[发明专利]镍锌可再充电铅笔式电池

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年2月7日提交的、申请号为61/595,955、标 题为“NICKEL-ZINC RECHARGEABLE PENCIL BATTERY” (代理案号为PWRGP038P2)的美国临时专利申请的权益，在此通 过引用将其全部内容合并于此并且用于所有目的。本申请是2010年 10月12日提交的、申请号为12/903,004、标题为“CYLINDRICAL  NICKEL-ZINC CELL WITH POSITIVE CAN”(代理案号为 PWRGP041)的美国专利申请的部分继续申请，其要求2009年10 月13日提交的、申请号为61/251,222、标题为“CYLINDRICAL  NICKEL-ZINC CELL WITH POSITIVE CAN”(代理案号为 PWRGP041P)的美国临时专利申请的权益，在此通过引用将它们的 全部内容合并于此并且用于所有目的。

背景技术

本公开关于镍锌电池。更具体地说，关于用于镍锌可再充电电 池的组成、构造和制造方法。

近来的经济趋势表明对高功率和高能量密度可再充电电池的需 要，尤其对于诸如电动车辆和电动工具的应用。经济趋势还表明对廉 价、快速充电的可再充电电池的需要。采用氢氧化镍正电极和锌基负 电极的某些水性电池满足这些需要。

镍锌电池的组成和制造方法影响它们的商业成功。需要降低成 本并且简化制造工艺以生产适用于电动车辆(EV)、插入式混合动 力电动车辆(PHEV)、消费性电子产品以及其它应用的镍锌电池。

发明内容

在一个方面中，此处实施例关于可再充电铅笔式电池，其特征 在于：包括氢氧化镍的空心圆柱形正电极；包括锌金属和锌化合物中 的至少一个的胶凝负电极；插入在空心圆柱形正电极与胶凝负电极之 间的隔离物；胶凝负电极中的负电极集流器；容纳圆柱形正电极、胶 凝负电极、隔离物和负电极集流器的电池罐，其中电池罐包括开口的 第一端部和第二端部；以及固定至电池罐的第二端部的正极盖。在一 些实施例中，可再充电电池的长度与可再充电电池的直径的比率为至 少约1.5：1，以及在某些实施例中为约2：1与约20：1之间，约 1.5:1与10：1之间或者约1.5：1与5：1之间。在某些实施例中，电 池直径在约5mm与约100mm之间。在一些实施例中，电池长度与 电池直径的比率大于约5：1并且直径在约10mm与100mm之间。 在其它实施例中，电池长度与电池直径的比率大于约5.5：1并且直 径在约10mm与50mm之间。该方面的电池比典型市场上可买到的 电池长，然而，此处的实施例还包括商业尺寸的电池，例如AAAA、 AAA、AA、C、D、次C等等。在一些实现中，圆柱形正电极的空 心直径与电池直径的比率为约0.4-0.95之间(例如，约0.5-0.9之 间、约0.6-0.85之间或者约0.6-0.7之间)。

在一些实现中，空心圆柱形正电极是多个堆叠的环形片。在某 些实例中，空心圆柱形正电极可以包括氢氧化镍和钴金属和/或钴化 合物，并且它可以包括第一导电剂。第一导电剂可以包括镍、碳、导 电聚合物和导电陶瓷中的至少一个。在某些实施例中，第一导电剂采 用粉末、泡沫、纤维或者它们的组合的形式。空心圆柱形正电极可以 包括粘结剂，并且在一些实施例中，粘结剂可以包括聚四氟乙烯 (PTFE)、纤维素、羧甲基纤维素(CMC)和羟丙甲纤维素 (HPMC)。进一步地，空心圆柱形正电极可以包括冲洗剂，并且在 某些实施例中，冲洗剂包括氧化铝、纤维素和亲水材料中的至少一 个。在一些实施例中，空心圆柱形正电极的环(即，环的外部半径与 内部半径之间的差)的厚度为约1.5-2.5mm之间，或者约2.1-2.5mm 之间。