(57)【要約】本発明は、シールにより相互に絶縁されたセル・カップとセル蓋体とを含む、ハウジング内に配置された正電極、負電極およびセパレータを有する電気化学素子を記述する。前記電気化学素子は特に、好ましくはタブレットの形状の、自己支持構造を有する加圧成形体として存在する負電極を有すること、および／または、前記セル・カップの内壁部に沿い該セル・カップの底部まで延在するシールを有することを特徴とする。本発明はまた、このような電気化学素子の負電極としての使用に適した加圧成形体であって、水素吸蔵合金、および、場合により、少なくとも一種類の疎水性で非水溶性のポリマーおよび／または少なくとも一種類の導電性助剤を含む加圧成形体を記述する。前記加圧成形体は5.0g／cm3と7.5g／cm3との間の密度を有することを特徴とする。
2010518589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールにより相互に絶縁されたセル・カップとセル蓋体とを含むハウジング内に配置された、正電極、負電極およびセパレータを有する電気化学素子であって、前記負電極が、好ましくはタブレットの形状の、自己支持構造を有する加圧成形体として存在することを特徴とする電気化学素子。
【請求項２】
前記負電極が、40kN／cm2〜120kN／cm2、特に40kN／cm2〜100kN／cm2の範囲の圧力にて圧密化された粉体を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気化学素子。
【請求項３】
前記負電極が、5.0g／cm3〜7.5g／cm3、特に5.0g／cm3〜6.5g／cm3の範囲の密度を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気化学素子。
【請求項４】
前記負電極が、活物質として水素吸蔵合金を含むことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項５】
前記水素吸蔵合金がAB5合金であることを特徴とする請求項４に記載の電気化学素子。
【請求項６】
前記水素吸蔵合金が、0.1μm〜100μm、好ましくは10μm〜50μmの範囲の平均粒子寸法を有する粒子形態で存在することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電気化学素子。
【請求項７】
前記負電極が、少なくとも一種類の疎水性で非水溶性のポリマーを含むことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項８】
前記の少なくとも一種類のポリマーが、ポリオレフィン、特にハロゲン化ポリオレフィン、特に好ましくはポリハロオレフィンであることを特徴とする請求項７に記載の電気化学素子。
【請求項９】
前記の少なくとも一種類のポリマーが、フッ素化もしくは過フッ素化ポリマー、特にPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)および／またはPCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の電気化学素子。
【請求項１０】
前記少なくとも一種類のポリマーが、負電極に、0.1重量％〜5重量％、特に0.5重量％〜3重量％、特に好ましくは0.5重量％〜2重量％の割合で存在することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項１１】
前記少なくとも一種類のポリマーが、0.1μm〜100μm、好ましくは10μm〜50μmの範囲の平均粒子寸法を有する粒子形態で存在することを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項１２】
前記負電極が、少なくとも一種類の導電性助剤、特に、炭素系の好ましくは非晶質の導電性助剤、および、金属性の導電性助剤から成る群からの導電性助剤を含むことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項１３】
前記負電極が、導電性助剤として、少なくとも一種類の金属粉体、特にニッケル粉体を含むことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項１４】
前記負電極が、導電性助剤としてカーボンブラックおよび／またはグラファイトを含むことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項１５】
前記少なくとも一種類の導電性助剤が、前記負電極内に、0.1〜10重量％、特に0.5重量％〜5重量％、特に好ましくは0.5重量％〜3重量％の割合で存在することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項１６】
前記負電極が、0.5体積％〜40体積％、好ましくは0.5体積％〜15体積％、特に5体積％〜10体積％の範囲の細孔含有量を有することを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項１７】
前記正電極の活物質が、導電性支持体内に埋設されていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項１８】
前記導電性支持体が、金属スポンジ、または、金属フェルトであることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項１９】
前記導電性支持体が、少なくとも一種類の金属、特にニッケルを含むことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項２０】
前記正電極が、活物質として、水酸化ニッケルおよび／または水酸化酸化ニッケルを含むことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項２１】
金属ハウジング、特に、ステンレス鋼／ニッケルメッキ鋼で作製されたハウジングを有することを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項２２】
アルカリ電解質を含むことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項２３】
0.15mm未満の厚みを有するセル・カップおよび／またはセル蓋体を有することを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項２４】
前記シールが、前記セル・カップの内壁部に沿い該セル・カップの底部まで延在することを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の、または請求項１の前文にしたがった、電気化学素子。
【請求項２５】
前記シールが、前記セル蓋体の縁部を囲んでいることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項２６】
前記シールが、薄膜シールであることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項２７】
前記シールが、射出成形シールであることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項２８】
ボタン電池の外部寸法を有することを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子。
【請求項２９】
特に先行する請求項のいずれかに記載の電気化学素子内での、負電極としての使用に適した加圧成形体であって、水素吸蔵合金、および、適切であれば、少なくとも一種類の疎水性で非水溶性のポリマーおよび／または少なくとも一種類の導電性助剤を含み、5.0g／cm3〜7.5g／cm3、特に5.0g／cm3〜6.5g／cm3の範囲の密度を有することを特徴とする加圧成形体。
【請求項３０】
前記水素吸蔵合金から成る請求項２９に記載の加圧成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールにより相互に絶縁されたセル・カップとセル蓋体とを含むハウジング内に配置された、正電極、負電極およびセパレータを有する電気化学素子、ならびに、そのような電気化学素子における負電極としての使用に適した加圧成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、多くの分野においては電池および蓄電池のような電気化学素子が使用されている。それらは特に、携帯式の電気器具に対して電気エネルギを供給するために採用される。腕時計および補聴器のような非常に小型の電気器具において、電気化学素子は好適にはボタン電池の形態で使用される。特に、補聴器は電力消費量が非常に大きい。最新式の補聴器においては、“耳の背後式”(bte)のデバイスおよび“耳内”(ite)のデバイスと、聴覚耳道において直接的に使用される耳道デバイスとは区別されている。これらのデバイスの電力消費量は特に、増幅器の出力に依存する。また、更に高価なデバイスはマイクロコンピュータおよびそれに一体化された送信デバイスを付加的に有しており、これらもまた電力が供給されねばならない。
【０００３】
電力消費量が大きいため、補聴器は一般的に、特に大容量を有する電気化学的な亜鉛空気システムの電池により給電される。亜鉛空気ボタン電池は本質的に、(規格IEC60086-2に従う)４通りの異なるサイズで市販されている。補聴器は一般的に、標準サイズの亜鉛空気電池を使用する場合には３日ないし３週間、エネルギが供給され得る。
【０００４】
亜鉛空気電池は再充電可能ではなく、使用後は適切に廃棄されねばならない。しかしこれは問題である、なぜなら、それらは環境に対して導入されるべきでない水銀を約１重量％含むからである。更に、このために補聴器の長期使用は高コストを伴う。この理由により、再充電可能な電池が次第に要求されつつある。これらの中でもニッケル水素電池が特に適切である、なぜなら、それらは亜鉛空気電池と同一の電圧を有すると共に、それらからは高電流を引出すことができるからである。但し、それらは亜鉛空気電池と比較して非常に小さい容量を有する。上述の４つのサイズのニッケル水素電池の最大動作時間は一般的に１日未満なので、それらは非常に頻繁に再充電もしくは交換されねばならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ公開公報第4343435A1号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、特に補聴器用の再充電可能な電池であって、比較可能な公知の電池よりも大きな容量を有する電池を提供することである。これに加え、この電池はまた、優れた循環操作安定性も有すべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１の特徴を有する電気化学素子、ならびに、請求項２９の特徴を有する加圧成形体により達成される。本発明の電気化学素子の好適実施態様は、請求項２乃至２８に示される。本発明の加圧成形体の好適実施態様は、請求項３０に記述される。これに加え、請求項２４の特徴を有する電気化学素子は特に、上記目的の達成に寄与する。これにより、全ての請求項の文言は参照により本記述内に取り入れられる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る電気化学素子および本発明に係る加圧成形体(負電極)の概略的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る電気化学素子は、正電極、負電極およびセパレータを有している。これらは、シールにより相互に絶縁されたセル・カップとセル蓋体とを含むハウジング内に配置される。本発明に係る電気化学素子は特に、自己支持構造を有する加圧成形体として存在する上記負電極により区別される。上記加圧成形体は好適には、タブレットの形状を有する。
【００１０】
タブレットの形態である中実の加圧成形電極は、たとえば、気密様式で閉じられたボタン電池の形態のアルカリ蓄電池が記述された特許文献１から既に知られている。しかしこれまでは、ハウジング内への挿入の前に、上記円板をニッケル・ワイヤ製のバスケット内に設置することが常に必要であった。上記ニッケル・バスケットは電力出力リード線の機能、ならびに、特に支持機能の両方を有する、なぜなら、該先行技術から知られるタブレットの形態である中実の加圧成形電極は、構造的一体性が不十分なので操作の間に崩壊することがあるからである。
【００１１】
対照的に、本発明に係る電気化学素子は特に、自己支持構造を有する負電極、すなわち、その他の場合には通常的であるバスケットなしで設置することができる電極を有する。本発明に従えば、そのように別体的である支持構成要素は必要でなく、配備もされない。
【００１２】
本発明の目的に適した、自己支持構造を有すると共に加圧成形体の形態である電極の作製には、特に、作製の間に該加圧成形体は過剰に圧密化されてはならないという事実による困難さが伴う、なぜなら、過剰に圧密化すると、加圧成形体が十分な電解質を取り込めるようにするには気孔率が小さすぎるようになってしまうからである。他方、圧力が低すぎると、結果的な構造は不安定となる。
【００１３】
本発明に係る電気化学素子の負電極は、好適には、40kN／cm2〜120kN／cm2の範囲の圧力にて圧密化された粉体を含む。この範囲内において、40kN／cm2〜120kN／cm2の範囲の値が更に好適である。
【００１４】
本発明に依れば上記負電極は、5.0g／cm3〜7.5g／cm3、特に5.0g／cm3〜6.5g／cm3の範囲の密度を有することが特に好適である。
【００１５】
上記負電極は好適には、活物質として水素吸蔵合金を含む。すなわち特にAB5合金、すなわちたとえば、ランタンおよびニッケルのような一種類以上の希土類金属を1:5の比率とした合金である。適切であれば、上記水素吸蔵合金は付加的に、添加物として一種類以上の更なる金属を含有し得る。
【００１６】
本発明に係る電気化学素子の負電極の自己支持構造の故に不要となるバスケットを省略する結果、限定された寸法を有する電池ハウジング内には更なる活物質が導入され得る。従って、本発明に係る電気化学素子は比較的大きな容量を有する。
【００１７】
本発明に係る電気化学素子の好適実施態様において上記水素吸蔵合金は、0.1μm〜100μm、好適には10μm〜50μmの範囲の平均粒子寸法を有する粒子形態で存在する。
【００１８】
本発明に係る電気化学素子の負電極は、少なくとも一種類の疎水性で非水溶性のポリマーを含むことが特に好適である。上記少なくとも一種類のポリマーは特に、水素吸蔵合金の粒子同士の相互接触により形成された隙間内に存在し得ると共に、上記合金の表面上に分布し得る。上記少なくとも一種類のポリマーは、上記電極に内に、電解質により湿潤されるとしても僅かな程度しか湿潤され得ない領域を形成し得る。
【００１９】
上記少なくとも一種類のポリマーは、好適にはポリオレフィン、特にハロゲン化ポリオレフィン、特に好適にはポリハロオレフィンである。
【００２０】
別の態様において、上記少なくとも一種類のポリマーは、フッ素化もしくは過フッ素化ポリマー、特にPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)および／またはPCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)であることが好適である。
【００２１】
本発明に係る電気化学素子の負電極において上記少なくとも一種類のポリマーは好適には、0.1重量％〜5重量％、特に0.5重量％〜3重量％、特に好適には0.5重量％〜2重量％の割合で存在する。
【００２２】
上記少なくとも一種類のポリマーは好適には、0.1μm〜100μm、好適には10μm〜50μmの範囲の平均粒子寸法を有する粒子形態で上記負電極内に存在する。
【００２３】
幾つかの好適態様において上記負電極は、少なくとも一種類の導電性助剤、特に、炭素系の好適には非晶質の導電性助剤、および、金属性の導電性助剤から成る群からの導電性助剤を含み得る。
【００２４】
上記負電極は好適には、導電性助剤として、少なくとも一種類の金属粉体、特にニッケル粉体を含む。
【００２５】
更に、上記負電極は導電性助剤としてカーボンブラックおよび／またはグラファイトを含み得る。
【００２６】
上記少なくとも一種類の導電性助剤は好適には上記少なくともひとつの負電極内に、0.1〜10重量％、特に0.5重量％〜5重量％、特に好適には0.5重量％〜3重量％の割合で存在する。
【００２７】
本発明に係る電気化学素子は、上記負電極が、0.5体積％〜40体積％、好適には0.5体積％〜15体積％、特に5体積％〜10体積％の範囲の細孔含有量を有することが特に好適である(対応する体積の電解質が、そのような負電極により取り込まれ得る)。
【００２８】
上記負電極が本質的に排他的に、水素吸蔵合金を加圧成形することで作製された場合、すなわち本質的に、上記負電極が上記少なくとも一種類のポリマーおよび／または上記少なくとも一種類の導電性助剤を含まない場合、該負電極は好適には、25体積％〜40体積％の範囲の細孔含有量を有する。
【００２９】
本発明の電気化学素子の特に好適な実施態様において、この素子は、活物質が導電性支持体内に埋設されている正電極を有する。
【００３０】
活物質が導電性支持体内に埋設されている電極は、上述の特許文献１に包括的に記述されている。
【００３１】
上記導電性支持体は特に、(“発泡金属”としても知られる)金属スポンジ、または、金属フェルトであり得る。特に適切な導電性支持体の特性に関しては、これらが包括的に記述された上記特許文献１を参照されたい。故に、85体積％〜97体積％の範囲、特に約95体積％の細孔含有量を有する金属スポンジが特に好適である。適切な金属スポンジの細孔径は特に、50μm〜500μmの範囲である。
【００３２】
上記導電性支持体は特に好適には、少なくとも一種類の金属、特にニッケルを含む。
【００３３】
特許文献１においては、そのような導電性支持体を使用すると、正電極を包む金属バスケットを省略することが可能であることについて言及されている。したがって、特に好適な実施態様における本発明に係る電気化学素子も、正電極の側において、支持機能および電力出力リード線機能を有する上述の金属バスケットを含まない。加圧成形体として存在する上述の負電極と同様に、上記導電性支持体は、自己支持構造を有すると共に、電力出力リード線の機能も果たす。
【００３４】
上記正電極は、好適には活物質として、たとえば上記導電性支持体内へと均一な水性ペーストとして導入され得る水酸化ニッケルおよび／または水酸化酸化ニッケルを含む。これに加えて上記正電極は、結合剤、および、特に導電性助剤のような添加物を含有し得る。
【００３５】
本発明に係る電気化学素子は好適には、金属ハウジングを有する。ステンレス鋼／ニッケルメッキ鋼で作製されたセル・カップおよび／またはセル蓋体が特に有用である。三金属(３種の金属の層状配置)、特に、銅の内側被覆およびニッケルの外側被覆を有する鋼板で作製されたハウジングも好適に使用され得る。
【００３６】
本発明に係る電気化学素子は好適には、アルカリ電解質を含む。これは、上記ハウジングが閉じられる前に導入され、各電極の細孔を少なくとも部分的に充填する。
【００３７】
更に、本発明に係る電気化学素子は、0.15mm未満の厚みを有するセル・カップおよび／またはセル蓋体を有することが好適である。
【００３８】
そのように薄寸のハウジング構成要素を有する電気化学素子によれば、対応して大きな内部体積、故に、活物質に対する大きな空間が利用可能となる。しかし、そのようなハウジングはまた、電解質の漏出を阻止するために、たとえば過充電時もしくは組立ての間における気体放出の結果として生じることがある圧力にも耐えることができる必要がある。
【００３９】
セル・カップとセル蓋体とを含むハウジングであって、セル・カップの内壁部に沿い該セル・カップの底部まで延在するシールを有するハウジングを有する電気化学素子の場合には、特に高いシール性および特に大きな機械的安定性が得られる。本発明に係る電気化学素子は好適実施態様において、この様に構成されたシールを有し得るが、そのようなシールは基本的に、上述の自己支持構造を有する加圧成形体の形態である負電極を有する電気化学素子のみにおいてのみではなく、該当する形式の全ての電気化学素子において使用され得る。
【００４０】
したがって、本発明は、シールにより相互に絶縁されたセル・カップとセル蓋体とを含むハウジングであって、上記シールが上記セル・カップの内壁部に沿い該セル・カップの底部まで延在するハウジング内に配置された正電極、負電極およびセパレータを有する電気化学素子も提供する。
【００４１】
このような特定的に構成されたシールを有する本発明に係る電気化学素子においては、特にセル・カップおよびセル蓋体の特性に関して自己支持構造を有する加圧成形体の形態の負電極を有する電気化学素子の好適実施態様として上述された全ての特徴を実現することが本質的に可能である。これにより、この点においては対応する記述が参照により明示的に取り入れられる。
【００４２】
先行技術から知られるボタン電池形態の電気化学素子は、セル蓋体とセル・カップとの間に配置され、しばしば上記セル蓋体の縁部の回りに配置されるシールを、一般的に有することから、該シールは電池の内部へと突出する。この場合にセル蓋体およびシールは常に、公知のボタン電池の内部空間を上側区画室および下側区画室へと分割するセパレータの上方に配置される。
【００４３】
これに対し、前述のシールを有する本発明に係る電気化学素子は相当に異なっている。上記正電極と上記負電極との間に配置された上記セパレータは、上記セル・カップもしくは上記セル蓋体に直接接触しない。それは、側部において上記シールに結合する。
【００４４】
本発明に係る電気化学素子の上記シールは好適には、上記セル・カップの内壁部に物理接触すると共に、非常に薄寸である。
【００４５】
好適実施態様において上記シールは、上記セル蓋体の縁部を囲むことから、高い機械的安定性を確実にする。特にそれは、上記セル蓋体の縁部が押し込まれ得る凹所を有し得る。この実施態様において、上記セル蓋体は上記シール上に着座すると共に、該セル蓋体は、特に、たとえば上記セル・カップの縁部を電池内へ圧着するときに生ずる外部圧力の結果として押圧されて上記セパレータを損傷することがあり得ない。
【００４６】
記述された本発明に係る電気化学素子は、薄膜シールもしくは射出成形シールのいずれかを有し得る。しかし、特に、セル・カップの内壁部に沿い該セル・カップの底部まで延在すると共にセル蓋体の縁部を囲むシールを有する上述の電気化学素子の実施態様において、上記シールは特に好適には射出成形されて形状化されたシールである。
【００４７】
冒頭にて述べられたように、本発明の特定の目的は、補聴器に対して容量が最適化された電気化学素子を提供することである。したがって、本発明に係る電気化学素子は好適実施態様において、(規格IEC60086-2に従い)規格化されたボタン電池の外部寸法を有する。
【００４８】
上述されたように、本発明によれば、特に本発明に係る電気化学素子での負電極としての使用に適した加圧成形体も提供される。それは、水素吸蔵合金、および適切であれば、少なくとも一種類の疎水性で非水溶性のポリマーおよび／または少なくとも一種類の導電性助剤を含むと共に、それは5.0g／cm3〜7.5g／cm3、特に5.0g／cm3〜6.5g／cm3の範囲の密度を有することを特徴とする。
【００４９】
好適実施態様において本発明の加圧成形体は上記水素吸蔵合金から成り、すなわち導電性助剤も疎水性ポリマーも含有しない。
【００５０】
しかし、一般的には、本発明の加圧成形体は、上述された水素吸蔵合金、疎水性で非水溶性のポリマーおよび導電性助剤という３種の固形成分を含むことが好適である。
【００５１】
本発明の目的に適した水素吸蔵合金、非水溶性ポリマーおよび導電性助剤は、既に包括的に記述されている。これにより、この点においては対応する記述が参照により取り入れられる。
【００５２】
このことは、たとえば、同様に上述された作製の間における気孔率および加圧成形圧力などの、上記加圧成形体の他の特性に関しても当てはまる。
【００５３】
本発明の上述のおよび更なる利点は、従属請求項と併せ、以下における好適実施態様の説明および図面から導かれ得る。ここで、本発明の個々の特徴は、単独で、または、相互に組み合わせて実現され得る。記述された実施態様は、例示の目的で本発明のより良い理解を与えるためだけのものであり、限定を構成するものではない。
【００５４】
図面の説明：
図１は、本発明に係る電気化学素子および本発明に係る加圧成形体(負電極)の断面を概略的に示す。正電極(カソード)１は、活物質として水酸化ニッケル／水酸化酸化ニッケル(Ni(OH)2／NiOOH)が埋設された発泡ニッケルを含む。正電極１の上方には、該正電極１からセパレータ３により分離された負電極(アノード)２としての本発明に係る加圧成形体が在る。負電極２も正電極１も、支持架枠としての金属バスケットを有さない。両電極ともに、自己支持構造を有している。負電極２は本質的に、AB5水素吸蔵合金から成る。図示された電気化学素子のハウジングは本質的に、ハウジング・カップ４およびハウジング蓋体５から成る。それは、(たとえばHilumin[登録商標]の商標名で入手可能な)ステンレス鋼／ニッケルメッキ鋼を含むと共に、0.15mm未満の厚みを有する。シール６は、上記ハウジング・カップの内壁部を完全に覆う。それは、第1に、上記ハウジング・カップを上記ハウジング蓋体から絶縁し、第2に、支持機能を有する。それは、上記ハウジング蓋体の縁部が埋設される凹所を有し、且つ、たとえば上記ハウジング・カップの圧着の間に生じ得る圧力に対する適切な安定性を確実とする。負電極２とハウジング蓋体５との間には、ニッケルから構成されるスプリング要素７が配置される。このスプリング要素７は、上記電気化学素子の充電および放電の間において上記負電極が蒙る体積変化を吸収する。
【００５５】
実施例
ニッケルから成るバスケットに挿入されるのではなく、代わりに、自己支持構造を有する加圧成形体として作製された負電極が、種々の形式のボタン電池(IEC60086-2に従う形式PR44、PR48、PR41およびPR70)内に設置された。各加圧成形体は、ボタン電池の形式に依存して異なる特性(面積、高さ、体積、重量)を有すると共に、種々の圧力にて圧密化された。全ての場合において、7.95g／cm3の嵩密度を有する同一の水素吸蔵合金が使用された。これは、特定の密度および特定の気孔率を有する加圧成形体に帰着した(表１を参照)。
【００５６】
【表１】
2010518589.tif 000003
【００５７】
全てのボタン電池の場合において、習用の負電極を有する比較可能な電池の容量よりも大きな容量が測定された。測定された幾つかのデータを表２に示す。更に、全てのボタン電池は優れた循環操作安定性(数百回の循環操作)を有していた。
【００５８】
【表２】
2010518589.tif 000004
【符号の説明】
【００５９】
１  正電極
２  負電極
３  セパレータ
４  ハウジング・カップ
５  ハウジング蓋体
６  シール
７  スプリング要素
【図１】
2010518589.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月2日(2009.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールにより相互に絶縁されたセル・カップとセル蓋体とを含むハウジング内に配置された、正電極、負電極およびセパレータを有するボタン電池であって、前記負電極が、自己支持構造を有する加圧成形体として存在することを特徴とするボタン電池。
【請求項２】
前記負電極が、40kN／cm2〜120kN／cm2の範囲の圧力にて圧密化された粉体を含むことを特徴とする請求項１に記載のボタン電池。
【請求項３】
前記負電極が、5.0g／cm3〜7.5g／cm3の範囲の密度を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボタン電池。
【請求項４】
前記負電極が、活物質として水素吸蔵合金を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項５】
前記水素吸蔵合金がAB5合金であることを特徴とする請求項４に記載のボタン電池。
【請求項６】
前記水素吸蔵合金が、0.1μm〜100μmの範囲の平均粒子寸法を有する粒子形態で存在することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のボタン電池。
【請求項７】
前記負電極が、少なくとも一種類の疎水性で非水溶性のポリマーを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項８】
前記の少なくとも一種類のポリマーが、ポリオレフィンであることを特徴とする請求項７に記載のボタン電池。
【請求項９】
前記の少なくとも一種類のポリマーが、フッ素化もしくは過フッ素化ポリマーであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のボタン電池。
【請求項１０】
前記少なくとも一種類のポリマーが、負電極に、0.1重量％〜5重量％の割合で存在することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項１１】
前記少なくとも一種類のポリマーが、0.1μm〜100μmの範囲の平均粒子寸法を有する粒子形態で存在することを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項１２】
前記負電極が、少なくとも一種類の導電性助剤を含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項１３】
前記負電極が、導電性助剤として、少なくとも一種類の金属粉体を含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項１４】
前記負電極が、導電性助剤としてカーボンブラックおよび／またはグラファイトを含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項１５】
前記少なくとも一種類の導電性助剤が、前記負電極内に、0.1〜10重量％の割合で存在することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項１６】
前記負電極が、0.5体積％〜40体積％の範囲の細孔含有量を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項１７】
前記正電極の活物質が、導電性支持体内に埋設されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項１８】
前記導電性支持体が、金属スポンジ、または、金属フェルトであることを特徴とする請求項１７に記載のボタン電池。
【請求項１９】
前記導電性支持体が、少なくとも一種類の金属を含むことを特徴とする請求項１７又は１８に記載のボタン電池。
【請求項２０】
前記正電極が、活物質として、水酸化ニッケルおよび／または水酸化酸化ニッケルを含むことを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項２１】
金属ハウジングを有することを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項２２】
アルカリ電解質を含むことを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項２３】
0.15mm未満の厚みを有するセル蓋体および／またはセル・カップを有することを特徴とする請求項１〜２２のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項２４】
前記シールが、前記セル・カップの内壁部に沿い該セル・カップの底部まで延在することを特徴とする請求項１〜２３のいずれかに記載の、または請求項１の前文にしたがった、ボタン電池。
【請求項２５】
前記シールが、前記セル蓋体の縁部を囲んでいることを特徴とする請求項１〜２４のいずれかに記載のボタン電池。
【請求項２６】
前記シールが、薄膜シールであることを特徴とする請求項１〜２５のいずれかのいずれかに記載のボタン電池。
【請求項２７】
前記シールが、射出成形シールであることを特徴とする請求項１〜２６のいずれかのいずれかに記載のボタン電池。
【請求項２８】
電池内での、負電極としての使用に適した加圧成形体であって、水素吸蔵合金からなり、5.0g／cm3〜7.5g／cm3の範囲の密度を有することを特徴とする加圧成形体。
【請求項２９】
電池内での、負電極としての使用に適した加圧成形体であって、水素吸蔵合金、および、少なくとも一種類の疎水性で非水溶性のポリマーおよび／または少なくとも一種類の導電性助剤を含み、5.0g／cm3〜7.5g／cm3の範囲の密度を有することを特徴とする加圧成形体。
【請求項３０】
前記電池が請求項１〜２７のいずれかに記載のボタン電池である請求項２８又は請求項２９に記載の加圧成形体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係る電気化学素子の負電極は、好適には、40kN／cm2〜120kN／cm2の範囲の圧力にて圧密化された粉体を含む。この範囲内において、40kN／cm2〜100kN／cm2の範囲の値が更に好適である。
【国際調査報告】
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