[發明專利]包含至少一種陰極添加劑的電化學電池的陰極

有效

• 申請號: 201580028531.4
• 申請日: 2015-05-18
• 公開（公告）號: CN106716692B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: A.B.謝勒欣;F.A.巴納巴斯
• 申請（專利權）人: 杜拉塞爾美國經營公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/50;H01M4/52;H01M4/54;H01M6/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 林毅斌;黃念

本發明涉及陰極。所述陰極包含電化學活性陰極材料和至少一種陰極添加劑。所述至少一種陰極添加劑包含頭部基團和至少一個烴尾部基團。所述頭部基團可以包含鍵合到第二p?元素原子的至少一個p?元素原子。所述至少一個p?元素原子具有電負性且所述第二p?元素原子具有電負性。所述至少一個p?元素原子的電負性不同于所述第二p?元素原子的電負性。

技術領域

本發明涉及用于電化學電池的陰極，且更具體而言涉及用于包含至少一種陰極添加劑的電化學電池的陰極。

背景技術

電化學電池(cells或batteries)通常用作電能源。電池含有負極，通常稱為陽極，和正極，通常稱為陰極。陽極含有可以氧化的活性材料。陰極含有可以還原的活性材料。陽極活性材料能夠還原陰極活性材料。分隔物設置于陽極和陰極之間。這些組件布置在通常由金屬制成的罐或外殼中。

當電池用作電子設備中的電能源時，使陽極和陰極電接觸，允許電子流過該設備且允許出現各自的氧化和還原反應以提供電力到電子設備。電解質與陽極和陰極接觸。電解質含有離子，其流過陽極和陰極之間的分隔物以在放電期間保持整個電池的電荷平衡。

愈發需要制造更好適用于給現代電子設備供電的電池，例如玩具、遠程控制、音頻設備、手電筒、數字照相機和外周攝影設備、電子游戲、牙刷、收音機和時鐘。為了滿足這種要求，電池可以包含更高載量的陽極和陰極活性材料以提供提高的容量和使用壽命。然而，電池還具有公共尺寸，例如AA、AAA、AAAA、C和D電池尺寸，其具有固定的外部尺寸和受限的內部體積。 單獨提高活性材料載量以獲得較好表現的電池的能力因此受到限制。

在電池內包含添加劑或添加劑的組合為已被評估的另一個設計特點。例如，添加劑，例如表面活性劑，已包含在電池內以例如提高電池放電性能。然而，在電池內包含添加劑并非沒有問題。由于添加劑在電池的電解質內差的溶解度，該添加劑可以例如以相對高的重量百分數加入，以便提高電池放電性能。添加劑可以提高電解質的表面張力和粘度且阻礙電解質在該陰極的固體結構內擴散。另外，添加劑可以有害地改變該電解質的本體性質，例如降低電解質的離子導電率。此外，添加劑可以通過在該陰極活性材料的表面上吸收而降低電池放電時的運行電壓。

需要提供用于電池的陰極內的至少一種添加劑，其提高在電解質溶液(包括強堿性電解質溶液)內的溶解度；降低電解質表面張力；改進陰極內的電解質吸收；且改進電池的電解質內的傳質。包含至少一種這類添加劑的電池將呈現提高的整體電池放電性能，包括功率容量和使用壽命。

發明內容

在一個實施方案中，本發明涉及陰極。所述陰極包含電化學活性陰極材料和至少一種陰極添加劑。所述至少一種陰極添加劑包含頭部基團和至少一個烴尾部基團。所述頭部基團包含鍵合到第二p-元素原子的至少一個p-元素原子。所述至少一個p-元素原子具有電負性且第二p-元素原子具有電負性。所述至少一個p-元素原子的電負性不同于所述第二p-元素原子的電負性。

在另一實施方案中，本發明涉及電池。所述電池包括外殼；陽極；陰極；在所述陽極和所述陰極之間的分隔物；和電解質。所述陰極包含電化學活性陰極材料和至少一種陰極添加劑。所述至少一種陰極添加劑包含頭部基團和至少一個烴尾部基團。所述頭部基團包含鍵合到第二p-元素原子的至少一個p-元素原子。所述至少一個p-元素原子具有電負性且第二p-元素原子具有電負性。所述至少一個p-元素原子的電負性不同于所述第二p-元素原子的電負性。

附圖簡述

雖然說明書結尾處的權利要求特別指出且清楚地要求保護被認為是形成本發明的主題，但認為從以下描述結合附圖將更好地理解本發明。

圖1為本發明的一次堿性電池的橫截面。

圖2為本發明的包括電壓指示器的一次堿性電池的透視圖。

發明詳述