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公開番号2025168363
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-07
出願番号2025134321,2023092389
出願日2025-08-12,2020-01-23
発明の名称増加酸化亜鉛レベルを含むアルカリ電気化学電池
出願人エナジャイザーブランズリミテッドライアビリティカンパニー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 6/08 20060101AFI20251030BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】アルカリ電気化学電池を提供する。
【解決手段】亜鉛電極上への酸化亜鉛不動態化層の形成を緩慢にするために溶解酸化亜鉛又は水酸化亜鉛が少なくとも自由電解質溶液に含められた及び/又は固体酸化亜鉛又は水酸化亜鉛がアノードに含められたアルカリ電気化学電池を提供する。そのような電池を調製する方法も提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アルカリ電気化学電池であって、
ａ）容器、及び
ｂ）前記容器内に配置され、かつカソードと、アノードと、該カソードと該アノードの間に位置付けられたセパレータと、自由電解質溶液とを含む電極アセンブリ、
を含み、
前記アノードは、１）固体亜鉛、及び２）固体酸化亜鉛又は固体水酸化亜鉛を含み、前記自由電解質溶液は、溶解酸化亜鉛又は溶解水酸化亜鉛を含む、
ことを特徴とする電池。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記アノードは、固体酸化亜鉛を含み、前記自由電解質溶液は、溶解酸化亜鉛を含むことを特徴とする請求項１に記載のアルカリ電気化学電池。
【請求項３】
前記自由電解質溶液は、２．０重量パーセントよりも多い量の溶解酸化亜鉛を含むことを特徴とする請求項２に記載のアルカリ電気化学電池。
【請求項４】
前記自由電解質溶液は、約４．０～６．５重量パーセントの量で溶解酸化亜鉛を含むことを特徴とする請求項３に記載のアルカリ電気化学電池。
【請求項５】
前記アノードは、ゲル状電解質を含み、該ゲル状電解質は、ゲル化剤を第１の水性アルカリ電解質溶液と組み合わせることによって調製され、該第１の水性アルカリ電解質溶液は、アルカリ金属水酸化物電解質及び溶解酸化亜鉛を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のアルカリ電気化学電池。
【請求項６】
前記第１の水性アルカリ電解質溶液は、≧２．５、≧２．６、≧２．７、≧２．８、≧２．９、≧３．０、≧３．１、≧３．２、≧３．３、≧３．４、≧３．５、≧３．６、≧３．７、≧３．８、≧３．９、又は≧４．０重量パーセントの量で溶解酸化亜鉛を含むことを特徴とする請求項５に記載のアルカリ電気化学電池。
【請求項７】
前記第１の水性アルカリ電解質溶液は、約２．７～３．３重量パーセントの量で溶解酸化亜鉛を含むことを特徴とする請求項６に記載のアルカリ電気化学電池。
【請求項８】
前記カソードは、第２の水性アルカリ電解質溶液を含み、該第２の水性アルカリ電解質溶液は、アルカリ金属水酸化物電解質及び溶解酸化亜鉛を含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアルカリ電気化学電池。
【請求項９】
前記第２の水性アルカリ電解質溶液は、≧２．５、≧２．６、≧２．７、≧２．８、≧２．９、≧３．０、≧３．１、≧３．２、≧３．３、≧３．４、≧３．５、≧３．６、≧３．７、≧３．８、≧３．９、又は≧４．０重量パーセントの量で溶解酸化亜鉛を含むことを特徴とする請求項８に記載のアルカリ電気化学電池。
【請求項１０】
前記第２の水性アルカリ電解質溶液は、約２．５～４．０重量パーセント又は約２．７～３．３重量パーセントの量で溶解酸化亜鉛を含むことを特徴とする請求項９に記載のアルカリ電気化学電池。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
この出願は、これにより引用によってその内容が全体的に組み込まれる２０１９年１月２３日出願の米国仮特許出願第６２／７９５，７５０号及び２０１９年１１月５日出願の米国特許出願第１６／６７４，８２８号の利益を主張するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
アルカリ電気化学電池は、ＬＲ６（ＡＡ）、ＬＲ０３（ＡＡＡ）、ＬＲ１４（Ｃ）、及びＬＲ２０（Ｄ）として公知の電池サイズで市販されている。電池は、国際電気化学委員会のような機関によって設定された寸法規格に準拠しなければならない円筒形状を有する。電気化学電池は、広範囲の電気デバイス、例えば、時計、ラジオ、玩具、電子ゲーム、閃光電球ユニットを一般的に含むフィルムカメラ、並びにデジタルカメラを給電するのに消費者によって利用される。そのような電気デバイスは、例えば、低ドレーンから比較的高ドレーンまでのような広範囲の放電条件を保有する。デジタルカメラのような高ドレーンデバイスの使用増加に起因して、製造業者が望ましい高ドレーン放電特質を保有するバッテリを生産することが望ましい。
【０００３】
バッテリの形状及びサイズは多くの場合に固定されるので、バッテリ製造業者は、性能向上をもたらすために電池特性を修正しなければならない。デジタルカメラのような特定デバイスでのバッテリの性能を如何に改善するかという問題に対処する試みは、通常は電池の内部構成に対する変更に関わるものであった。例えば、電池構成は、電池内で利用される活物質の量を増大することによって修正されている。
【０００４】
亜鉛（Ｚｎ）は、活性アノード材料として乾電池バッテリのような電気化学電池に一般的に使用される公知の物質である。電気化学電池の放電中に、亜鉛は、酸化されて酸化亜鉛（ＺｎＯ）を形成する。この酸化亜鉛反応生成物は、不動態化層を形成し、これは、残りの亜鉛の効率的な放電を抑制してバッテリ性能を低減する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態が設計されたのは、上述の電池及び他のそのような電池の限界を克服する目的によるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態は、ａ）容器、及びｂ）容器内に配置され、かつカソードと、アノードと、カソードとアノード間に位置付けられたセパレータと、自由電解質溶液とを含む電極アセンブリを含むアルカリ電気化学電池であり、アノードは、１）固体亜鉛、及び２）固体酸化亜鉛又は固体水酸化亜鉛を含み、自由電解質溶液は、溶解酸化亜鉛又は溶解水酸化亜鉛を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態のアルカリ電気化学電池の断面立面図である。
本明細書に説明する実施形態による対照アノードの写真である。
本明細書に説明する実施形態によるアノードの写真である。
図２Ａの写真の拡大写真である。
図２Ｂの写真の拡大写真である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
ここで、全てではないが一部の実施形態を示す添付図面を参照して様々な実施形態をより完全に以下に説明する。実際に、様々な実施形態は、多くの異なる形態に具現化することができ、かつ本明細書に示す実施形態に限定されるように解釈すべきではなく、むしろこれらの実施形態は、この開示が適用可能な法的要件を満足することになるように提供するものである。類似の番号は、全体を通して類似の要素を参照する。以下の説明では、様々な構成要素を特定の値又はパラメータを有するものとして示す場合があるが、これらの品目は、例示的実施形態として提供するものである。実際に、多くの同等のパラメータ、サイズ、範囲、及び／又は値を実施することができるので、これらの例示的実施形態は、その様々な態様及び概念を限定しない。用語「第１」及び「第２」など、「１次的」、「例示的」、及び「２次的」、などは、いずれの順序、数量、又は重要度も表さず、１つの要素を別のものから区別するのに使用するものである。更に、用語「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その数量が限定されることを表すわけではなく、言及する品目のうちの「少なくとも１つ」の存在を表している。
【０００９】
本明細書に開示する各実施形態が他の開示実施形態の各々に適用可能であることが考えられている。本明細書に説明する様々な要素の全ての組合せ及び部分組合せは、実施形態の範囲内である。
【００１０】
パラメータ範囲を提供する場合に、当該範囲にある全ての整数及び範囲、及びその１０分の１及び１００分の１も本発明の開示の実施形態によって与えられることが理解される。例えば、「５～１０％」は、５％、６％、７％、８％、９％、及び１０％と、５．０％、５．１％、５．２％．．．９．８％、９．９％、及び１０．０％と、５．００％、５．０１％、５．０２％．．．９．９８％、９．９９％、及び１０．００％と、例えば、６～９％、５．１％～９．９％、及び５．０１％～９．９９％とを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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