料不到地發(fā)現(xiàn)，即使當(dāng)用于中倍率和大倍率放電應(yīng)用時(shí)，使用鋅基金屬作為集流體仍可以是成功的。當(dāng)以這種方式使用時(shí)，鋅基集流體的優(yōu)點(diǎn)勝過(guò)其任何缺點(diǎn)。一些優(yōu)點(diǎn)包括較低的費(fèi)用、相等或更好的循環(huán)壽命性能、放電性能和貯存性能。如本文中所述，可以對(duì)集流體進(jìn)行設(shè)計(jì)使得降低或消除鋅基集流體固有的缺點(diǎn)。為了構(gòu)成本發(fā)明的語(yǔ)境，下面描述總體電池結(jié)構(gòu)和放電?？傮w電池結(jié)構(gòu)圖1A和1B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的圓柱形電池的主要部件的示意圖，且圖1A顯示了電池的分解圖。在圓柱形組件101(也稱(chēng)為"巻繞體((jellyroll)")中提供了交替的電極和電解質(zhì)層。圓柱形組件或巻繞體101位于罐體113或其它收納容器的內(nèi)部。負(fù)集流盤(pán)103和正集流盤(pán)105附著到圓柱形組件101的相對(duì)端。負(fù)集流盤(pán)和正集流盤(pán)充當(dāng)內(nèi)部端子，負(fù)集流盤(pán)電連接到負(fù)電極而正集流盤(pán)電連接到正電極。帽體109和罐體113充當(dāng)外部端子。在所描述的實(shí)施方案中，負(fù)集流盤(pán)103包括用以將負(fù)集流盤(pán)103連接到帽體109的接頭(tab)107。正集流盤(pán)105焊接到或以其它方式電連接到罐體113。在其它實(shí)施方案中，負(fù)集流盤(pán)連接到罐體而正集流盤(pán)連接到帽體。負(fù)集流盤(pán)103和正集流盤(pán)105顯示具有穿孔，可將其用于促進(jìn)結(jié)合到巻繞體和/或電解質(zhì)從電池的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。在其它實(shí)施方案中，所述盤(pán)可以利用槽(徑向或周緣)、溝或其它結(jié)構(gòu)來(lái)促進(jìn)結(jié)合和/或電解質(zhì)分布。柔性墊圏111靠在沿罐體113上部中的周邊提供的周向凸緣(bead)115上，緊鄰帽體109。墊圏111用于使帽體109與罐體113電絕緣。在某些實(shí)施方案中，墊圏111所靠著的凸緣115涂有聚合物涂層。墊圏可以是任何使帽體與罐體電絕緣的材料。優(yōu)選地，該材料在高溫下不明顯變形；一種這樣的材料是尼龍。在其它實(shí)施方案中，希望使用相對(duì)疏水的材料來(lái)降低導(dǎo)致堿性電解質(zhì)蔓延并最終在接縫處或其它可到達(dá)的出口點(diǎn)從電池泄漏的驅(qū)動(dòng)力。較不易潤(rùn)濕的材料的例子是聚丙烯。如圖1B中所示，在罐體或其它收納容器填充有電解質(zhì)后，將容器密封以使電極和電解質(zhì)與環(huán)境隔離。墊圏典型地通過(guò)巻邊處理進(jìn)行密封。在某些實(shí)施方案中，使用密封劑以防止泄露。合適的密封劑的例子包括瀝青質(zhì)密封劑、焦油和可從CognisofCincinnati,0H獲得的VERSAMID。在某些實(shí)施方案中，配置電池以在電解質(zhì)"貧液"的條件下工作。這樣的電池具有與活性電極材料的量有關(guān)的相對(duì)低量的電解質(zhì)。它們可易于與富液型電池區(qū)分開(kāi)，所述富液型電池在電池的內(nèi)部區(qū)域中具有自由的液體電解質(zhì)。如2005年4月26日提交的題為"NickelZincBatteryDesign"的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.11/116，113(通過(guò)引用將其并入本文)中所討論，出于各種原因，還希望可在貧液條件運(yùn)行電池。貧液型電池通常被理解為電池的電極堆疊體內(nèi)的總空隙體積未被電解質(zhì)完全占據(jù)的電池。在典型的例子中，電解質(zhì)注入后貧液型電池的空隙體積可以是注入前總空隙體積的至少約10%。本發(fā)明的電池可具有許多不同形狀和尺寸中的任一種。例如，本發(fā)明的圓柱形電池可以具有常規(guī)AAA電池、AA電池、A電池、C電池等的直徑和長(zhǎng)度。常規(guī)電池設(shè)計(jì)適用于一些用途中。在特定的實(shí)施方案中，電池尺寸是直徑為22mm且長(zhǎng)度為43mm的亞C電池尺寸。應(yīng)注意，本發(fā)明還可以按相對(duì)小的棱柱形電池形式以及用于多種非便攜式應(yīng)用的各種較大形式電池使用。通常，用于例如電動(dòng)工具或草坪用工具的電池組的外形將決定電池的尺寸和形狀。本發(fā)明還涉及包括一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明的鎳鋅電池以及合適的殼體、接觸件和導(dǎo)線(xiàn)的電池組以允許在電裝置中充電和放電。負(fù)電極活性材料組合物通常，負(fù)電極包括鋅離子或鋅酸根離子的一種或多種電活性源，該源任選與一種或多種另外材料例如下述的電導(dǎo)率增強(qiáng)材料、腐蝕抑制劑、潤(rùn)濕劑等相組合。當(dāng)制造電極時(shí)，可通過(guò)某些物理、化學(xué)和形貌特征例如庫(kù)侖容量、活性鋅的化學(xué)組成、孔隙率、彎曲率等對(duì)其進(jìn)行表征。電化學(xué)活性鋅源可以包含下面組分中的一種或多種氧化鋅、鋅酸鈣、鋅金屬和各種鋅合金。任何這些材料可在制造期間提供和/或在標(biāo)準(zhǔn)電池循環(huán)期間產(chǎn)生。作為特定的例子考慮鋅酸鉀，其可以由含有例如氧化鈣和氧化鋅的糊料或漿料制得。如果使用鋅合金，在某些實(shí)施方案中其可以包括鉍和/或銦。在某些實(shí)施方案中，其可以包括至多約20ppra的鉛。滿(mǎn)足這種組成要求的商購(gòu)鋅合金源是由NorandaCorporationofCanada提供的PGIOI。鋅活性材料可以按粉末、粒狀組合物等形式存在。優(yōu)選地，用于鋅電極糊料制劑的組分中的每一種均具有相對(duì)小的顆粒尺寸。這是為了降低顆?？赡艽┩富蛞粤硗夥绞綋p害正電極和負(fù)電極之間的分隔體的可能性。特別在考慮電化學(xué)活性鋅組分(以及其它細(xì)粒電極組分)時(shí)，這些組分優(yōu)選具有不大于約40或50微米的顆粒尺寸。在某些實(shí)施方案中，材料的特征可在于其顆粒的不多于約1°/。具有大于約50微米的主要尺寸(例如直徑或主軸)。可通過(guò)例如篩分或以另外方式處理鋅顆粒以除去較大顆粒來(lái)制得這樣的組合物。應(yīng)注意，本文所述的顆粒尺寸范圍(regime)也適用于鋅氧化物和鋅合金以及鋅金屬粉末。除(一種或多種)電化學(xué)活性鋅組分外，負(fù)電極還可以包括一種或多種另外材料，所述另外材料促進(jìn)或以其它方式影響電極內(nèi)的某些過(guò)程例如離子轉(zhuǎn)移、電子轉(zhuǎn)移(例如增強(qiáng)導(dǎo)電性)、潤(rùn)濕、孔隙率、結(jié)構(gòu)完整性(例如粘合)、釋氣(gassing)、活性材料溶解度、阻擋性能(例如降低離開(kāi)電極的鋅的量)、腐蝕抑制性等。例如，在一些實(shí)施方案中，負(fù)電極包括氧化物例如氧化鉍、氧化銦和/或氧化鋁。氧化鉍和氧化銦可以與鋅相互作用并且減少在電極處的釋氣?？梢园锤稍锏呢?fù)電極制劑的約1-10重量％的濃度提供氧化鉍。其可以促進(jìn)氫與氧的復(fù)合。氧化銦可以按干燥的負(fù)電極制劑的約0.05-1重量°/。的濃度存在?？梢园锤稍锏呢?fù)電極制劑的約1-5重量％的濃度提供氧化鋁。在一些實(shí)施方案中，使用"納米尺寸"的銦化合物(例如硫酸銦或氧化銦)。在這樣的實(shí)施方案中，銦化合物具有平均不大于約10納米的顆粒尺寸。典型地，銦在干燥的負(fù)電極制劑中以約0.05重量％存在。認(rèn)為有時(shí)可發(fā)生的問(wèn)題是在負(fù)電極內(nèi)具有局部富銦濃度區(qū)域。通過(guò)使用可以均勻地分散在整個(gè)負(fù)電極中的非常小的銦顆粒，降低了電極中富銦合金區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)。在某些實(shí)施方案中，可以包括一種或多種添加劑來(lái)改善鋅電活性材料的抗腐蝕性，從而有利于長(zhǎng)的貯存期。貯存期對(duì)于電池的商業(yè)成功或失敗可為關(guān)鍵的。認(rèn)識(shí)到，電池固有地是化學(xué)不穩(wěn)定裝置，應(yīng)采取措施來(lái)保持電池部件(包括負(fù)電極)處于它們的化學(xué)有效形式。當(dāng)化時(shí)，它們的價(jià)值因短貯存期而受限。腐蝕抑制添加劑的例子包括銦、鉍、鉛、錫、鈣等的陽(yáng)離子。通常，這些可以在負(fù)電極中按鹽形式(例如硫酸鹽、氟化物等)以干燥的負(fù)電極制劑的至多約25重量％，典型地至多約10重量％的濃度存在。在某些實(shí)施方案中，電極制劑中可以包括有機(jī)材料來(lái)抑制鋅電活性材料的腐蝕。這樣的抑制劑的例子包括表面活性劑例如商購(gòu)的Triton和RS600表面活性劑?？杉尤胍越档弯\在電解質(zhì)中的溶解度的陰離子的具體例子包括砩酸根、氟離子、硼酸根、鋅酸根、硅酸根、硬脂酸根等。通常，這些陰離子可在負(fù)電極中以干燥的負(fù)電極制劑的至多約5重量％的濃度存在。認(rèn)為這些陰離子中的至少某些在電池循環(huán)期間進(jìn)入溶液中且在此它們降低鋅的溶解度。包含這些材料的電極制劑的例子包括在下面專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)(出于所有目的通過(guò)引用將其每一篇并入本文)中JeffreyPhillips的在2004年9月28日授權(quán)的題為"NegativeElectrodeFormulationforaLowToxicityZincElectrodeHavingAdditiveswithRedoxPotentialsNegativetoZincPotential"的美國(guó)專(zhuān)利No.6，797,433;JeffreyPhillips的在2004年12月28曰授權(quán)的題為"NegativeElectrodeFormulationforaLowToxicityZincElectrodeHavingAdditiveswithRedoxPotentialsPositivetoZincPotential"的美國(guó)專(zhuān)利No.6，835，499;JeffreyPhillips的在2004年11月16日授權(quán)的題為"AlkalineCellsHavingLowToxicityRechargeableZincElectrodes，，的美國(guó)專(zhuān)利No.6，818，350;和Hall等人在2002年3月15日提交的PCT/NZ02/00036(公開(kāi)號(hào)W002/075830)?？梢约尤氲截?fù)電極中以改善潤(rùn)濕的材料的例子包括鈦氧化物、氧化鋁、氧化硅，同時(shí)包括氧化鋁和氧化硅，等等。通常，這些材料以干燥的負(fù)電極制劑的至多約10重量％的濃度提供。在JeffreyPhillips的于2004年11月2日授權(quán)的題為"FormulationofZincNegativeElectrodeforRechargeableCellsHavinganAlkalineElectrolyte"的美國(guó)專(zhuān)利No.6,811,926中可以找到這樣的材料的另外討論，出于所有目的通過(guò)引用將該專(zhuān)利并入本文?？杉尤氲截?fù)電極中以改善電子傳導(dǎo)的材料的例子包括具有高的固有電子電導(dǎo)率的各種電極相容性材料。例子包括鈦氧化物等。通常，這些材料以干燥的負(fù)電極制劑的至多約10重量％的濃度提供。當(dāng)然，準(zhǔn)確濃度將取決于所選添加劑的性能。出于粘結(jié)、分散和/或作為分隔體的替代品的目的，可以向負(fù)電極加入各種有機(jī)材料。例子包括羥乙基纖維素(HEC)、羧甲基纖維素(CMC)、羧曱基纖維素(HCMC)的游離酸形式、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯乙烯磺酸鹽(PSS)、聚乙烯醇(PVA)、nopcosperse分散劑(從日本京都的SanNopcoLtd.獲得)等。在特定的實(shí)施例中，使用PSS和PVA來(lái)涂覆負(fù)電極以提供潤(rùn)濕或其它類(lèi)分隔體性能。在某些實(shí)施方案中，當(dāng)為電極使用類(lèi)分隔體涂層時(shí)，鋅鎳電池可以使用單層分隔體，在一些情形中根本沒(méi)有獨(dú)立的分隔體。在某些實(shí)施方案中，出于包埋電極中尖銳或大的顆粒的目的，可將聚合物材料例如PSS和PVA與糊狀成形物(與涂料相對(duì))混合，否則所述顆粒可能給分隔體帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)在本文中定義電極組合物時(shí)，其通常理解為可適于在制造時(shí)制備的組合物(例如糊料、漿料或干法制造的制劑)，以及可在成形周期期間或之后，或者在電池使用時(shí)例如給便攜式工具供電時(shí)于一個(gè)或多個(gè)充電-放電循環(huán)期間或之后，產(chǎn)生的組合物。在下面文獻(xiàn)中描述本發(fā)明范圍內(nèi)的各種負(fù)電極組成，其每一篇通過(guò)引用并入本文PCT公開(kāi)號(hào)WO02/39517(J.Phillips),PCT公開(kāi)號(hào)WO02/039520(J.Phillips),PCT公開(kāi)號(hào)WO02/39521，PCT公開(kāi)號(hào)WO02/039534(J.Phillips),和美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)No.2002182501。上述參考文獻(xiàn)中的負(fù)電極添加劑包括例如氧化硅和各種堿土金屬、過(guò)渡金屬、重金屬和貴金屬的氟化物。在一個(gè)實(shí)施例中，電化學(xué)活性材料可以包括50%氧化鋅、20°/。鋅酸鈣、3.0%氧化鋇、1.5%氧化鉍、1.0%氧化銦、1.5%氧化鉛、3.0%鋅、1.0%鎘和水基粘合劑。應(yīng)注意，雖然可以向負(fù)電極加入多種材料來(lái)賦予特定的性能，但可以通過(guò)除負(fù)電極外的電池部件引入若干這些材料或性能。例如，可(提供給i電:或沒(méi)^"提供給負(fù)電極)。這樣的材料的例子包括磷酸鹽、氟化物、硼酸鹽、鋅酸鹽、硅酸鹽、硬脂酸鹽。在電解質(zhì)和/或分隔體中可提供的上文確定的其它電極添加劑包括表面活性劑，銦、鉍、鉛、錫、鈣等的離子。2004年8月17日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.10/921，062(J.用將其并入本文。。、、，，、、、'、，、負(fù)電子導(dǎo)電通道負(fù)電子通道包括充電和放電期間在負(fù)電極和負(fù)電極端子之間傳載電子的電池部件。這些部件之一是其上形成且承載負(fù)電極材料的載體或電流集取基材。這是本發(fā)明的主題。在圓柱形電池設(shè)計(jì)中，該基材典型地提供在螺旋巻繞的夾層結(jié)構(gòu)中，所述結(jié)構(gòu)包括負(fù)電極材料、電極分隔體和正電極部件(包括電極本身和正電流集取基材)。如所指出，這種結(jié)構(gòu)常稱(chēng)作巻繞體。在圖1A中顯示了負(fù)電子通道的其它部件。典型地，雖然并非必須，這些包括集流盤(pán)(通常提供有導(dǎo)電接頭)和負(fù)電池端子。在所描述的實(shí)施方案中，所述盤(pán)直接連接到負(fù)電流集取基材，電池端子直接連接到集流盤(pán)(通常經(jīng)由導(dǎo)電接頭)。在圓柱形電池設(shè)計(jì)中，負(fù)電池端子通常是帽體或罐體。負(fù)電子傳導(dǎo)通路的每個(gè)部件可以用其組成、電性能、化學(xué)性能、幾何和結(jié)構(gòu)性能等進(jìn)行表征。例如，在某些實(shí)施方案中，通路的每個(gè)部件具有相同的組成(例如鋅或涂鋅的銅)。在其它實(shí)施方案中，至少兩個(gè)元件具有不同的組成。電流集取基材如所指出，作為本發(fā)明主題的導(dǎo)電通路的元件是用于負(fù)電極的載體或基材，其還用作集流體。在選擇用于基材的材料和結(jié)構(gòu)時(shí)考慮的準(zhǔn)則中，有與負(fù)電極材料的電化學(xué)相容性、費(fèi)用、涂覆的容易性(對(duì)于負(fù)電極材料)、氫析出的抑制和在電化學(xué)活性電極材料和集流體之間促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移的能力。如所解釋?zhuān)娏骷』目砂锤鞣N結(jié)構(gòu)形式提供，包括穿孔金屬片、金屬板網(wǎng)、金屬泡沫等。在特定的實(shí)施方案中，基材是由鋅基材料例如涂覆鋅的銅或涂覆鋅的銅合金制成的金屬板網(wǎng)。在某些實(shí)施方案中，基材是具有約2-5密耳厚度的穿孔片。在某些實(shí)施方案中，基材是具有約2-20密耳厚度的金屬板網(wǎng)。在其它實(shí)施方案中，基材是具有約15-60密耳厚度的金屬泡沫。在特定的實(shí)施方案中，栽體是約3-4密耳厚的穿孔的涂覆鋅的銅。包括載體金屬和負(fù)電極材料的負(fù)電極的具體厚度范圍為約10-30密耳。通道的其它部件負(fù)通路的其它部件例如負(fù)集流盤(pán)和帽體可由上文確定用于電流集取基材的任何基礎(chǔ)金屬制成。選擇用于該盤(pán)和/或帽體的基礎(chǔ)金屬應(yīng)具有高度導(dǎo)電性并且抑制氫等的析出。在某些實(shí)施方案中，盤(pán)和帽體中的一者或二者使用鋅或鋅合金作為基礎(chǔ)金屬。在某些實(shí)施方案中，集流盤(pán)和/或帽體是涂有鋅的銅或銅合金，或者含有例如錫、銀、銦、鉛或其組合的鋅合金。希望可將集流盤(pán)和巻繞體預(yù)焊接，或者使用作為集流盤(pán)的組成零件的巻繞體和可直接焊接到頂部的接頭。這樣的實(shí)施方案在相對(duì)低倍率的應(yīng)用中可特別有價(jià)值。當(dāng)集流盤(pán)含有鋅時(shí)這些實(shí)施方案特別有效。巻繞體可以包括焊接到負(fù)電極的一側(cè)以促進(jìn)與集流盤(pán)接觸的接頭。發(fā)現(xiàn)沒(méi)有合適抗腐蝕鍍層(例如錫、鉛、銀、鋅、銦等)的常規(guī)排氣帽體在貯存期間可造成鋅腐蝕，導(dǎo)致泄露、排氣和降低貯存期。應(yīng)注意，如果用作負(fù)端子的是罐體而不是帽體，則該罐體可由上文確定的材料構(gòu)造成。在一些情形中，整個(gè)負(fù)電子通道(包括端子和一個(gè)或多個(gè)電流集取元件)由相同的材料例如鋅或涂有鋅的銅制成。在特定的實(shí)施方案中，從負(fù)電極到負(fù)端子(電流集取基材、集流盤(pán)、接頭和帽體)的整個(gè)電子通道是鍍鋅的銅或黃銅。通氣帽體和集流盤(pán)以及載體基材本身的一些結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)可在下面專(zhuān)利文獻(xiàn)中找到，出于所有目的將該文獻(xiàn)通過(guò)引用并入本文2006年4月25日提交的PCT/US2006/015807和2004年8月17日提交的PCT/US2004/026859(公開(kāi)WO2005/020353A3)。正電極正電極通常包括電化學(xué)活性鎳氧化物或氫氧化物以及有利于制16造、電子轉(zhuǎn)移、潤(rùn)濕、機(jī)械性能等的一種或多種添加劑。例如，正電極制劑可以包括至少一種電化學(xué)活性鎳氧化物或氫氧化物(例如氫氧化鎳(Ni(0H)2))、氧化鋅、氧化鈷(CoO)、鈷金屬、鎳金屬和流動(dòng)控制劑例如羧甲基纖維素(CMC)。應(yīng)注意，金屬性的鎳和鈷可以是化學(xué)純或合金。在某些實(shí)施方案中，正電極具有的組成與用于制造常規(guī)鎳鎘電池中的鎳電極的組成類(lèi)似，然而對(duì)鎳鋅電池系統(tǒng)可以存在一些重要的優(yōu)化。優(yōu)選使用鎳泡沫基質(zhì)以支撐電活性鎳(例如，Ni(0H)2)電極材料。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用從IncoLtd.商購(gòu)的鎳泡沫。對(duì)于要求高放電倍率的應(yīng)用，通過(guò)鎳泡沫到Ni(0H)2(或其它電化學(xué)活性材料)的擴(kuò)散路徑應(yīng)當(dāng)短。在高倍率下，離子穿透泡沫鎳費(fèi)用的時(shí)間很重要。應(yīng)當(dāng)對(duì)正電極的寬度進(jìn)行最優(yōu)化從而使鎳泡沫為Ni(0H)2材料提供足夠的空隙空間，且同時(shí)保持離子通過(guò)泡沫到Ni(0H)2的擴(kuò)散路徑很短，所述正電極包括用Ni(OH)2(或其它電化學(xué)活性材料)以及其它電極材料填充的鎳泡沫。泡沫基板厚度可以為15密耳-60密耳。在優(yōu)選實(shí)施方案中，正電極的厚度為約16密耳-24密耳，所述正電極包括用電化學(xué)活性和其它電極材料填充的鎳泡沫。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，正電極為約20密耳厚。應(yīng)當(dāng)使鎳泡沫的密度最優(yōu)化以確保電化學(xué)活性材料均勻地滲入泡沫的空隙空間。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用密度范圍為約300-500g/m2的鎳泡沫。甚至更優(yōu)選的范圍為約350-500g/m2。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用密度為約350g/m2的鎳泡沫。隨著電極層的寬度降低，可使得泡沫較不致密以確保具有充分的空隙空間。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用約350g/m2的鎳泡沫密度和約16密耳-18密耳的厚度。分隔體分隔體用于機(jī)械地隔離正電極和負(fù)電極，同時(shí)允許在電極和電解質(zhì)之間發(fā)生離子交換。分隔體還阻礙鋅枝晶形成。枝晶是在金屬沉積中具有骨架或樹(shù)狀生長(zhǎng)圖案("枝晶生長(zhǎng)")的晶體結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，在電池的壽命期間，枝晶形成在電池的導(dǎo)電介質(zhì)中，并且有效地橋接負(fù)電極和正電極，從而導(dǎo)致短路且隨后使得電池功能喪失。典型地，分隔體將具有小孔隙。在本文描述的某些實(shí)施方案中，分隔體包括多個(gè)層?？紫逗?或疊層結(jié)構(gòu)可為鋅枝晶提供曲折的路徑，從而有效地阻止枝晶所致的滲透和短路。優(yōu)選地，多孔的分隔體具有約1.5-10,更優(yōu)選約2-5的彎曲率。平均孔隙直徑優(yōu)選為最大約0.2微米，更優(yōu)選約0.02-0.1微米。此外，在分隔體中孔隙尺寸優(yōu)選完全一致。在優(yōu)選實(shí)施方案中，分隔體具有約35-55%的孔隙率，其中一種優(yōu)選的材料具有45%的孔隙率和0.1微米的孔隙尺寸。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，分隔體包括至少兩層(并且優(yōu)選正好兩層)，即阻礙鋅滲透的阻擋層和用電解質(zhì)保持電池潤(rùn)濕從而允許離子交換的潤(rùn)濕層。對(duì)于鎳鎘電池通常不是這種情形，鎳鎘電池在相鄰電極層之間僅使用單一分隔體材料。通過(guò)保持正電極盡可能濕且負(fù)電極相對(duì)地干，可有利于電池的性能。因此，在一些實(shí)施方案中，阻擋層位于與負(fù)電極鄰近，潤(rùn)濕層位于與正電極鄰近。通過(guò)維持電解質(zhì)與正電極緊密接觸，這樣的配置改善了電池的性能。在其它實(shí)施方案中，潤(rùn)濕層設(shè)置成鄰近負(fù)電極而阻擋層設(shè)置成鄰近正電極。這種配置通過(guò)促進(jìn)氧經(jīng)由電解質(zhì)轉(zhuǎn)移到負(fù)電極來(lái)幫助氧在負(fù)電極處復(fù)合。阻擋層典型地是多微孔膜?？梢允褂萌魏坞x子性導(dǎo)電的多微孔膜。通常具有約30%-80%孔隙率以及約0.005-0.3微米的平均孔隙尺寸的聚烯烴將是適合的。在優(yōu)選實(shí)施方案中，阻擋層是多微孔的聚丙烯。用于阻擋層的商購(gòu)材料的例子包括UBEU-POREUP3138(UbeIndustries,Ltd.,Tokyo,Japan)、來(lái)自荷蘭SolutechofHeerlen的S(OP0RETM產(chǎn)品、來(lái)自celgardIncofCharlotte,NorthCarolina的公司的分隔體CELGARDT、、以及來(lái)自AdvancedMembraneSystems的AMS產(chǎn)品。阻擋層典型地為約0.5密耳-4密耳厚，更優(yōu)選在約1.5密耳-4密耳厚。阻擋層膜的特定例子包括4密耳AMS分隔體、單一2密耳厚UBE分隔體、2層1密耳厚的SOLUPORETm分隔體以及2層1密18耳厚的celgardtm分隔體。潤(rùn)濕層可以由任何合適的可潤(rùn)濕的分隔體材料制成。典型地，潤(rùn)濕層具有相對(duì)高的孔隙率例如約50-85%的孔隙率。例子包括聚酰胺材料例如尼龍基以及可潤(rùn)濕的聚乙烯和聚丙烯材料。在某些實(shí)施方案中，潤(rùn)濕層的厚度為約1密耳-10密耳，更優(yōu)選約3密耳-6密耳。可用作潤(rùn)濕材料的分隔體材料的例子包括NKKVL100(NKK公司，Tokyo,Japan)、FreudenbergFS2213E，Scimat650/45(SciMATLimited,Swindon,UK)和VileneFV436S。還可以使用本領(lǐng)域中已知的其它分隔體材料。如所指出，尼龍基材料和多微孔聚烯爛(例如聚乙烯和聚丙烯)通常是非常適合的。在作為替代的實(shí)施方案中，單一分隔體材料可以用于阻礙鋅滲透以及用電解質(zhì)保持電池潤(rùn)濕。單一分隔體材料可以是用于常規(guī)鋰離子電池的分隔體，但為了用于鎳鋅電池而進(jìn)行了改性。例如，鋰離子型分隔體可以是用凝膠浸漬以提高其可潤(rùn)濕性特性。一個(gè)這樣的例子是可從EntekMembranes"C，Lebanon,Oregon獲得的聚乙締Teklon材料。這種材料是20微米厚，具有約40%孔隙率。凝膠可以直接提供給分隔體，或通過(guò)例如將其添加到鋅電極中而間接提供給分隔體。如下面所解釋?zhuān)谝恍?shí)施例中使用凝膠電解質(zhì)。在某些實(shí)施方案中，分隔體在納入到陽(yáng)極/陰極結(jié)構(gòu)之前可以用表面活性劑進(jìn)行處理。這起到增強(qiáng)可潤(rùn)濕性和促進(jìn)均勻電流密度的作用。在特定的例子中，首先用約0.5-5%表面活性劑例如可從MidlandMichigan的DowChemicalz^司獲得的Triton表面'活小生齊寸(例:i口X100)的溶液處理分隔體。與表面活性劑接觸的時(shí)間和干燥時(shí)間、表面活性劑的選擇、以及表面活性劑的濃度是能夠影響處理有效性的所有因素。在稀釋的水溶液中浸泡幾個(gè)小時(shí)并隨后風(fēng)干可產(chǎn)生優(yōu)異的結(jié)果；另外發(fā)現(xiàn)使用其它溶劑例如甲醇促進(jìn)表面活性劑的吸收。使微孔聚丙烯可潤(rùn)濕的另一方法是將特定的親水化學(xué)基團(tuán)輻照接枝到聚合物的表面上。中科院上海應(yīng)用物理研究所的上海世龍高技術(shù)有限公司(ShanghaiShilongHi-Tech.Co.Ltd)使用了這樣一種方法。在這種情形下，使用鈷60輻照器實(shí)現(xiàn)活化處理。在電極/分隔體設(shè)計(jì)中的另一個(gè)考慮事項(xiàng)為是否要提供分隔體作為與電極和集流器片(例如圖2)大致相同寬度的簡(jiǎn)單片材或者要包圍分隔體層中的一個(gè)或兩個(gè)電極。在后面的例子中，對(duì)于一個(gè)電極片，分隔體起到"袋子"的作用，有效地包封電極層。在一些實(shí)施方案中，包封分隔體層中的負(fù)電極將有助于防止枝晶形成。但是在其它實(shí)施方案中，使用不包封電極的阻擋層片足以防止枝晶滲透。電解質(zhì)電解質(zhì)應(yīng)具有限制鋅電極中的枝晶形成和其它形式的材料再分布的組合物。這樣的電解質(zhì)通常偏離現(xiàn)有技術(shù)。但是似乎符合標(biāo)準(zhǔn)的一種電解質(zhì)描述于1993年6月1日授權(quán)給M.Eisenberg的美國(guó)專(zhuān)利No.5，215，836中，通過(guò)引用將該專(zhuān)利并入本文。特別優(yōu)選的電解質(zhì)包括(1)堿或堿土金屬氫氧化物，其以產(chǎn)生每升約2.5-11當(dāng)量的氫氧化物對(duì)酸的化學(xué)計(jì)量比過(guò)量的量存在；(2)可溶性堿或堿土金屬氟化物，其量對(duì)應(yīng)于每升總?cè)芤杭s0.01-1當(dāng)量的濃度范圍；以及(3)硼酸鹽、砷酸鹽和/或磷酸鹽(例如硼酸鉀，偏硼酸鉀，硼酸鈉，偏硼酸鈉、和/或磷酸鈉或磷酸鉀)。在一個(gè)特定的實(shí)施方案中，電解質(zhì)包含約4.5-10當(dāng)量/升的氫氧化鉀，約2-6當(dāng)量/升硼酸或偏硼酸鈉以及約0.01-1當(dāng)量的氟化鉀。對(duì)于高倍率應(yīng)用的特別優(yōu)選的電解質(zhì)包含約8.5當(dāng)量/升的氫氧化物、約4.5當(dāng)量的硼酸以及約0.2當(dāng)量的氟化鉀。本發(fā)明不局限于Eisenberg專(zhuān)利中所提出的電解質(zhì)組合物。通常，滿(mǎn)足目標(biāo)應(yīng)用所定標(biāo)準(zhǔn)的任何電解質(zhì)組合物將勝任。假定需要高功率應(yīng)用，則電解質(zhì)應(yīng)具有非常良好的導(dǎo)電率。假定需要長(zhǎng)循環(huán)壽命，則電解質(zhì)應(yīng)阻止枝晶形成。在本發(fā)明中，包含K0H電解質(zhì)的硼酸鹽和/或氟化物與合適的分隔體層一起使用降低了枝晶的形成，因而獲得更耐用且壽命長(zhǎng)的電池。在特定的實(shí)施方案中，電解質(zhì)組合物包括過(guò)量的約3-5當(dāng)量/升氫氧化物(例如K0H、NaOH和/或LiOH)。這假定負(fù)電極是氧化鋅基電極。對(duì)于鋅酸鈣負(fù)電極，作為替代的電解質(zhì)制劑可能是合適的。在一個(gè)例子中，用于鋅酸鈣的合適電解質(zhì)具有下面組成約15-25重量％的K0H、約0.5至5.0重量％的LiOH。根據(jù)各種實(shí)施方案，電解質(zhì)可包含液體和凝膠。凝膠電解質(zhì)可以包含增稠劑例如可自Cleveland,OH的Noveon獲得的CARB0P0L⑧。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，活性電解質(zhì)材料的一部分是凝膠形式。在特定實(shí)施方案中，約5-25重量％的電解質(zhì)以凝膠提供并且凝膠組分包含約1-2重量°/。的CARB0P0L⑧。在一些情形中，電解質(zhì)可以包含相對(duì)高濃度的磷酸根離子，如2006年2月1日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.11/346,861中所述，出于所有目的通過(guò)引用將該專(zhuān)利并入本文。極性應(yīng)注意，圖1A和1B中所示的實(shí)施方案具有與常規(guī)NiCd電池相反的極性，其中帽體是負(fù)的，且罐體是正的。在常規(guī)電池中，電池的極性是這樣的帽體是正的，罐體或容器是負(fù)的。換言之，電池組件的正電極與帽體電連接，電池組件的負(fù)電極與保持該電池組件的罐體電連接。在本發(fā)明的某些實(shí)施方案(包括圖1A和1B描述的那種)中，電池的極性與常規(guī)電池的極性相反。因此，負(fù)電極與帽體電連接，正電極與罐體電連接。應(yīng)理解，在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，極性保持與常規(guī)設(shè)計(jì)中的相同-具有正的帽體。電池罐體該罐體是充當(dāng)最終電池的外殼或罩殼的容器。在罐體為負(fù)端子的常規(guī)鎳-鎘電池中，其典型地是鍍鎳的鋼。如所指出，在本發(fā)明中，罐體可以是負(fù)端子或正端子。在罐體為負(fù)的實(shí)施方案中，罐體材料可以具有與用于常規(guī)鎳鎘電池的組成相似的組成，例如鋼，只要該材料涂有與鋅電極的電勢(shì)相容的另一種材料。例如，負(fù)的罐體可以涂有例如銅的材料來(lái)防止腐蝕。在罐體為正的而帽體為負(fù)的實(shí)施方案中，該罐體可以具有與用于常規(guī)鎳鎘電池的組成相似的組成，典型地是鍍鎳的鋼。在一些實(shí)施方案中，罐體的內(nèi)部可以涂有促進(jìn)氫復(fù)合的材料?？梢允褂么呋瘹鋸?fù)合的任何材料。這樣的材料的例子是氧化銀。排氣帽體雖然電池通常與外界密封隔離，但在一些實(shí)施方案中，可以允許電池排出在充電和放電期間從電池產(chǎn)生的氣體。典型的鎳鎘電池在大約200磅/平方英寸(PSI)的壓力下排出氣體。在一些實(shí)施方案中，設(shè)計(jì)本發(fā)明的鎳鋅電池以在該壓力和更加高的壓力(例如高至約300PSI)下工作而不需要排氣。這可以促進(jìn)任何氧與電池內(nèi)產(chǎn)生的氫的復(fù)合。在某些實(shí)施方案中，將電池構(gòu)造成維持至多約450PSI和甚至至多約600PSI的內(nèi)部壓力。在其它實(shí)施方案中，將鎳鋅電池設(shè)計(jì)成在相對(duì)低的壓力下排出氣體。當(dāng)所述設(shè)計(jì)促進(jìn)氫氣和/或氧氣的釋放而在鎳鋅電池內(nèi)的無(wú)它們復(fù)合時(shí)，這可以是合適的。圖2是帽體201和排氣口機(jī)構(gòu)的示意圖。將排氣口機(jī)構(gòu)優(yōu)選設(shè)計(jì)成允許氣體但是不允許電解質(zhì)逃逸。帽體201包括位于墊圏上的盤(pán)208、排氣口203以及帽體201的上部205。盤(pán)208包括允許氣體逃逸的孔207。排氣口203覆蓋孔207且被逃逸的氣體所移位。排氣口203典型地是橡膠，盡管其可以由允許氣體逃逸并經(jīng)受住高溫的任何材料制成。發(fā)現(xiàn)方形排氣口工作良好。上部205在焊點(diǎn)209處被焊接至盤(pán)208并且包括允許氣體逃逸的孔211。所示出的焊點(diǎn)209和211的位置完全是說(shuō)明性的，并且這些可以在任何合適的位置。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，排氣口機(jī)構(gòu)包括由疏水性的透氣性膜制成的排氣口蓋213。排氣口蓋材料的例子包括多微孔聚丙烯、多微孔聚乙烯、多微孔PTFE、多微孔FEP、多微孔含氟聚合物、以及它們的混合物和共聚物(例如參見(jiàn)2005年9月27日授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.6，949，310(J.Phillips)"LeakProofPressureReliefValveforSecondaryBatteries",出于所有目的將該專(zhuān)利申請(qǐng)通過(guò)引用并入本文)。該材料應(yīng)能經(jīng)受住高溫。在某些實(shí)施方案中，疏水性的透氣性膜可以與曲折的氣體逃逸通道結(jié)合使用。其它電池排氣口機(jī)構(gòu)是現(xiàn)有技術(shù)中已知的，并且適用于本發(fā)明。在某些實(shí)施方案中，選擇電池的構(gòu)造材料以提供氫氣放出的22區(qū)域。例如，電池帽體或墊圈可以由可透氫氣的聚合物材料制成。在一個(gè)特定實(shí)施例中，電池帽體的外部環(huán)形區(qū)域由可透氫氣的材料例如丙烯酸塑料或一種或多種上面列出的聚合物制成。在這樣的實(shí)施方案中，僅實(shí)際端子(提供在帽體的中心并且被可透氫氣的材料包圍)需要是導(dǎo)電的。放電倍率放電倍率可以定義為電流密度，例如安培/鋅電極表面積。高放電倍率可以為至少約o.oiA/cm'的鋅電極表面(例如約0.01-0.4A/cm2的典型放電倍率)。這些應(yīng)該與用于"低倍率"和"中倍率"的用途的電池形成對(duì)比，其典型需要以大約0.001-0.01A/cm2的平均倍率放電。低倍率放電應(yīng)用的例子包括一些消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品應(yīng)用和電力公司的負(fù)載穩(wěn)定。在高倍率放電的特定實(shí)施例中，1.5安培-小時(shí)鎳鋅電池以至少約10A的倍率》文電，例如約10-60A。通常使用放電倍率的其它量度。例如，電池的"C"值表示在1小時(shí)內(nèi)電池的額定容量完全放電所處的放電速率。顯然，該量度取決于電池的額定容量。對(duì)于具有2Ah額定容量的亞C電池形式的鎳鋅電池，高倍率應(yīng)用可以使電池以20A或IOC放電。低倍率和中倍率放電可以表征為約1-3C。應(yīng)理解，電池的給定放電可以使用多個(gè)高倍率過(guò)程，一些大于另外一些。可以將電池設(shè)計(jì)成最大放電倍率例如，可對(duì)應(yīng)于圓鋸運(yùn)行的亞C電池為約20A。然而，這樣的電池然后可以放置在鉆孔機(jī)或往復(fù)式鋸中，其以較低倍率放電；例如約10A并然后放置在圓鋸中且以20A放電。這種均可發(fā)生于從完全充電到完全放電狀態(tài)的單個(gè)放電循環(huán)過(guò)程中。因此，應(yīng)該理解，當(dāng)本文描述低放電倍率和中放電倍率及應(yīng)用時(shí)，這未必意味著在整個(gè)放電過(guò)程中維持低放電倍率或中等放電倍率。本發(fā)明的某些實(shí)施方案在配置于低倍率和中倍率應(yīng)用例如草坪用工具和消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品等內(nèi)的鎳鋅電池中使用鋅集流體。本發(fā)明的其它實(shí)施方案在配置于高倍率應(yīng)用例如圓鋸內(nèi)的鎳鋅電池中使用鋅集流體。當(dāng)然，應(yīng)理解，本發(fā)明的實(shí)施方案可以用于混合倍率應(yīng)用，例如中到高倍率如在相同的充電周期內(nèi)于草沖用工具中并然后于圓鋸中使用該電池。電極-分隔體夾層結(jié)構(gòu)圖3A說(shuō)明了負(fù)電極的層。負(fù)電極包括電化學(xué)活性層301和集流體303。如所示，電化學(xué)活性層301附著到集流體303的兩側(cè)上。在一些實(shí)施方案中，活性層301可以在集流體303的僅一側(cè)上。圖3B圖解了在巻繞之前負(fù)電極-分隔體-正電極夾層結(jié)構(gòu)中的各個(gè)層。分隔體305將負(fù)電極(部件301和303)與正電極(部件307和309)機(jī)械地分隔開(kāi)，同時(shí)允許在電極和電解質(zhì)之間發(fā)生離子交換。鋅負(fù)電極的電化學(xué)活性層301典型地包括氧化鋅和/或鋅金屬作為電化學(xué)活性材料。層301還可以包括其它的添加劑或電化學(xué)活性化合物例如鋅酸鉀、氧化鉍、氧化鋁、氧化銦、羥乙基纖維素和分散劑。集流體303應(yīng)與負(fù)電極材料301電化學(xué)相容。如上所述，集流體可具有如下結(jié)構(gòu)穿孔的金屬片、金屬板網(wǎng)、金屬泡沫或圖案化的連續(xù)金屬片。與分隔體305另一側(cè)上的負(fù)電極相對(duì)的是正電極。正電極還包括電化學(xué)活性層307和集流體309。正電極的層307可包括氫氧化鎳、氧化鎳、和/或羥基氧化鎳作為電化學(xué)活性材料。添加劑可以包括氧化鋅和氧化鈷或鈷金屬。集流體309可以是鎳金屬泡沫基質(zhì)或鎳金屬片。注意，如果使用鎳泡沫基質(zhì)，則層307將被吸收入基質(zhì)中。鋅金屬基集流體如上文所討論的，使用鋅金屬基集流體具有在可再充電鎳鋅電池中以前沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)和功能。發(fā)現(xiàn)使用鋅金屬基集流體降低了中到高放電倍率應(yīng)用中的容量衰減。如上文所討論的，低倍率和中倍率應(yīng)用對(duì)于亞C電池是約1-3C的那些，高倍率可以為高至10C，或高至20C?？删推渌叽珉姵貥?biāo)定這些倍率級(jí)別。隨電池或蓄電池循環(huán)的容量衰減的降低有效地提高了電池的循環(huán)壽命。例如，電池在其容量降低到小于額定容量的80%之前可更多次地進(jìn)行充和電放電。不意欲受該理論束縛，認(rèn)為鋅集流體可以提供鋅金屬的儲(chǔ)備以在充電和放電期間延遲鋅極限(limitation)的開(kāi)始或者促進(jìn)電化學(xué)活性材料的更加均勻的轉(zhuǎn)變。集流體上沒(méi)有鋅金屬時(shí)，在負(fù)電極處的電化學(xué)活性材料可不均勻地反應(yīng)，導(dǎo)致反應(yīng)物濃度差隨時(shí)間增大。當(dāng)電化學(xué)活性材料中的局部鋅被耗盡時(shí)達(dá)到鋅極限。在較低的鋅濃度下，局部電流密度增加。較高的局部電流密度可產(chǎn)生額外的熱，導(dǎo)致可溶性鋅酸鹽材料的較大溶解度和遷移率，這可促進(jìn)負(fù)電極隨充放電循環(huán)的較大劣化。集流體上有鋅金屬時(shí)，可以溶解另外的鋅以便在其耗盡時(shí)提高局部鋅濃度，使反應(yīng)更均勻。基材中可以與鋅一起使用的金屬的例子包括銅、錫、鉛、銦、鋼(例如不銹鋼)、鈦、鋁、鉍、銀、這些的合金(例如黃銅)等。在某些實(shí)施方案中，這些附加金屬可以充當(dāng)基礎(chǔ)/芯層或者基材中的其它單獨(dú)組分使得基材包括一些鋅或鋅合金區(qū)域以及其它材料的其它區(qū)域。在一個(gè)例子中，鋅和其它材料在基材內(nèi)形成分離的同延(co-extensive)和共面層。涂覆鋅的基礎(chǔ)金屬可為這一類(lèi)。作為替代的構(gòu)造可以是涂覆鋅的基材，使得在過(guò)度負(fù)電極極化期間如果表面膜溶解則可以獲得活性鋅。多層疊層將為另一種類(lèi)。在其它實(shí)施例中，附加材料和鋅在基材的面上不是同延的。例如，兩種材料可以在基材上形成分離的縱向帶。如所指出，還可以使用各種非鋅材料的合金。某些實(shí)施方案使用銅合金例如黃銅或青銅。在其它實(shí)施方案中，基材的非鋅部件由純錫或錫合金例如錫鉛合金制成。在某些實(shí)施方案中，可以使用具有均質(zhì)組成的基材。這樣的基材將由鋅金屬或鋅合金制成。在一個(gè)實(shí)施例中，鎳鋅電池使用鋅箔、鋅金屬片、鋅板、鋅網(wǎng)或鋅泡沫作為負(fù)電極基材。鋅箔、板或片可以包括多個(gè)通孔以提高與活性糊料的結(jié)合。換言之，鋅箔可以是穿孔的。在其它實(shí)施方案中，鋅基材是連續(xù)的例如是單片的(monolithic)。鋅網(wǎng)可以是織造、多孔、光化學(xué)蝕刻或電鑄的。鋅泡沫可以是由包含大體積分?jǐn)?shù)的充氣孔隙的固體鋅構(gòu)成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)或泡沫可以具有約50-98%的空隙比。鋅合金可以用于多種類(lèi)型的集流體，即均質(zhì)的鋅集流體和異質(zhì)的鋅-其它金屬集流體。對(duì)于任一類(lèi)型，合適的合金化元素包括例如銅、錫、鉛、銦、鈦、鋁、鉍、銀等中的一種或多種。優(yōu)選地，鋅合金含有至少約50%鋅、或至少約75%鋅、或至少約85%鋅、或至少約90%鋅、或至少約95%鋅，所有組分以原子％計(jì)。發(fā)現(xiàn)鋅的某些合金在充電和放電期間對(duì)參與鋅電化學(xué)反應(yīng)具有相對(duì)抵抗性。合金的例子是Zn(99.5)/Bi/Pb。其它合金例如含有錫和/或銦的那些合金對(duì)電化學(xué)反應(yīng)也可以具有較大抵抗性。這樣的合金的例子可以為Zn(99.5%)/In/Bi。如果集流體含有(全部或部分)涂有鋅合金的芯金屬層，則這樣的結(jié)構(gòu)可以使用各種不同技術(shù)制造。如果使用常規(guī)的包覆方法，則包覆材料可以是具有所需組成的預(yù)制鋅合金。如果使用電鍍方法，則鍍覆浴液可以使用鋅離子以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的合適比例的合金化元素(例如銦和鉛)的離子。與所用的鋅基集流體的類(lèi)型無(wú)關(guān)，得到的集流體結(jié)構(gòu)可具有許多不同的物理結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)施方案中，它以連續(xù)的平滑箔的形式提供。在某些實(shí)施方案中，它可以被穿孔。它可以被穿有圓形或橢圓形或矩形或其它幾何形狀的孔。在一些情形中，可將它的表面圖案化或者粗糙化以允許與電化學(xué)活性層的較好物理接觸。在某些實(shí)施方案中，鋅集流體可以是厚度例如為約2-20密耳的金屬板網(wǎng)。在其它實(shí)施方案中，鋅集流體可以是厚度例如為約15-60密耳的泡沫材料。應(yīng)銘記，暴露的鋅表面可以鈍化并且形成氧化鋅膜。在集流體需要電連接至其它電池部件時(shí)；例如，如圖1中所描述的實(shí)施方案中在集流體和收集盤(pán)之間，該鈍化膜可能成為問(wèn)題。解決該問(wèn)題的一個(gè)方法是使用具有非鋅部件的集流體結(jié)構(gòu)，所述非鋅部件用于與(一個(gè)或多個(gè))其它電池部件結(jié)合。例如，涂覆鋅的芯金屬可以用作集流體。或者可以將非鋅的金屬帶貼附到集流體的結(jié)合邊緣。非鋅的結(jié)合金屬可以是銅、黃銅錫或者可能是涂有這些材料的鋼或可形成鈍化膜的其它金屬，其自由連接到例如集流盤(pán)。在一個(gè)實(shí)施方案中，芯金屬鍍有26或以其它方式涂有鋅金屬或鋅金屬合金以形成集流體巻。隨后，在制造過(guò)程期間，可以將該集流體巻切割成幾段(各自充當(dāng)單獨(dú)電池的負(fù)電極用基材)。切口邊緣將使芯金屬暴露，使得金屬集流盤(pán)可以連接到暴露的芯金屬。在另一個(gè)實(shí)施方案中，芯金屬的僅僅一部分鍍有鋅或鋅基金屬。然后可以使用未鍍覆的部分用以電連接到金屬接頭。應(yīng)注意，可以通過(guò)多種方法中的任一種例如鍍覆、浸入熔融金屬中、層疊等將鋅涂覆在集流體的基礎(chǔ)金屬或芯金屬上。在特定的實(shí)施方案中，負(fù)集流體是涂覆有鋅或鋅合金達(dá)約0.0005-0.002英寸厚度的銅或銅合金。在某些實(shí)施方案中，涂覆鋅的金屬層按如下方式進(jìn)行處理使鋅材料混;物。"在一些情形中，該:理將使涂2被完全消耗Z否則就^合到基礎(chǔ)金屬內(nèi)。在其它情形中，基礎(chǔ)金屬將完全結(jié)合到涂層內(nèi)。在其它情形中，至少一些基礎(chǔ)金屬將保持完好，如同一些涂層材料那樣。例如，這樣的基材的橫截面可以包括基礎(chǔ)金屬芯、直接包圍基礎(chǔ)金屬的合金和在該合金外部的鋅涂層材料。涂層材料將存在于電流集取基材的外表面。在特定的實(shí)施方案中，內(nèi)部基礎(chǔ)金屬是銅或黃銅，中間合金是鋅-銅合金(例如高鋅含量黃銅)，涂層材料是鋅或鋅合金。在一些情形中，中間合金或混合物具有漸變的組成分布。例如，如果基礎(chǔ)金屬是銅，則該組成可以從接近涂層的相對(duì)高鋅含量的黃銅變化到接近基礎(chǔ)金屬的相對(duì)高銅含量的黃銅。在基礎(chǔ)金屬的邊緣處形成合金或漸變組合物的處理可以是加熱或退火方法(例如在限定的溫度下暴露于熱能并持續(xù)規(guī)定時(shí)間段)。可以使用的其它方法包括離子注入處理、等離子體處理等。這樣的方法可以單獨(dú)或彼此組合或者與加熱步驟結(jié)合使用。在一些實(shí)施方案中，可以通過(guò)包覆方法向芯金屬加入鋅或鋅基金屬。以外，鋅或鋅基金屬可以不覆蓋整個(gè)芯金屬片。然后可以將暴露部分用于電連接。在一些情形中，可以?xún)H使用少量鋅。鋅鍍覆或包覆材料可以多至集流體總厚度的25-50%。使用鍍覆或包覆鋅或鋅金屬的集流體還防止了鋅參與電化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的困難。對(duì)于在集流體上的鍍覆或包覆的鋅通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)緩慢溶解的情形，芯金屬將保持傳導(dǎo)電流并且電池不失效。認(rèn)為在集流體上使用鋅可以將電池壽命提高多達(dá)50-100%。換言之，如果基于平均，觀測(cè)到使用銅集流體的鎳鋅電池在它們的容量衰減到低于額定容量的80%之前循環(huán)了200次，而基于平均和在相同循環(huán)條件下，使用鋅集流體的相同電池在它們的容量衰減到低于80%之前循環(huán)多達(dá)400次。根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面，具有圖1中總體描述的構(gòu)造并且使用鋅集流體的亞C圓柱形鎳鋅電池在它們的容量降低到低于它們的初始額定容量的80%(以1C放電)之前可循環(huán)至少約300次。電池的循環(huán)壽命可受電極的電子電導(dǎo)率與電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率之比的影響。改進(jìn)的負(fù)電極電導(dǎo)率促進(jìn)遠(yuǎn)離集流體的鋅的利用。合適的高電導(dǎo)率負(fù)電極組合物的一個(gè)例子是約12重量％鋅合金、5-10重量％氧化鉍和81-76重量％氧化鋅。其余材料由粘合劑和小百分?jǐn)?shù)的抗腐蝕添力口劑構(gòu)成。實(shí)施例和數(shù)據(jù)進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)。在兩組中，使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的電流集取基材構(gòu)造電池并且將其與使用銅或黃銅集流體構(gòu)造的電池進(jìn)行對(duì)比。對(duì)電池進(jìn)行各種測(cè)試。在每種情形中，將電池進(jìn)行多個(gè)循環(huán)的充電和放電并且在完全充電后測(cè)量和繪制其容量。在第一組中，以高倍率制度對(duì)電池進(jìn)行充電/放電。如前面所提示，高倍率放電可以為至多10C(或?qū)τ?Ah電池為20A)。在該測(cè)試中，將電池以12A進(jìn)行充放電。用具有各種純度的穿孔鋅金屬板作為集流體構(gòu)造第一實(shí)驗(yàn)組中的電池。特別地，制造并且測(cè)試具有98.5%、98,7%、99.5%和99.95%(以原子計(jì))鋅的穿孔鋅板。使用具有50%氧化鋅、20%鋅酸鈣、3.0%氧化鋇、1.5%氧化鉍、1.0%氧化銦、1.5%氧化鉛、3.0%鋅、1.0%鎘和少量水基粘合劑的電化學(xué)活性層構(gòu)造負(fù)電極。通過(guò)輥壓鋅錠由其制造集流體。所述鋅錠符合中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T470-1997或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO752-1981(E)。制造5批電池，它們包括銅集流體(對(duì)照組)以及鋅金屬為98.5%、98.7%、99.5%和99.95%(以原子計(jì))鋅的集流體。測(cè)試每批中10個(gè)電池。對(duì)于每一個(gè)電池，測(cè)量初始充電后的初始容量。然后以12A將電池放電，并完全再充電。測(cè)量和繪制每次再充電后的容量。下表包括每個(gè)批次在80、160、240和300次循環(huán)后的平均容量數(shù)據(jù)。表1.<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>對(duì)比表1中所示的結(jié)果以及各個(gè)圖4-8，可看出由具有大于或等于98.5%的鋅含量的電流集取基材制成的鋅鎳電池均具有高于1770mAh的初始容量，該容量大于對(duì)照樣品的初始容量即1650mAh;并且在這些鋅鎳電池的80次循環(huán)、160次循環(huán)、240次循環(huán)和300次循環(huán)后的容量分別高于對(duì)照樣品的初始容量。另一個(gè)顯著趨勢(shì)是性能隨基材中鋅含量的提高而提高。隨鋅濃度提高，在從初始循環(huán)到循環(huán)數(shù)為300的所有循環(huán)中容量均提高。此外，隨循環(huán)壽命的容量降低百分?jǐn)?shù)減小。如上文所述，預(yù)期到隨循環(huán)壽命的一些容量降低，并且當(dāng)容量變?yōu)轭~定容量的80%時(shí)認(rèn)為電池失效。雖然初始容量并非必須與額定容量相同，但相對(duì)于初始容量的容量比例給出了電池的有效循環(huán)壽命的一些指示。在循環(huán)數(shù)為300時(shí)，該比例隨鋅濃度提高而提高。因此，由具有較高鋅濃度的電流集取基材制成的電池關(guān)于循環(huán)數(shù)更有可能持續(xù)得較長(zhǎng)。由表1中和圖4-8的數(shù)據(jù)的合理解釋暗示著更加高的鋅濃度可獲得具有更加好性能的電池。例如，在集流體鋅濃度為99.99%和99.995%時(shí)可望具有優(yōu)異的電池性能。在第二組實(shí)驗(yàn)中，對(duì)用電流集取基材構(gòu)造的電池進(jìn)行充電和放電，所述基材使用各種鋅基電流集取基材制成。該第二組實(shí)驗(yàn)中的放電電流為1.6-6A不等，其對(duì)于這些電池是處于中倍率放電制度。圖9表示兩個(gè)Cs(亞C)鎳鋅電化學(xué)電池在350次循環(huán)中的循環(huán)行為。負(fù)電極基材是具有小于0.5%雜質(zhì)的穿孔鋅箔。放電電流為1.6-6A不等。使用恒定電流/恒定電壓制度完成充電，達(dá)到1.9V的最大電壓，或100%。在350次循環(huán)后，保留的容量為原始的90%。圖IO是另一個(gè)循環(huán)行為圖。放電電流也為1.6-6A不等并且使用類(lèi)似于圖9的第1實(shí)施例的恒定電流/恒定電壓方法完成電池的充電。在該情形中，負(fù)電極基材是0.003英寸厚的穿孔銅箔，該箔涂有0.001英寸厚的鋅/銦鍍層。有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)基本上類(lèi)似于前面實(shí)施例中的那些。在200次循環(huán)后，該電池釋放初始容量的約78%。圖11顯示了在與圖IO相同的制度下循環(huán)的"對(duì)照"電池的容量變化。在該情形中，負(fù)基材是鍍有0.004英寸厚的銅箔的穿孔錫。經(jīng)過(guò)200次循環(huán)保留的容量?jī)H為原始容量的72%。在集流體上具有提高的鋅含量的圖9和圖10中的測(cè)試電池比圖11的對(duì)照電池釋放更多能量并且在電池壽命中保持更多容量。圖9和圖10的測(cè)試電池的結(jié)果對(duì)比顯示穿孔的高純度鋅箔實(shí)施方案比涂有鋅/銦的銅箔表現(xiàn)得更好。所有測(cè)試電池均用具有80-85°/。ZnO和15-20%Zn組成的涂布鋅負(fù)電極制成。在各種情形中糊料栽體是0.003-0.004英寸厚的穿孔材料。在所有情形中分隔體系統(tǒng)是2層25ia微孔膜以及NKK提供的PVA和纖維素的芯吸層(wickinglayer)。通過(guò)預(yù)摻有非離子表面活性劑使聚丙烯多微孔膜可潤(rùn)濕。電解質(zhì)是8.5M鉀、鈉和鋰的氫氧化物的混合物，該混合物含有1.2M硼酸和約1.2重量％氟化鉀。雖然本發(fā)明使用鎳鋅電池作為例子進(jìn)行了描述，但本發(fā)明不受限于此。在許多使用鋅電極的電池的任何當(dāng)中均可以使用本發(fā)明的鋅基基材集流體。這些包括例如鋅空氣電池、銀鋅電池和鋅二氧化錳電池。權(quán)利要求1.鎳鋅電池，該電池包含(a)負(fù)電極層，該負(fù)電極層包含與氧化鋅基電化學(xué)活性層聯(lián)合的金屬性鋅基電流集取基材；(b)包含鎳的正電極層；(c)將所述正電極層和負(fù)電極層隔開(kāi)的分隔體層；和(d)電解質(zhì)。2.權(quán)利要求1的電池，其中所述金屬性鋅基電流集取基材包含鋅合金，該鋅合金包含80-100原子％的鋅。3.權(quán)利要求1的電池，其中所述金屬性鋅基電流集取基材包含鋅合金，該鋅合金包含95-100原子％的鋅。4.權(quán)利要求1的電池，其中所述金屬性鋅基電流集取基材包含鋅合金，該鋅合金包含98.5-99.95原子的°/。鋅。5.權(quán)利要求1的電池，其中所述金屬性鋅基電流集取基材包含鋅合金，該鋅合金包含95-100原子％的鋅，以及鉍和鉛。6.權(quán)利要求1的電池，其中所述金屬性鋅基電流集取基材包含連續(xù)金屬片、穿孔金屬片或金屬板網(wǎng)。7.權(quán)利要求1的電池，其中所述金屬性鋅基電流集取基材是具有通孔的鋅帶。8.權(quán)利要求1的電池，其中所述金屬性鋅基電流集取基材是鋅網(wǎng)。9.權(quán)利要求6的電池，其中金屬性鋅基連續(xù)金屬片是2-5密耳厚。10.權(quán)利要求1的電池，其中所述金屬性鋅基電流集取基材包含第一芯金屬片和在該第一芯金屬片的全部或部分上的鋅鍍層或覆層。11.權(quán)利要求10的電池，其中所述第一芯金屬片是鋼、銅、錫或黃銅。12.權(quán)利要求10的電池，其中所述第一芯金屬片的一部分沒(méi)有被鍍覆并且用于電接觸到集流盤(pán)。13.權(quán)利要求10的電池，其中集流體總厚度為2-6密耳。14.權(quán)利要求l的電池，其中負(fù)電極片、分隔體和正電極彼此密切接觸。15.權(quán)利要求14的電池，其中所述負(fù)電極片、分隔體和正電極是螺旋巻繞的。16.權(quán)利要求15的電池，其中所述電池具有總體圓柱形構(gòu)造。17.權(quán)利要求1的電池，其中所述電解質(zhì)以受限的量存在使得電池以貧液方式工作。18.鎳鋅電池中的負(fù)電極，該負(fù)電極包含(a)金屬性鋅基電流集取基材；和(b)附著到所述基材的負(fù)電化學(xué)活性層，其中所述電流集取基材是金屬鋅板或金屬鋅網(wǎng)。19.權(quán)利要求18的負(fù)電極，其中所述電流集取基材由98.5-99.95原子％的鋅構(gòu)成。20.權(quán)利要求18的負(fù)電極，其中所述電流集取基材是穿孔的鋅箔。全文摘要鎳鋅電池包括金屬性鋅基電流集取基材作為負(fù)電極的一部分。該金屬性鋅基集流體可以由鋅金屬或鋅合金材料制成或者涂有鋅金屬或鋅合金材料，并且可以是箔、穿孔或多孔的材料。包括該鋅基集流體的電池表現(xiàn)出良好的循環(huán)壽命和初始充電性能。文檔編號(hào)H01M4/42GK101632188SQ200880007975公開(kāi)日2010年1月20日申請(qǐng)日期2008年2月8日優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日發(fā)明者C·堯,F·馮,J·菲利普斯,J·趙,L·尤澤爾,R·J·馬,S·默翰塔,Z·M·芒塔瑟,范正剛申請(qǐng)人:鮑爾熱尼系統(tǒng)公司