(57)【要約】バッテリーおよびバッテリーの製造方法を開示する。幾つかの実施態様では、バッテリーは、ハウジング、該ハウジング中の、銅材料を含んでなる正電極、該ハウジング中の負電極、該正電極と該負電極との間のセパレータ、および該ハウジング中の、可溶性のアルミニウムを含んでなる電解質溶液を包含する。バッテリーの製造方法は、銅材料を含んでなる正電極をハウジング中に入れること、アルミニウムを含んでなる材料を電解質溶液に加えること、および該電解質溶液を該ハウジング中に加えること、を包含する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング、
前記ハウジング中の正電極（前記正電極は銅材料を含んでなる）、
前記ハウジング中の負電極、
前記正電極と前記負電極との間のセパレータ、および
前記ハウジング中の電解質溶液（前記電解質溶液は、溶解したアルミニウム材料を含んでなる）
を含んでなる、バッテリー。
【請求項２】
前記銅材料が酸化銅を含んでなる、請求項１に記載のバッテリー。
【請求項３】
前記銅材料が酸化第二銅を含んでなる、請求項１に記載のバッテリー。
【請求項４】
前記正電極が、約８６重量％を超える酸化銅を含んでなる、請求項１に記載のバッテリー。
【請求項５】
前記正電極が、結合剤および導電性助剤をさらに含んでなる、請求項１に記載のバッテリー。
【請求項６】
前記負電極が亜鉛を含んでなる、請求項１に記載のバッテリー。
【請求項７】
前記負電極が、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、ケイ素、ホウ素、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ランタン、マンガン、鉄、コバルト、クロム、タンタル、およびニオブからなる群から選択された元素を含んでなる材料を含んでなる、請求項１に記載のバッテリー。
【請求項８】
前記電解質溶液がアルカリ性である、請求項１に記載のバッテリー。
【請求項９】
前記電解質溶液が、水酸化カリウムおよび水酸化ナトリウムからなる群から選択された材料を含んでなる、請求項１に記載のバッテリー。
【請求項１０】
前記電解質溶液が、可溶性アルミニウムで飽和されている、請求項１に記載のバッテリー。
【請求項１１】
前記電解質溶液が、約１重量％を超えるアルミニウムを含んでなる、請求項１に記載のバッテリー。
【請求項１２】
前記バッテリーが一次バッテリーである、請求項１に記載のバッテリー。
【請求項１３】
前記バッテリーが二次バッテリーである、請求項１に記載のバッテリー。
【請求項１４】
ハウジング、
前記ハウジング中の正電極（前記正電極は約１重量％を超える酸化銅を含んでなる）、
前記ハウジング中の負電極（前記負電極は亜鉛を含んでなる）、
前記正電極と前記負電極との間のセパレータ、および
前記ハウジング中のアルカリ性電解質溶液（前記電解質溶液は、水酸化物材料および溶解したアルミニウム材料を含んでなる）
を含んでなる、一次アルカリバッテリー。
【請求項１５】
前記電解質溶液が、約１〜約８重量％のアルミニウムを含んでなる、請求項１４に記載のバッテリー。
【請求項１６】
ハウジング、
前記ハウジング中の正電極（前記正電極は銅材料を含んでなる）、
前記ハウジング中の負電極、
前記正電極と前記負電極との間のセパレータ、および
前記ハウジング中の、第一材料を含んでなる電解質溶液（前記第一材料は、前記電解質溶液中に溶解した銅材料の量を、前記第一材料を実質的に含まない、実質的に同等の電解質溶液中に溶解した銅材料の量よりも減少させることができる）
を含んでなる、バッテリー。
【請求項１７】
前記銅材料が、酸化銅を含んでなる、請求項１６に記載のバッテリー。
【請求項１８】
前記第一材料が、可溶性アルミニウム材料を含んでなる、請求項１６に記載のバッテリー。
【請求項１９】
銅材料を含んでなる正電極をハウジング中に入れること、アルミニウムを含んでなる材料を電解質溶液に溶解させること、および前記電解質溶液を前記ハウジング中に加えること
を含んでなる、バッテリーの製造方法。
【請求項２０】
前記正電極が、酸化銅を含んでなる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記電解質溶液を、アルミニウムを含んでなる材料で飽和させることを含んでなる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記アルミニウムを含んでなる材料が、アルミニウム金属、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、およびアルカリ金属アルミニウム酸化物からなる群から選択される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
亜鉛を含んでなる負電極を前記ハウジング中に加えることをさらに含んでなる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
バッテリーの製造方法であって、
銅材料を含んでなる正電極を用意すること、
第一電解質溶液を用意すること、
第一材料（前記第一材料は、前記第一電解質溶液中に溶解した銅材料の量を、前記第一材料を実質的に含まない、実質的に同等の電解質溶液中に溶解した銅材料の量よりも減少させることができる）を前記第一電解質溶液に加えること、および
前記正電極および前記電解質溶液を前記バッテリー中に取り入れること
を含んでなる、方法。
【請求項２５】
前記第一材料が、アルミニウムを含んでなる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
活性材料を含んでなる電極を用意すること、および
前記活性材料の電解質溶液中への溶解度を下げること
含んでなる方法。
【請求項２７】
前記電極が正電極であり、前記活性材料が銅を含んでなる、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記溶解度を下げることが、アルミニウムを前記電解質溶液中に溶解させることを含んでなる、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記アルミニウムが、バッテリーの放電中に溶解する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
銅材料を含んでなる正電極、電解質溶液、および負電極を含んでなる前記バッテリーを用意すること、および
前記バッテリーの放電中に前記負電極を前記電解質溶液中に溶解させること
を含んでなる、バッテリーの操作方法であって、前記銅材料の前記電解質溶液中への溶解度を下げる、操作方法。
【請求項３１】
前記負電極が、アルミニウム材料を含んでなる、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バッテリー、例えばアルカリバッテリー、は一般的に電気エネルギー供給源として使用される。一般的に、バッテリーは、負電極および正電極を含む。負電極は、酸化され得る活性材料（例えば亜鉛粒子）を含み、正電極は還元され得る活性材料（例えば二酸化マンガン）を含む。負電極の活性材料は正電極の活性材料を還元することができる。負電極の活性材料と正電極の活性材料の直接反応を阻止するために、これらの電極はセパレーターにより相互から電気的に隔離されている。
【０００３】
ある装置、例えば移動電話、でバッテリーを電気エネルギー供給源として使用する場合、電極同士を電気的に接触させ、その装置を通して電子を流し、それぞれの酸化および還元反応を起こさせ、電力を得る。電極と接触する電解質はイオンを含み、そのイオンが電極間のセパレーターを通って流れ、放電中にバッテリー全体にわたって電荷のバランスを維持する。
【発明の開示】
【０００４】
一態様で、本発明は、銅材料（例えば酸化銅）を有する正電極、および溶解したアルミニウム材料（例えばＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、アルミニウム金属、またはアルカリ金属アルミニウム酸化物）を有するアルカリ性電解質を含むアルカリバッテリーを提供する。場合により、銅材料は、アルカリ性電解質に溶解することがあり、それによってバッテリーの容量および／または貯蔵寿命が低下することがある。アルミニウムイオンの存在は、銅材料のアルカリ性電解質中への溶解度を下げ、例えば抑制し、それによってバッテリーの容量および／または貯蔵寿命を高めることができる。
【０００５】
別の態様で、本発明は、ハウジング、該ハウジング中の正電極（該正電極は銅材料を含む）、該ハウジング中の負電極、該正電極と該負電極との間のセパレータ、および該ハウジング中の電解質溶液（該電解質溶液は、溶解したアルミニウム材料を含む）を包含するバッテリーを提供する。
【０００６】
実施態様は、下記の特徴の一つ以上を含むことができる。銅材料が酸化銅を含む。銅材料が酸化第二銅を含む。正電極が約８６重量％を超える酸化銅を含む。正電極が、結合剤および導電性助剤をさらに含む。負電極が亜鉛を含む。電解質溶液がアルカリ性である。電解質溶液が、水酸化カリウムおよび水酸化ナトリウムからなる群から選択された材料を含む。電解質溶液が、アルミニウム材料で飽和されている。電解質溶液が、約１重量％を超えるアルミニウムを含む。
【０００７】
別の態様で、本発明は、ハウジング、該ハウジング中の正電極（該正電極は約８６重量％を超える酸化銅を含む）、該ハウジング中の負電極（該負電極は亜鉛を含む）、該正電極と該負電極との間のセパレータ、および該ハウジング中のアルカリ性電解質溶液（該電解質溶液は、水酸化物材料および溶解したアルミニウムを含む）を包含する一次アルカリバッテリーを提供する。該電解質溶液は、約１〜約８重量％のアルミニウムを含むことができる。
【０００８】
別の態様で、本発明は、ハウジング、該ハウジング中の正電極（該正電極は銅材料を含む）、該ハウジング中の負電極、該正電極と該負電極との間のセパレータ、および該ハウジング中の、第一材料を含む電解質溶液（該第一材料は、該電解質溶液中に溶解した銅材料の量を、該第一材料を実質的に含まない、実質的に同等の電解質溶液中に溶解した銅材料の量よりも減少させることができる）を包含するバッテリーを提供する。
【０００９】
該銅材料は、酸化銅を含むことができる。該第一材料は、可溶性アルミニウムを含むことができる。
【００１０】
本発明は、バッテリーの製造方法も提供するものである。
【００１１】
別の態様で、本発明は、銅材料を含む正電極をハウジング中に入れること、アルミニウムを含む材料を電解質溶液に溶解させること、および該電解質溶液を該ハウジング中に加えること、を包含する、バッテリーの製造方法を提供するものである。
【００１２】
実施態様は、下記の特徴の一つ以上を含むことができる。正電極が、酸化銅を含む。該方法が、該電解質溶液を、アルミニウムを含む可溶性材料で飽和させることを含む。該アルミニウムを含む可溶性材料が、アルミニウム金属、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、およびアルカリ金属アルミニウム酸化物からなる群から選択される。該方法が、亜鉛を含んでなる負電極を該ハウジング中に加えることをさらに包含する。
【００１３】
別の態様で、本発明は、バッテリーの製造方法であって、銅材料を含む正電極を用意すること、第一電解質溶液を用意すること、第一材料（該第一材料は、該第一電解質溶液中に溶解した銅材料の量を、該第一材料を実質的に含まない、実質的に同等の電解質溶液中に溶解した銅材料の量よりも減少させることができる）を該第一電解質溶液に加えること、および該正電極および該電解質溶液を該バッテリー中に取り入れること、を包含する、製造方法を提供するものである。該第一材料は、可溶性アルミニウムを含むことができる。
【００１４】
別の態様で、本発明は、活性材料を含んでなる電極を用意すること、および該活性材料の電解質溶液中への溶解度を下げること、を包含する方法を提供するものである。該電極は正電極でよく、該活性材料は銅を含むことができる。溶解度を下げることは、アルミニウム材料を該電解質溶液中に溶解させることを包含することができる。あるいは、またはさらに、アルミニウムは、バッテリーの放電中に溶させすることができる。
【００１５】
別の態様で、本発明は、銅材料を含む正電極、電解質溶液、および負電極を包含するバッテリーを用意すること、および該バッテリーの放電中に該負電極を該電解質溶液中に溶解させること、を包含する、バッテリーの操作方法であって、該銅材料の該電解質溶液中への溶解度を下げる、操作方法を提供する。該負電極は、アルミニウム材料を含むことができる。
【００１６】
該バッテリーは、一次バッテリーまたは二次バッテリーでよい。一次バッテリーとは、例えば消耗するまで一度だけ放電し、次いで廃棄されることを意味する。一次バッテリーは、再充電することを意図していない。二次バッテリーは、多数回、例えば５０回を超えて、１００回を超えて、またはより多く、再充電することができる。場合により、二次バッテリーは、比較的堅牢なセパレータ、例えば多くの層を有する、および／または比較的厚いセパレータを含むことができる。二次バッテリーは、バッテリー中で起こり得る変化、例えば膨潤、に適応するように設計することもできる。二次バッテリーは、例えばすべてここに参考として含める、Falk & Salkind、「Alkaline Storage Batteries」、John Wiley & Sons, Inc. 1969、米国特許第３４５，１２４号、および仏国特許第１６４，６８１号、に記載されている。
【００１７】
本発明の他の態様、特徴および利点は、図面、説明および請求項から明らかである。
図は、バッテリーの断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面に関して、バッテリーまたは電気化学的電池１０は、正電極１２、負電極１４、およびこれらの電極間にあるセパレータ１６を含む円筒形ハウジング１８を含む。正電極１２は、活性銅材料、例えば酸化銅、を含み、負電極１４は、活性亜鉛材料を含む。バッテリー１０は、集電装置２０、シール２２、およびバッテリーの負端子として作用する金属製トップキャップ２４も含む。正電極１２は、ハウジング１８と接触しており、バッテリー１０の正端子は、バッテリーの、負端子から反対側の末端にある。電解質溶液は、バッテリー１０全体にわたって分散している。
【００１９】
電解質溶液または電解質は、バッテリーで使用されている電解質溶液のどれでもよい。電解質溶液は、アルカリ性溶液、例えば水酸化物水溶液、例えばＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、または水酸化物溶液の混合物（例えばＮａＯＨ／ＫＯＨ）でよい。例えば、水酸化物水溶液は、約３３〜約４０重量％の水酸化物材料、例えば約９Ｎ  ＫＯＨ（約３７重量％のＫＯＨ）を含むことができる。幾つかの実施態様では、電解質は、約６重量％までの酸化亜鉛、例えば約２重量％の酸化亜鉛も含むことができる。
【００２０】
比較的濃縮されたアルカリ性電解質溶液は、正電極中に存在する活性銅材料を溶解させることができる。状況によっては、溶解した銅材料が亜鉛負電極に拡散し、銅金属を形成する一方、対応する量の亜鉛を消費する［すなわちＺｎ＋Ｃｕ（ＯＨ）４２−→Ｚｎ（ＯＨ）４２−＋Ｃｕ］ことがある。その結果、正電極の活性材料と負電極の活性材料の両方が消費され、バッテリーの容量が下がることがある。場合によっては、形成された銅が負電極１４で水素を発生させ、それによってバッテリー中の圧力が増加し、バッテリーの漏れを引き起こすことがある。さらに、形成された銅が、負電極から正電極に向かって伸びるデンドライトとして堆積することがある。デンドライトは、セパレータを貫通して正電極と接触し、バッテリーを短絡させることがある。その結果、特に銅金属の形成を促進し得る高温では、バッテリーの貯蔵寿命が短くなる、および／または信頼性が悪くなることがある。
【００２１】
幾つかの実施態様では、バッテリー１０の電解質溶液は、電解質溶液中にある正電極の活性材料の溶解度を下げる（例えば抑制する）可溶性材料を含む。適当な材料としては、一種以上の、電解質溶液中に溶解し得るアルミニウム材料がある。理論に捕らわれたくはないが、可溶性のアルミニウム材料は、電解質溶液中に不溶な化合物、例えば銅−アルミニウム化合物を形成することができると考えられる。アルミニウム材料は、電解質溶液と反応し、電解質溶液の溶解力を下げることもある。適当なアルミニウム材料の例としては、アルミニウム金属、酸化アルミニウム（例えばＡｌ２Ｏ３）、水酸化アルミニウム（例えばＡｌ（ＯＨ）３）、アルカリ金属アルミニウム酸化物（例えばＮａＡｌＯ２）、金属アルミニウム酸化物（例えば銅アルミニウム酸化物、例えばＣｕＡｌ２Ｏ４）およびアルミニウムを含む他の材料の市販されている粉末がある。アルミニウム材料の混合物も使用できる。電解質溶液は、アルミニウム材料で飽和させても、飽和させなくてもよい。電解質溶液は、約１〜約８重量％のアルミニウムを含むことができる。例えば、電解質溶液は、１、２、３、４、５、６または７重量％以上のアルミニウム、および／または８、７、６、５、４、３、または２重量％以下のアルミニウムを含むことができる。比較的濃縮されていないアルカリ性電解質溶液には、電解質溶液中への銅材料の溶解度が低下するので、使用するアルミニウムを少なくすることができる。
【００２２】
正電極１２は、銅材料を含む活性材料、導電性助剤、および結合剤を含む。
【００２３】
銅材料は、酸化銅、例えば酸化第二銅（ＣｕＯ）または酸化第一銅（Ｃｕ２Ｏ）、でよい。これらの酸化物は、化学量論的量（例えばＣｕＯ）でも、非化学量論的量（例えばＣｕＯｘ、ここで０．５＜ｘ＜１．５）でもよい。幾つかの実施態様では、正電極１２は、約８６〜約９２重量％、好ましくは約８８〜約９１重量％、より好ましくは約８９〜約９１重量％の酸化銅を含む。ここで記載する重量百分率は、すべて、電解質溶液が分散された後で測定する。他の適当な銅材料としては、塩化銅（例えばＣｕＣｌ２）、過マンガン酸銅（例えばＣｕ（ＭｎＯ４）２）、または他の銅含有活性材料がある。正電極１２中の銅材料は、酸化銅のみ、または銅材料の混合物を含むことができる。例えば、正電極１２は、正電極中の銅材料の５〜１００重量％の塩化銅および／または過マンガン酸銅を含み、残りが例えば酸化第二銅でもよい。
【００２４】
導電性助剤は、正電極１２の電子伝導率を増加することができる。導電性助剤の一例は、グラファイト粒子である。グラファイト粒子は、正電極に使用されるグラファイト粒子のどれでもよい。粒子は合成でも、非合成でもよく、膨脹していても、膨脹していなくてもよい。特定の実施態様では、グラファイト粒子は、非合成の、膨脹していないグラファイト粒子である。これらの実施態様では、グラファイト粒子は、平均粒子径が、Sympatec HELIOS分析計で測定して、約２０ミクロン未満、例えば約２ミクロン〜約１２ミクロン、または約５ミクロン〜約９ミクロンでよい。非合成の、膨脹していないグラファイト粒子は、例えばBrazilian Nacional de Grafite (Itapecirica, MG Brazil (MP-0702X)から入手できる。あるいは、またはさらに、導電性助剤は、共に譲渡されたＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．０９／６５８，０４２、２０００年９月７日提出、およびＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．０９／８２９，７０９、２００１年４月１０日提出、に記載されている、炭素繊維を含むことができる。幾つかの実施態様では、正電極１２は、約１〜約１０重量％の、一種以上の導電性助剤を含む。
【００２５】
結合剤の例としては、ポリエチレン粉末、ポリアクリルアミド、ポルトランドセメントおよび過フッ化炭化水素樹脂、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、がある。ポリエチレン結合剤の一例は、Coathylene HA-1681（Hoechstから市販）の商品名で販売されている。正電極１２は、例えば０．１〜約１重量％の結合剤を含むことができる。
【００２６】
正電極１２は、他の添加剤を含むことができる。これらの添加剤の例は、例えばここに参考として含める米国特許第５，３４２，７１２号に記載されている。正電極１２は、例えば約０．２〜約２重量％のＴｉＯ２を含むことができる。界面活性剤、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−ビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、およびポリビニルブチロール、を添加することができる。
【００２７】
負電極１４は、バッテリーの負電極に使用されているすべての亜鉛材料から形成することができる。例えば、負電極１４は、亜鉛金属粒子、ゲル化剤、および少量の添加剤、例えばガス放出抑制剤、を含む亜鉛ゲルでよい。さらに、電解質溶液の一部は、負電極全体にわたって分散させる。
【００２８】
亜鉛粒子は、ゲル負電極に使用する亜鉛粒子のどれでもよい。亜鉛粒子の例としては、本願の譲受人に譲渡された、ここに参考として含めるＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．０８／９０５，２５４、Ｕ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．０９／１１５，８６７、およびＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．０９／１５６，９１５、に記載されている亜鉛粒子がある。亜鉛粒子は、例えば百万分の数百部のインジウムおよびビスマスを含む亜鉛合金でよい。負電極１４は、例えば６７〜７１重量％の亜鉛粒子を含むことができる。
【００２９】
ゲル化剤の例としては、ポリアクリル酸、グラフト化されたデンプン材料、ポリアクリル酸の塩、ポリアクリレート、カルボキシメチルセルロースまたはそれらの組合せがある。そのようなポリアクリル酸の例は、Carbopol 940および934（B.F. Goodrichから市販）およびPolygel 4P（3Vから市販）であり、グラフト化されたデンプン材料の例は、Waterlock A221（Grain Processing Corporation, Muscatine, LAから市販）である。ポリアクリル酸塩の例は、Alcosorb GI（Ciba Specialtiesから市販）である。負電極１４は、例えば０．１〜約１重量％のゲル化剤を含むことができる。
【００３０】
ガス放出抑制剤は、無機材料、例えばビスマス、スズ、鉛およびインジウム、でよい。あるいは、ガス放出抑制剤は、有機化合物、例えばリン酸エステル、イオン系界面活性剤または非イオン系界面活性剤、でよい。イオン系界面活性剤の例は、ここに参考として含める米国特許第４，７７７，１００号に開示されている。
【００３１】
負電極１４は、他の材料も含むことができる。例えば、他の実施態様では、負電極１４は、銅材料を含む正電極を還元することができる金属を含むことができる。適当な金属としては、例えばアルミニウム、マグネシウム、カルシウム、ケイ素、ホウ素、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ランタン、マンガン、鉄、コバルト、クロム、タンタル、またはニオブがある。これらの金属の二元、三元、四元、および他の多成分合金の組合せ、およびこれらの金属と亜鉛を含む組合せも使用できる。
【００３２】
セパレータ１６は、バッテリーセパレータ用に設計されたセパレータのどれでもよい。幾つかの実施態様では、セパレータ１６は、不織の非メンブラン材料の２層から形成され、一方の層が他方の表面に沿って配置されていることができる。セパレータ１６の体積を下げ（例えば最少に抑え）ながら、効率的なバッテリーを形成するために、不織の非メンブラン材料の各層は、坪量約５４グラム／平方メートル、乾燥時の厚さ約５．４ミル、および湿った時の厚さ約１０ミルを有することができる。これらの実施態様では、セパレータは、好ましくは不織の非メンブラン層間に、メンブラン材料の層または接着剤の層を含まない。これらの層は、充填材、例えば無機粒子、を実質的に含まない。
【００３３】
他の実施態様では、セパレータ１６は、不織材料の層を備えたセロハンの外側層を含む。セパレータは、不織材料の追加層も含む。セロハン層は、正電極１２または負電極１４に隣接することができる。好ましくは、不織材料は、約７８〜約８２重量％のＰＶＡおよび約１８〜約２２重量％の、痕跡量の界面活性剤を含むレーヨンを含む。そのような不織材料は、PDMから商品名PA25で市販されている。セパレータの他の例としては、米国特許第１４３，６４４号、第２７４，１１０号、第５４２，０４９号、第１，０１７，０６４号、第１，２０７，３８２号、第１，２５５，２８３号、第１，２８２，０５７号、第１，２９５，４５９号、第１，３１６，７６１号、第１，３８６，０９５号、第１，４１５，８６０号、第１，５３２，２５２号、第１，５６４，７４１号、第１，６２４，４６０号、および第２，１５７，０７２号に記載されている繊維状吸収材料または布製セパレータがある。
【００３４】
ハウジング１８は。バッテリー、例えば一次アルカリバッテリー、に一般的に使用されているどのようなハウジングでもよい。幾つかの実施態様では、ハウジング１８は、内側金属壁および外側の非導電性材料、例えば熱収縮性プラスチック、を含む。所望により、導電性材料の層は、内側壁と正電極１２との間に配置することができる。この層は、壁の内側表面に沿って、正電極１２の周辺部に沿って、またはその両方に配置することができる。この導電性層は、例えば炭素質材料から形成することができる。そのような材料としては、LB1000 (Timcal)、Eccocoat 257 (W.R. Grace & Co.)、Electrodag 109 (Acheson Colloids Co.)、Electrodag 112 (Acheson)およびEB0005(Acheson)がある。導電性層の塗布方法は、例えばここに参考として含めるカナダ特許第１，２６３，６９７号に開示されている。
【００３５】
集電装置２０は、適当な金属、例えば黄銅、から製造することができる。シール２２は、例えばナイロンから製造することができる。
【００３６】
バッテリー１０は、通常の方法を使用して組み立てることができる。幾つかの実施態様では、正電極１２を、Ｕ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．０９／６４５，６３２、２０００年８月２４日提出、に記載されているパックおよびドリル法により形成することができる。
【００３７】
他の多くの実施態様が可能である。例えば、正電極１２中の銅材料を、正電極の少量成分にすることができる。例えば、正電極１２は、大部分他の遷移金属材料、例えば酸化マンガン、酸化ニッケル、または酸化コバルト、を含むことができる。銅材料は、例えば容量を増加するための添加剤でよい。酸化マンガン系バッテリーの例は、米国特許第６，４４０，１８１号に記載されている。上記のように電解質を含むことにより、バッテリー中の銅材料の溶解度を下げることができる。
【００３８】
他の実施態様では、正電極の活性材料の電解質溶液に対する溶解度を下げる材料を、使用中に電解質溶液中に導入することができる。例えば、電池は、アルミニウム含有負電極を含むことができる。電池が放電し、電極が溶解するにつれて、一種以上のアルミニウム材料が電解質溶液中に取り込まれる。負電極は、例えばアルミニウム金属またはアルミニウム合金、例えばＡｌ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｔｉ、またはＡｌ−Ｚｒ、を含むことができる。
【００３９】
幾つかの実施態様では、バッテリー１０は、銅金属がめっきされ、亜鉛が酸化される時に発生し得る水素ガスの量を電池中で減少させる水素再結合触媒を含むことができる。適当な水素再結合触媒は、例えば米国特許第６，５００，５７６号および第３，８９３，８７０号に記載されている。あるいは、またはさらに、バッテリー１０は、米国特許第５，３００，３７１号に記載されているように、圧力起動バルブまたはベントを含むように構築することができる。
【００４０】
バッテリー１０は、例えばＡＡ、ＡＡＡ、ＡＡＡＡ、Ｃ、またはＤバッテリーでよい。他の実施態様では、バッテリー１０は、非円筒形、例えばコイン電池、ボタン電池、プリズム形電池、または長円形電池でよい。バッテリー１０は、Ｕ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．０９／３５８，５７８、１９９９年９月２１日提出、に記載されているような多葉形(multi-lobed)電極を含むことができる。
【００４１】
ここで言及する文献、例えば特許出願、出版物、および特許、はすべてここにその全文を参考として含める。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１はバッテリーの断面図である。
2006520085.tif 000002
【国際調査報告】
2006520085.tif 000003
2006520085.tif 000004
2006520085.tif 000005
2006520085.tif 000006
2006520085.tif 000007
2006520085.tif 000008