BRPI0615713A2

BRPI0615713A2 - célula de zinco/ar

Info

Publication number: BRPI0615713A2
Application number: BRPI0615713-0A
Authority: BR
Inventors: Hao Chang; Michael Brovarski; David L Pappas; Steven J Specht
Original assignee: Gillette Co
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2006-09-02
Publication date: 2011-05-24
Also published as: WO2007029160A1; US20070054168A1; JP2009507354A; CN101258639A; EP1922782A1

Abstract

CéLULA DE ZINCO/AR. A presente invenção refere-se a uma célula de zinco/ar em botão, que tem um elemento espaçador de ar dentro do espaço de entrada de ar da lata de cátodo O elemento espaçador pode ser feito de plástico sólido, borracha ou metal inserido no espaço de entrada de ar (região cheia) da lata de cátodo adjacente aos orifícios de ar na lata, O elemento espaçador podeter uma configuração do tipo disco com seções recortadas de configurações variadas As seções recortadas no disco espaçador formam canais de espaço livre desocupado que ficam subjacentes aos orifícios de ar possibilitando que o ar passe, sem obstrução, dos orífícios de ar para o conjunto de cáto- do. Os canais de espaço livre são, geralmente, muito mais largos que o diâ- metro dos orífícios de ar Os canais largos com "espaço livre" desocupado que correm entre os orificios de ar e o conjunto de cátodo melhoram a distri- buição de fluxo de ar para o conjunto do cátodo O disco espaçador fornece símultaneamente, sustentação o bastante para que o conjunto de cátodo, impeça-o de curvar-se no espaço da entrada de ar da lata de cátodo

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CÉLULA DEZINCO/AR".Camoo da Invenção

A presente invenção refere-se a uma célula de metal/ar tendo,de preferência, um ânodo que compreende zinco e um cátodo de ar.A invenção se refere a uma célula de metal/ar que tem um ânodo que com-preende zinco e um cátodo de ar com um elemento espaçador com formatoe estrutura variáveis dentro do espaço de entrada de ar entre o cátodo e oconjunto de cátodo para facilitar a difusão de ar.

Antecedentes

As células de zinco/ar despolarizadas têm, tipicamente, a formade célula do tipo botão em miniatura que tem utilidade particular como bate-rias para aparelhos auditivos eletrônicos, incluindo os aparelhos auditivos dotipo programável. Estas células em miniatura têm, tipicamente, o formato dedisco cilíndrico com diâmetro entre cerca de 4 e 20 mm, tipicamente entrecerca de 4 e 16 mm e uma altura entre cerca de 2 e 9 mm, de preferência,entre cerca de 2 e 6 mm. As células de zinco/ar também podem ser produzi-das em tamanhos um pouco maiores, tendo um compartimento cilíndricocom tamanho comparável às células alcalinas de Zn/Mn02 AAAA, AAA, AA,CeD convencionais e até tamanhos maiores.

A célula do tipo botão de zinco/ar em miniatura compreende,tipicamente, um compartimento de ânodo (lata de ânodo) e um comparti-mento de cátodo (lata de cátodo). Cada compartimento de ânodo e compar-timento de cátodo tem uma extremidade fechada, uma extremidade aberta eparedes laterais integrais que se estendem da extremidade fechada até aextremidade aberta. O compartimento de ânodo é encaixado com um anelde vedação isolante que circunda firmemente a parede lateral do comparti-mento de ânodo. O material de ânodo é inserido no compartimento de ânodoe o difusor de ar, o material de barreira para eletrólito e o conjunto de cátodosão inseridos no compartimento de cátodo. Depois que os materiais neces-sários são inseridos nos compartimentos do ânodo e do cátodo, a extremi-dade aberta do compartimento de cátodo é, tipicamente, empurrada aolongo da extremidade aberta do compartimento de ânodo durante a monta-gem, de modo que uma parte das paredes laterais do compartimento de cá-todo cubra uma parte da parede lateral do compartimento de ânodo com ve-dação isolante entre estas. O compartimento do ânodo e do cátodo é, então,intertravado em uma segunda etapa franzindo-se a borda do compartimentode cátodo ao longo da vedação isolante e do compartimento de ânodo. Du-rante o procedimento de frisagem (ou em uma etapa separada) as forçasradiais também são aplicadas às paredes do compartimento de cátodo paraassegurar a vedação firme dos compartimentos do ânodo e do cátodo.

O compartimento de ânodo das células do tipo botão de zin-co/ar pode ser preenchido com uma mistura que compreende zinco particu-lado. Tipicamente, a mistura de zinco contém mercúrio e um agente gelifi-cante e torna-se gelificada quando o eletrólito é adicionado à mistura. O ele-trólito é, geralmente, uma solução aquosa de hidróxido de potássio, entre-tanto, outros eletrólitos alcalinos aquosos podem ser usados. A extremidadefechada do compartimento de cátodo (quando o compartimento é mantido naposição vertical com a extremidade fechada em cima) pode ter uma porçãoelevada plana em seu centro. Esta porção elevada forma o terminal positivoe contém, tipicamente, uma pluralidade de orifícios para ar através do mes-mo. Neste desenho, a extremidade fechada do compartimento de cátodotambém possui, tipicamente, um degrau anular rebaixado que circunda oterminal positivo elevado. Alternativamente, a extremidade fechada do com-partimento de cátodo pode ser completamente plana ao longo do seu diâme-tro, ou seja, sem, qualquer porção elevada em seu centro. Neste desenho, aporção central da área plana na extremidade fechada do compartimento decátodo forma, tipicamente, o terminal positivo da célula. Em ambos casos, aextremidade fechada do compartimento de cátodo das células do tipo botãode zinco/ar é perfurada com um ou mais orifícios para ar pequenos, parapermitir que o ar entre na célula. O ar, então, atravessa uma camada difuso-ra de ar (ou difusor de ar) a fim de alcançar o disco de cátodo.

O material catalítico que compreende, tipicamente, uma misturade dióxido de manganês particulado, carbono e aglutinante hidrofóbico podeser compactado em um formato de disco que forma um disco de cátodo den-tro de um conjunto de cátodo. O conjunto de cátodo com o disco de cátodono mesmo pode, então, ser inserido no compartimento de cátodo ao longodo difusor de ar no lado do difusor de ar voltado para o lado oposto aos orifí-cios para ar. Um conjunto de cátodo é, tipicamente, formado laminando-seuma camada de material de barreira para eletrólito (película hidrofóbica per-meável a ar), de preferência, Teflon (politetrafluoroetileno) em um lado dodisco de cátodo catalítico e um material separador permeável a eletrólito(permeável a íon) no lado oposto do disco de cátodo catalítico. O conjuntode cátodo com disco de cátodo neste é, então, tipicamente inserido no com-partimento de cátodo, de modo que sua parte central cubra o difusor de ar euma porção da camada de barreira do eletrólito se situe de encontro à su-perfície interna do degrau. O disco de cátodo na célula final entra em contatocom as paredes do compartimento de cátodo ao redor de seu perímetro.

Se a célula não for adequadamente vedada, o eletrólito podemigrar ao redor do conjunto de cátodo catalítico e vazar do compartimento decátodo através dos orifícios para ar. O vazamento de eletrólito também podeocorrer entre a borda franzida do cátodo e o isolante se esta área não for fir-memente selada. A espessura da parede das células do tipo botão dezinco/ar comerciais são tipicamente maiores que cerca de 0,152 mm (6 mil),por exemplo, entre cerca de 0,152 mm (6 mil) e 0,381 mm (15 mil). O potenci-al de vazamento é maior quando o compartimento de compartimento do âno-do e do cátodo possui uma espessura de parede muito fina, por exemplo, en-tre cerca de 0,0508 mm (2 mil) e 0,127 mm (5 mil). Esta espessura de paredebaixa é desejável, uma vez que resulta em volume de célula interno maior.

Depois que a célula é montada, uma aba removível é colocadasobre os orifícios para ar na superfície do compartimento de cátodo. Antesdo uso, a aba é removida para expor os orifícios para ar permitindo que o aringresse e ative a célula.

O compartimento de cátodo contém, tipicamente, um materialdifusor de ar que cobre a superfície interna da extremidade fechada do com-partimento de cátodo. Ou seja, o material difusor de ar é colocado no espaçode entrada de ar (câmara de repartição de ar ("plenum space")) entre a ex-tremidade fechada do compartimento de cátodo e o conjunto de cátodo. Se aextremidade fechada do compartimento de cátodo tem uma porção centralelevada formando a área de contato do terminal positivo, então, o materialdifusor de ar se estende por baixo da porção central elevada. Ou seja, o es-paço de entrada de ar neste desenho fica, normalmente, entre a porção cen-tral elevada da extremidade fechada do compartimento de cátodo e o con-junto de cátodo.

O difusor de ar convencional serve para diversos propósitos. Omaterial difusor de ar serve para fornecer dispersão de ar uniforme dentrodo espaço de entrada de ar. Este também pode ser composto de materialabsorvente de eletrólito que atua como um mata-borrão para absorver o ele-trólito alcalino que pode vazar dentro do espaço de entrada de ar. O materialdifusor de ar pode fornecer suporte para o conjunto de cátodo subjacenteprevenindo, deste modo, que o conjunto de cátodo, que normalmente é fle-xível, se dobre dentro do espaço de entrada de ar (câmara de repartição dear) ou dentro da camada difusora de ar durante a montagem e descarga dacélula. O acúmulo de pressão do gás durante o uso da célula tende a fazercom que as montagens de cátodo se dobrem dentro do espaço de entradade ar, exceto quando existir material difusor de ar dentro do espaço. A do-bragem do conjunto de cátodo em direção ao compartimento de cátodo éindesejável, uma vez que esta pode bloquear os orifícios para ar e interferirna difusão de ar apropriada dentro do espaço de entrada de ar.

O material difusor de ar normalmente é composto de uma oumais folhas de papel ou material celulósico poroso. Este papel ou materialcelulósico poroso permeável também pode servir como um mata-borrão paraabsorver quantidades-traço de eletrólito que podem vazar dentro do espaçode entrada de ar. O difusor de ar normalmente é colocado, de maneira uni-forme, dentro do espaço de entrada de ar (câmara de repartição de ar) entrea extremidade fechada do compartimento de cátodo e o conjunto de cátodo.O material difusor de ar preenche todo ou quase todo o espaço de entradade ar e cobre os orifícios para ar na extremidade fechada do compartimentode cátodo. As células de zinco/ar do tamanho de botão comerciais que sãousadas nos dispositivos de aparelho auditivo podem ter somente um orifíciopara ar ou podem ter uma pluralidade de pequenos orifícios para ar, por e-xemplo, entre 2 e 6 orifícios para ar e ainda mais, dependendo do tamanhoda célula.

Em algumas células do tipo botão de zinco/ar da técnica ante-rior o conjunto de cátodo apresenta um formato de domo. Ou seja, elas têmum formato convexo quando visualizadas a partir da extremidade fechada docompartimento de cátodo dentro do compartimento de cátodo interior, ou emoutras palavras, longe dos orifícios para ar. As patentes U.S. 3.897.265 e6.087.030 mostram células do tipo botão de zinco/ar com conjuntos de cáto-dos abaulados. Ambas as referências têm um material difusor de ar porosoque preenche o espaço de entrada de ar entre o cátodo, a extremidade fe-chada da lata de cátodo (adjacente aos orifícios para ar) e o conjunto de cá-todo. Estes desenhos da técnica anterior podem eliminar o uso do materialdifusor poroso material dentro do espaço de entrada de ar, uma vez que oconjunto de cátodo abaulado tende a resistir à dobragem e flexão dentro doespaço de entrada de ar durante a montagem e o uso da célula. Entretanto,se não existir material difusor de ar preenchendo o espaço de entrada de ar,os conjuntos de cátodo abaulados ainda são submetidos a ao menos algumadobragem dentro do espaço de entrada de ar à medida que a pressão dogás no interior da célula se forma. Este acúmulo de pressão do gás podefinalmente fazer com que o conjunto de cátodo abaulado se dobre ou pres-sione contra os orifícios para ar e, deste modo, bloqueie o fluxo de ar prove-niente destes orifícios. Também, os conjuntos de cátodo abaulados são maisdifíceis de se fabricar, devido à dobragem ou estruturação requerida durantea fabricação, para formar o domo. O conjunto de cátodo abaulado também émais sujeito à fratura ou craqueamento durante a fabricação, particularmentese o conjunto de cátodo se destina a ser fino.

Deste modo, é desejável empregar conjuntos de cátodo planosque são mais econômica e confiavelmente fabricados dos que os conjuntosde cátodo abaulados. Entretanto, os conjuntos de cátodo planos com com-posição e espessura desejadas para uso nas células de zinco/ar tipo botãopodem ser gradualmente dobrados dentro do espaço de entrada de ar dacélula obstruindo, assim, os orifícios para ar, exceto quando o espaço deentrada de ar é preenchido com material difusor de ar. As patentes U.S.5.27.,905; U.S. 6.602.629 B1; e U.S. 6.830.847 B2 mostram células do tipobotão de zinco/ar com conjuntos de cátodo que têm uma superfície plana emcontiguidade com o espaço de entrada de ar do cátodo e um material difusorde ar que preenche o dito espaço de entrada de ar.

Embora os difusores de ar da técnica anterior que compreen-dem papel ou materiais celulósicos possam servir para melhorar a dispersãodo ar de entrada, eles também tendem a retardar a taxa de transporte de ardiretamente no disco de cátodo, particularmente, nas regiões removidas dosorifícios. Isto pode limitar o desempenho das células de zinco/ar em algumasaplicações.

Consequentemente, é desejável fornecer um material de supor-te configurado dentro do espaço de entrada de ar (câmara de repartição dear) adjacente aos orifícios para ar na lata de cátodo de uma célula de zin-co/ar, em que o dito material configurado fornece ambos os suportes estrutu-rais para o conjunto de cátodo que evita que o conjunto de cátodo se dobreou penetre no espaço de entrada de ar e também permite a dispersão de areficiente dentro do conjunto de cátodo.

É desejável fornecer uma célula de zinco/ar que tem um con-junto de cátodo adjacente ao espaço de entrada de ar (câmara de repartiçãode ar) da lata de cátodo, onde existe um material configurado dentro do es-paço de entrada de ar para suportar o conjunto de cátodo e evitar que o ditoconjunto de cátodo se dobre dentro do espaço de entrada de ar. É desejávelque o conjunto de cátodo tenha uma superfície plana ou substancialmenteplana voltada para o dito espaço de entrada de ar. É desejável que o materi-al de suporte seja configurado para fornecer canais com espaços desocupa-dos (livres) adjacentes aos orifícios para ar, de modo que o ar possa entrarno espaço de entrada de ar e passar livremente para dentro do conjunto decátodo.É desejável posicionar os materiais com configuração apropria-da dentro do espaço de entrada de ar entre o conjunto de cátodo e os orifí-cios para ar na lata de cátodo para fornecer dispersão melhorada de ar deentrada para o conjunto de cátodo.

É desejável eliminar qualquer necessidade de utilizar papel ma-ta-borrão dentro do espaço de entrada de ar da lata de cátodo de uma célulade zinco/ar, uma vez que o papel mata-borrão retarda taxa de transporte dear de entrada para o conjunto de cátodo.

Sumário da Invenção

A invenção refere-se às células de zinco/ar, particularmente, àcélula de zinco/ar em miniatura das células do tipo botão. Esta célula do tipobotão em miniatura tem, tipicamente, uma lata de cátodo e uma lata de âno-do. Existe ao menos um orifício para ar, tipicamente, uma pluralidade de ori-fícios para ar que passam através da extremidade fechada da lata de cáto-do. Depois que os componentes de ânodo e cátodo são inseridos nas res-pectivas latas, as paredes laterais da lata de cátodo são franzidas ao longodas paredes laterais da lata de cátodo com material isolante entre as mes-mas. A invenção refere-se à inserção de um elemento espaçador de ar comformato e estrutura variáveis dentro do espaço de entrada de ar (câmara derepartição de ar) adjacente aos orifícios para ar na extremidade fechada dalata de cátodo.

A célula do tipo botão de zinco/ar em miniatura da invençãotem um formato tipicamente cilíndrico com diâmetro entre cerca de 4 e 20mm, tipicamente, entre cerca de 4 e 16 mm e uma altura entre cerca de 2 e9 mm, de preferência, entre cerca de 2 e 6 mm. As células de zinco/ar po-dem ter uma espessura de parede de lata de ânodo e lata de cátodo quecobre, tipicamente, uma faixa entre cerca de 0,0508 mm (2 mil) e 0,381 mm(15 mil). De forma desejável, as células de zinco/ar podem ter paredes delata de ânodo e lata de cátodo com espessuras entre cerca de 0,0508 mm(2,0 mil) e 0,127 mm (5 mil). Estas espessuras de parede podem ser aplica-das à espessura de um ânodo com uma única camada (desdobrada), daparede lateral da lata de cátodo e também à espessura da extremidade fe-chada do ânodo e da lata de cátodo. Quando as espessuras de parede dalata de ânodo são muito finas, ou seja, se aproximam do limite inferior dasfaixas de espessura de parede acima, prefere-se que a parede lateral da latade ânodo seja dobrada uma vez formando, na verdade, uma parede lateraldupla. Nesta modalidade, será avaliado que as faixas de espessura de pare-de acima se aplicam a cada uma das paredes laterais duplas.

Em um aspecto principal, o elemento espaçador da invenção éinserido no espaço de entrada de ar (câmara de repartição de ar) situadoentre a superfície interna da extremidade fechada da lata de cátodo e o con-junto de cátodo. Existe ao menos um orifício para ar que passa através daextremidade fechada da lata de cátodo e, tipicamente, existe uma pluralida-de de orifícios para ar. O elemento espaçador de ar da invenção pode ter umformato do tipo disco e é caracterizado pelo fato de ter uma ou mais abertu-ras ou seções recortadas entre o mesmo formando canais individuais comespaços desocupados (livres) que atravessam o corpo do dito elemento es-paçador. O elemento espaçador de ar é inserido na lata de cátodo dentro doespaço de entrada de ar (câmara de repartição de ar), de modo que fiqueem contiguidade com os orifícios para ar.

Quando o elemento espaçador é inserido na lata de cátodo, oscanais com espaço desocupado subjazem os orifícios para ar na lata de cá-todo e fornece canais com espaços desocupados desobstruídos (contínuos)entre os orifícios para ar e o conjunto de cátodo (o conjunto de cátodo incluimaterial de cátodo e uma ou mais camadas de barreira para eletrólitos). Aborda periférica do elemento espaçador pode ser circular, não-circular, irre-guiar ou entalhada dependendo do formato e colocação das seções recorta-das. Entretanto, a espessura do elemento espaçador é, de preferência, uni-forme e aproximadamente igual a profundidade do espaço de entrada de ar(câmara de repartição de ar de entrada de ar) da lata de cátodo.

Pode-se ter também um ou mais canais com espaços desocu-pados (livres) criados ao redor do elemento espaçador de ar da invençãoquando estes são inseridos na região de entrada de ar da lata de cátodo ealguns ou todos estes espaços desocupados (livres) ao redor do elementoespaçador podem ser alinhados, de modo que subjazam ao menos algunsdos orifícios para ar. O elemento espaçador é posicionado de modo que aomenos um dos canais desocupados com espaço livre que passa através ouao redor do dito elemento espaçador subjaza ao menos um dos orifícios pa-ra ar. Tipicamente, pode existir uma pluralidade de aberturas ou seções re-cortadas ao longo do elemento espaçador criando uma pluralidade de canaiscom espaços desocupados (livres) que subjazem os orifícios para ar indivi-duais na lata de cátodo. De preferência, existem números suficientes de ca-nais desocupados com espaço livre através ou ao redor do dito elementoespaçador alinhados, de modo que os ditos canais com espaços livres deso-cupados subjazam a maioria dos orifícios para ar. De preferência, os canaisdesocupados com espaço livre subjazam todos os orifícios para ar. De formadesejável, existem canais individuais com espaço livre que passam atravésou ao redor do elemento espaçador, que ficam alinhados com os orifíciospara ar individuais, de modo que os ditos canais com espaço livre passem,de forma não-interrupta, (contínua) e, de preferência, perpendicularmenteentre os orifícios para ar individuais e o conjunto de cátodo.

Os canais individuais com espaço livre que passam através ouao redor do elemento espaçador da invenção e que subjazem os orifíciospara ar individuais na lata de cátodo são caracterizados pelo fato de teremum diâmetro que é, ao menos duas vezes, e desejavelmente entre cerca de2 e 18 vezes, tipicamente entre 2 e 16 vezes o diâmetro dos orifícios para arindividuais na lata de cátodo. O termo "diâmetro" conforme usado na presen-te invenção deve ser interpretado de modo que inclua o diâmetro equivalentepara os orifícios ou aberturas não-circulares. O diâmetro equivalente é o di-âmetro que fornece a mesma área em seção transversal do orifício ou aber-tura como se a área em seção transversal fosse um círculo. Os canais comespaço livre totais que passam através ou ao redor do elemento espaçadorde ar da invenção compreendem entre cerca de 10 e 90 por cento, tipica-mente, entre cerca de 50 e 90 por cento do espaço disponível na região deentrada de ar (câmara de repartição de ar) situada entre a extremidade fe-chada da lata de cátodo e o conjunto de cátodo antes que o elemento espa-çador seja inserido neste. O elemento espaçador da invenção que tem ca-nais largos com espaço desocupado (livre) que subjazem os orifícios para arna lata de cátodo aprimora o fluxo de ar para o conjunto de cátodo aprimo-rando, assim, o desempenho e a eficiência da célula.

Em um aspecto, o elemento espaçador de ar da invenção éformado por material plástico sólido ou metal. O elemento pode ser rígido ouflexível. O elemento espaçador também pode ser constituído por borracharesistente à compressão durável, por exemplo, borracha de estireno-butadieno (SBR), borracha de silicone ou equivalente. De preferência, o e-Iemento espaçador de ar é formado por um plástico durável, que é durávelmas resiste à compressão. Por exemplo, o mesmo pode ser formado pormateriais plásticos comuns que resistem ao fluxo frio (isto é, resiste à com-pressão quando comprimido) como, mas não se limitando a náilon, polietile-no ou polipropileno de alta densidade. Uma vez que o lacre ao redor do con-junto de cátodo é impermeável, conforme descrito nas modalidades específi-cas, não se espera que o elemento espaçador fique exposto ao vazamentode eletrólito. Portanto, o elemento espaçador não precisa resistir especifica-mente ao ataque pelo eletrólito alcalino.

O elemento espaçador de ar da invenção, tem, de preferência,canais largos com espaço desocupado (livre) que subjazem os orifícios paraar na lata de cátodo. Este espaço desocupado forma canais contínuos entreos orifícios para ar individuais e o conjunto de cátodo, aprimorando, assim, ofluxo de ar para o conjunto de cátodo. Isto, por sua vez, resulta no desem-penho aprimorado da célula. Simultaneamente, o elemento espaçador forne-ce suporte suficiente para o conjunto de cátodo, de modo que o conjunto decátodo não possa ser dobrado ou projetado para dentro do espaço de entra-da de ar.

O elemento espaçador da invenção pode ter formatos variados.O elemento espaçador pode ser em formato de um disco que tem uma plura-Iidade de porções recortadas entre o mesmo. O elemento espaçador podeser sob a forma de um disco que tem uma pluralidade de seções recortadasem poliedro ou poliedro parcial entre o mesmo. As seções recortadas podemficar dentro de ligações da borda periférica circunferencial do disco. Destemodo, as paredes das seções recortadas podem ter curvatura ou podem serretas ou substancialmente retas. Em uma disposição preferencial, as por-ções recortadas têm um formato triangular ou piramidal. O disco espaçadoré colocado dentro da entrada de ar (câmara de repartição de ar) da lata decátodo e registrado (posicionado), de modo que as seções recortadas indivi-duais que passam ao longo do disco espaçador também subjazam ao me-nos a maioria dos orifícios para ar individuais na lata de cátodo. Deste modo,as porções recortadas que passam ao longo do disco espaçador formamcanais com espaço desocupado (livre) que subjazem os orifícios para ar in-dividuais e passam, de forma não-interrupta, (contínua) entre os orifícios pa-ra ar individuais e o conjunto de cátodo.

O elemento espaçador da invenção pode ser um elemento emformato de disco com dedos ou folhas que se projetam a partir do centro dodisco. Cada dedo ou folha tem uma abertura que passa entre o mesmo.O disco espaçador é inserido voltado para a superfície interna da extremida-de fechada da lata de cátodo dentro do espaço de entrada de ar (câmara derepartição de ar) da lata de cátodo. O disco espaçador de ar é registrado, demodo que as aberturas individuais que passam através dos dedos no discoespaçador subjazam os orifícios para ar individuais na lata de cátodo. Destemodo, os canais com espaço desocupado (livre) são formados diretamentesob os orifícios para ar na lata de cátodo, de modo o ar que entra na lata decátodo passe diretamente para o conjunto de cátodo. Adicionalmente, exis-tem canais largos com espaço desocupado (livre) entre os dedos individuaisdo disco espaçador. Os canais largos resultantes do espaço livre desocupa-do passam, de forma não-interrupta, entre os orifícios para ar e o conjuntode cátodo e aprimoram o fluxo de ar para o conjunto de cátodo. O disco es-paçador fornece simultaneamente suporte suficiente para o conjunto de cá-todo evitando que o mesmo se dobre dentro do espaço de entrada de ar(câmara de repartição de ar) da lata de cátodo.

O elemento espaçador de ar pode ser sob a forma de um discoque tem uma configuração do tipo estrela. O disco pode ser dimensionado,de modo que existam seções do tipo estrela pontiaguda que se projetem apartir do centro do disco. Cada seção pode ser formada por um par de pare-des laterais retas ou curvas que terminam em um ápice pontiagudo. Podehaver, por exemplo, duas, três ou mais seções entalhadas. Pode haver ca-nais desocupados largos com espaço entre seções entalhadas adjacentesdo disco. O disco espaçador é colocado dentro da entrada de ar (câmara derepartição de ar) da lata de cátodo e registrado, de modo que os canais de-socupados com espaço livre entre as seções entalhadas individuais do discofiquem alinhados para subjazer os orifícios para ar individuais na extremida-de fechada da lata de cátodo. Os canais largos individuais resultantes comespaço livre desocupado passam em trajetórias contínuas, de preferência,trajetórias perpendiculares, entre os orifícios para ar e o conjunto de cátodo,e aprimoram o fluxo de ar para o conjunto de cátodo. O disco espaçador for-nece simultaneamente suporte suficiente para o conjunto de cátodo evitandoque o mesmo se dobre dentro do espaço de entrada de ar (câmara de repar-tição de ar) da lata de cátodo.

O elemento espaçador de ar pode ser sob a forma de um discoque tem uma ou mais aberturas que passam entre o mesmo, por exemplo,no centro do disco. Cada abertura que passa através do disco tem um diâme-tro igual ou maior que os orifícios para ar na lata de cátodo. Tipicamente, exis-te uma abertura no centro do disco. O diâmetro do disco é menor que a dis-tância entre os pares de orifícios para ar opostos na lata de cátodo. Destemodo, quando o disco espaçador é inserido no espaço de entrada de ar (câ-mara de repartição de ar) da lata de cátodo, existem canais largos com espa-ço desocupado livre que subjazem, de preferência, cada um dos orifícios paraar na lata de cátodo incluindo os orifícios para ar que se situam fora da bordaperiférica do disco. Deste modo, alguns dos canais largos com espaço deso-cupado livre que subjazem os orifícios para ar na lata de cátodo são formadospelo espaço livre que se situa fora da borda periférica do disco espaçador eoutros canais com espaço desocupado livre são formados por aberturas lar-gas que passam através do disco espaçador. Estes canais largos com espaçodesocupado livre passam, de forma não-interrupta, entre os orifícios para ar eo conjunto de cátodo e, deste modo, aprimoram o fluxo de ar para o conjuntode cátodo. O disco espaçador fornece simultaneamente suporte suficientepara o conjunto de cátodo evitando que este se dobre dentro do espaço deentrada de ar (câmara de repartição de ar) da lata de cátodo.

O elemento espaçador de ar da invenção pode ser sob a formade uma malha ou grade de polímero tecido ou não-tecido ou fibra de metal.De preferência, o elemento espaçador de ar é formado por uma malha defibra de polímero tecido, por exemplo, fibras tecidas de náilon, poliolefina,poliéster ou outra fibra de polímero comum. Alternativamente, o mesmo po-de ser formado por uma malha de fibra metálica tecida, por exemplo, fibra deaço inoxidável tecido. De preferência, a malha é tecida, de modo que exis-tam aberturas relativamente largas criando canais com espaços desocupa-dos livres entre as fibras.

A malha pode ser tecida, de modo que existam canais desocu-pados formados com "espaço livre" que têm diâmetro geralmente maior queo diâmetro de cada um dos orifícios para ar na lata de cátodo. A malha éinserida no espaço de entrada de ar (câmara de repartição de ar) da lata decátodo. Deste modo, a malha fica em contiguidade com os orifícios para arem uma lateral e o conjunto de cátodo na lateral oposta. De preferência, oscanais com "espaço livre" que subjazem os orifícios para ar passam perpen-dicularmente entre cada respectivo orifício para ar até o conjunto de cátodo.Entretanto, os canais com "espaço livre" formados pelos espaços entre asfibras podem adotar outras rotas (não-perpendiculares) entre cada orifíciopara ar e o conjunto de cátodo. Os canais individuais com espaço livre quepassam através ou ao redor do elemento de malha da invenção que subja-zem os orifícios para ar individuais na lata de cátodo são caracterizados pelofato de terem um diâmetro ao menos duas vezes e, desejavelmente, entrecerca de 2 e 18 vezes, tipicamente, entre cerca de 2 e 16 vezes, por exem-plo, entre cerca de 3 e 16 vezes o diâmetro dos orifícios para ar individuaisna lata de cátodo. Os canais totais com espaço livre que passam através ouao redor do elemento de malha da invenção compreendem entre cerca de10 e 90 por cento, tipicamente entre cerca de 50 e 90 por cento do espaçodisponível na região de entrada de ar (câmara de repartição de ar) situadaentre a extremidade fechada da lata de cátodo e o conjunto de cátodo antesque o elemento de malha seja inserido no mesmo. Os canais largos comespaço desocupado livre que passam através da malha e que subjazem osorifícios para ar individuais na lata de cátodo aprimoram a distribuição e ofluxo de ar no conjunto de cátodo. A malha fornece simultaneamente suportesuficiente para o conjunto de cátodo evitando que este se dobre dentro doespaço de entrada de ar (câmara de repartição de ar) da lata de cátodo.

O elemento espaçador de ar da invenção pode ser formado poruma pluralidade de sulcos ou indentações, formado integralmente na parteexterna da superfície da extremidade fechada do compartimento de cátodo ou apartir de projeções provenientes da superfície interna da lata de cátodo queatingem o conjunto de cátodo. Estes recursos podem ser formados durante ouapós a fabricação da lata de cátodo, por exemplo, aplicando-se uma perfuraçãoou matriz na superfície superior na extremidade fechada da lata de cátodo.

Estes também podem ser formados quando a lata de cátodo é estampada, demodo que a superfície externa na extremidade fechada ou extremidade terminalda lata de cátodo permaneça plana. As projeções podem ser formadas, ainda,depositando-se material nas localizações selecionadas na superfície interna daextremidade fechada da lata de cátodo. Este material pode consistir em nódu-Ios de epóxi, náilon, polietileno ou outro plástico que é depositado a partir demateriais em estado derretido ou semilíquido ou pré-endurecidos que são fixa-dos no lugar usando adesivos. Os sulcos, indentações ou projeções são posi-cionados em regiões na extremidade fechada da lata de cátodo, de preferência,entre fileiras de orifícios para ar que penetram na extremidade fechada. A colo-cação dos sulcos, indentações ou projeções, desta maneira, forma uma plurali-dade de canais com espaços desocupados (livres) que subjazem os orifíciospara ar quando o conjunto de cátodo é inserido na lata de cátodo. Os canaiscom espaços desocupados criados pelos sulcos, projeções ou indentações têmuma largura que é desejavelmente maior que o diâmetro de cada um dos orifí-cios para ar. O ápice de cada recurso é posicionado em nível, de modo quepossa entrar em contato com a superfície plana do conjunto de cátodo propor-cionando, assim, o suporte para o conjunto de cátodo. Os canais com espaçosdesocupados (livres) que resultam destes recursos na lata de cátodo que seprojeta para dentro do espaço de entrada de ar (câmara de repartição de ar)fornecem canais largos para que o ar passe dos orifícios para ar para o conjun-to de cátodo.

Breve Descrição dos Desenhos

A invenção será melhor entendida com referência aos dese-nhos em que:

A Figura 1 é uma vista em seção transversal isométrica de umamodalidade da célula de zinco/ar da invenção.

A Figura 2 é uma vista explodida de uma modalidade preferen-cial do conjunto de cátodo catalítico mostrado na Figura 1.

A Figura 3A é uma vista pictórica da extremidade fechada dalata de cátodo mostrada na Figura 1.

A Figura 3B é uma vista pictórica de uma primeira modalidadede um elemento espaçador de ar para colocação dentro do espaço de entra-da de ar da lata de cátodo mostrado na Figura 3A.

A Figura 3C é uma vista em elevação em seção transversal daextremidade fechada da lata de cátodo da Figura 3A com o elemento espa-çador, mostrado na Figura 3B, inserido no espaço de entrada de ar da latade cátodo.

A Figura 4a é uma vista pictórica da extremidade fechada da la-ta de cátodo mostrado na Figura 1.

Figura 4B é uma vista pictórica de uma segunda modalidade deum espaçador de ar para colocação dentro do espaço de entrada de ar dalata de cátodo mostrado na Figura 4A.

A Figura 4C é uma vista em elevação em seção transversal daextremidade fechada da lata de cátodo da Figura 4A com o elemento espa-çador, mostrado na Figura 4B, inserido no espaço de entrada de ar da latade cátodo.

Figura 5A é uma vista pictórica da extremidade fechada da latade cátodo mostrada na Figura 1.Figura 5B é uma vista pictórica de uma terceira modalidade deum elemento espaçador de ar para colocação dentro do espaço de entradade ar da lata de cátodo mostrado na Figura 5A.

A Figura 5C é uma vista em elevação em seção transversal daextremidade fechada da lata de cátodo da Figura 5a com o elemento espa-çador, mostrado na Figura 5B, inserido no espaço de entrada de ar da latade cátodo.

A Figura 6A é uma vista pictórica da extremidade fechada dalata de cátodo mostrada na Figura 1.

A Figura 6B é uma vista pictórica de uma quarta modalidade deum elemento espaçador de ar para colocação dentro do espaço de entradade ar da lata de cátodo mostrado na Figura 6A.

A Figura 6C é uma vista em elevação em seção transversal daextremidade fechada da lata de cátodo da Figura 6A com o elemento espa-çador mostrado na Figura 6B inserido no espaço de entrada de ar da lata decátodo.

A Figura 7A é uma vista pictórica da extremidade fechada dalata de cátodo mostrada na Figura 1.

A Figura 7B é uma vista pictórica de uma quinta modalidade deum elemento espaçador de ar para colocação dentro do espaço de entradade ar da lata de cátodo mostrado na Figura 7A.

A Figura 7C é uma vista em elevação em seção transversal daextremidade fechada da lata de cátodo da Figura 7A com o elemento espa-çador, mostrado na Figura 7B, inserido no espaço de entrada de ar da latade cátodo.

A Figura 8A é uma vista pictórica da extremidade fechada dalata de cátodo, mostrada na Figura 1, mas com sulcos adicionados na super-fície da mesma.

A Figura 8B é uma vista pictórica de uma modalidade de umelemento espaçador de ar formado por sulcos feitos na extremidade fechadada lata de cátodo, onde os sulcos funcionam como o elemento espaçadorpara o espaço de entrada de ar da lata de cátodo mostrado na Figura 8A.Descrição Detalhada

A invenção refere-se às células de ar eletroquímicas despolari-zadas. Estas células têm um ânodo de metal, que compreende tipicamentezinco dentro de um compartimento de ânodo e existe uma entrada de ar pa-ra o material de cátodo dentro do compartimento de cátodo. A célula é co-mumente referida como uma célula de metal/ar ou célula de ar despolariza-da e, mais tipicamente, uma célula de zinco/ar.

A célula de zinco/ar da invenção tem desejavelmente a formade uma célula do tipo botão em miniatura. A mesma tem uma aplicação par-ticular como uma fonte de energia para dispositivos eletrônicos pequenoscomo aparelhos auditivos. Mas estas células também podem ser usadaspara ligar outros dispositivos eletrônicos. A célula do tipo botão de zinco/arem miniatura da invenção tem tipicamente um formato cilíndrico do tipo discocom diâmetro entre cerca de 4 e 20 mm, por exemplo, entre cerca de 4 e 16mm, de preferência, entre cerca de 4 e 12 mm. A célula do tipo botão de zin-co/ar em miniatura tem uma altura entre cerca de 2 e 9 mm, de preferência,entre cerca de 2 e 6 mm. A célula de zinco/ar em miniatura tem, tipicamente,uma voltagem de carga de operação entre cerca de 1,2 Volts e 0,2 Volts.A célula tem, tipicamente, um perfil de voltagem de descarga substancial-mente plano entre cerca de 1,1 e cerca de 0,9 Volts, e portanto, a voltagempode, então, cair muito abruptamente a zero. A célula de zinco/ar em minia-tura pode ser descarregada em uma taxa geralmente entre cerca de 0,2 e 25miliamperes. O termo "células em miniatura" ou "célula do tipo botão em mi-niatura" conforme usado no presente documento tem intenção de incluir es-tas células do tipo botão de tamanho pequeno, mas não se restringe a isto,uma vez que outros formatos e tamanhos de células de zinco/ar pequenassão possíveis. Por exemplo, as células de zinco/ar também podem ser pro-duzidas em tamanhos um pouco maiores tendo um compartimento cilíndricocom tamanho comparável às células alcalinas de Zn/MnC>2 AAAA, AAA, AA1C e D convencionais e até tamanhos maiores.

A célula da invenção pode conter mercúrio, por exemplo, cercade 3 por cento, em peso, de zinco no ânodo ou pode ser essencialmenteisenta de mercúrio (nenhuma célula de mercúrio adicionada). Nestas célulassem mercúrio adicionado não existe mercúrio adicionado e o único mercúriopresente se encontra em quantidades-traço que ocorrem naturalmente nozinco. Consequentemente, a célula da invenção pode ter um conteúdo demercúrio total menor que cerca de 100 partes por milhão de partes, em pe-so, de zinco, de preferência, menos que 40 partes por milhão de partes(ppm), em peso, de zinco, com mais preferência menos que cerca de partespor milhão de partes, em peso, de zinco. (O termo "essencialmente isenta demercúrio" conforme usado no presente documento deve significar que a cé-lula tem um conteúdo de mercúrio menor que cerca de 100 partes por milhãode partes, em peso, de zinco.) A célula da invenção pode ter uma quantida-de muito pequena de aditivo de chumbo no ânodo. Se o chumbo for adicio-nado ao ânodo, o conteúdo de chumbo na célula pode ficar, tipicamente,entre cerca de 100 e 800 ppm de zinco no ânodo. Entretanto, desejavelmen-te a célula não contém quantidades adicionadas de chumbo e, deste modo,pode ser essencialmente isenta de chumbo, ou seja, o conteúdo total dechumbo é menor que cerca de 30 ppm, desejavelmente menor que 15 ppmde zinco no ânodo.

A célula de zinco/ar 210 da invenção (Figura 1) tem um com-partimento de ânodo 260, um compartimento de cátodo 240 e material iso-lante elétrico 270 entre esta. Cada compartimento de ânodo 260 e compar-timento de cátodo 240 se apresenta, de preferência, sob a forma de uma lataou taça tendo uma extremidade fechada e uma extremidade aberta oposta.O compartimento de ânodo 260 tem um corpo 263 formando paredes Iate-rais, uma extremidade fechada integral 269 e uma extremidade aberta 267.O compartimento de cátodo 240 tem um corpo 242, uma extremidade fecha-da integral 249 e uma extremidade aberta 247. A extremidade fechada 249do compartimento de cátodo (quando o compartimento é mantido na posiçãovertical com a extremidade fechada em cima) tem, tipicamente, uma porçãoelevada 244 próxima ao seu centro. Esta porção elevada 244 forma a áreade contato do terminal positivo e contém, tipicamente, uma pluralidade deorifícios para ar 243 entre estes. A extremidade fechada do compartimentode cátodo 249 também tem, tipicamente, um degrau anular rebaixado 245que se estende a partir da borda periférica 246 da porção terminal elevadaaté a borda periférica externa 248.

O compartimento de ânodo 260 (lata de ânodo) contém umamistura de ânodo 250 compreendendo zinco particulado e eletrólito alcalino.O zinco particulado é desejavelmente ligado com cerca de 100 e 1000 ppmde índio. As partículas de zinco também podem ser folheadas com índio adi-cional, de preferência, entre cerca de 100 e 1500 ppm de índio. O comparti-mento de cátodo 240 tem uma pluralidade de orifícios para ar 243 na porçãoelevada 244 de sua superfície na extremidade fechada dos mesmos. Umconjunto de cátodo catalítico 230 contendo um material de composto catalíti-co 234 (Figura 2) é colocado dentro do compartimento próximo aos orifíciospara ar. O composto catalítico 234 compreende uma mistura de cátodo cata-lítico 233 sob a forma de um disco revestido em uma tela 237. Durante adescarga de célula, o material catalítico 233 facilita a reação eletroquímicacom oxigênio ambiente quando este ingressa através de orifícios para ar243. Um selante adesivo 143 é aplicado ao longo de uma porção da superfí-cie interna do compartimento de cátodo 240. Em uma modalidade preferen-cial, o adesivo pode ser aplicado como um anel contínuo na superfície inter-na 245a do degrau anular rebaixado 245 na extremidade fechada 249 docompartimento mostrado na Figura 1 e também descrito na patente U.S.6.436.156 B1. Se a extremidade fechada do compartimento de cátodo é pla-na, ou seja, não tem um degrau rebaixado 245, o selante adesivo 143 podeser aplicado à superfície interna da extremidade fechada 249 adjacente àborda periférica externa 248 da dita extremidade fechada. Neste último caso,o selante adesivo 143 é desejavelmente aplicado como um anel contínuo àsuperfície interna da extremidade fechada 249, de modo que o anel contínuode adesivo 143 tenha um diâmetro externo entre cerca de 75 por cento e100 por cento, de preferência, entre cerca de 90 e 100 por cento, com maispreferência, entre cerca de 95 e 100 por cento do diâmetro interno da extre-midade fechada 249.

Mostra-se um compartimento de cátodo representativo 240 (la-ta de cátodo) na Figura 1. O compartimento de cátodo 240 se apresenta soba forma de uma lata que tem uma extremidade fechada 249 e extremidadeaberta oposta 247 com o corpo 242 (paredes laterais) entre as mesmas.

A porção central 244 na extremidade fechada 249 pode ser elevada (con-forme mostrado) e forma a região de contato de terminal positivo. Entretanto,toda a extremidade fechada 249 pode ser plana, ou seja, sem qualquer por-ção central elevada. Existem um ou mais orifícios para ar 243 através daextremidade fechada do compartimento de cátodo 249. Existe um espaço deentrada de ar 288 (câmara de repartição de ar) entre a extremidade fechadado compartimento de cátodo 249 e o conjunto de cátodo 230. Geralmente, oespaço de entrada de ar 288 (câmara de repartição de ar) considerado comoo espaço disponível entre a superfície interna da extremidade fechada docompartimento de cátodo 249 e o conjunto de cátodo 230 antes que qual-quer material difusor de ar (por exemplo, o material espaçador 300 da inven-ção) seja inserido no mesmo. Convencionalmente, o material difusor de ar écomposto de papel permeável a ar ou material celulósico poroso que nor-malmente é inserido para preencher completamente o espaço de entrada dear disponível 288.

Na modalidade mostrada na Figura 1, existe uma porção cen-tral elevada 244 na extremidade fechada do compartimento de cátodo 249.

Nesta modalidade (Figura 1), o espaço de entrada de ar 288 (câmara de re-partição de ar) é o espaço disponível entre a superfície interna da porçãoelevada 244 da extremidade fechada do compartimento de cátodo 249 e doconjunto de cátodo 230 antes que o material difusor de ar (ou comparável)seja inserido no mesmo. Para os propósitos desta descrição, qualquer ca-mada de barreira para eletrólitos como a camada de barreira para eletrólitos232 no conjunto de cátodo 230 pode ser considerada como parte do conjun-to de cátodo 230. Existem um ou mais orifícios para ar 243 através da ditaporção elevada 244. No compartimento de cátodo representativo 240 mos-trado na Figura 1 existem cinco orifícios para ar 243a a 243e que penetramatravés da porção elevada 244 da extremidade fechada do compartimentode cátodo 239.Um conjunto de cátodo catalítico 230 (Figuras 1 e 2) pode serformado laminando-se uma camada de material de película de barreira paraeletrólito 235, de preferência, Teflon (politetrafluoroetileno) em uma lateral domaterial de composto catalítico 234 e um material separador permeável aíons 238 na lateral oposta. A película de barreira para eletrólito 235, de pre-ferência, de Teflon tem uma propriedade permeável a ar que ainda evita queágua e eletrólito passem através da mesma. A borda do conjunto de cátodocatalítico 230 pode ser aplicada ao dito anel adesivo 143 no degrau 245 for-necendo, assim, uma vedação adesiva permanente entre o conjunto de cá-todo 230 e o degrau do compartimento 245. O conjunto de cátodo catalítico230 pode ser aplicado ao adesivo 143 no degrau 245 com a barreira paraeletrólito 235 entrando em contato diretamente com o adesivo 143. (Opcio-nalmente, uma camada de barreira para eletrólito adicional 232 (Figuras 1 e2) pode ser revestida na barreira para eletrólito 235 e ligada ao adesivo 143,conforme descrito no parágrafo seguinte). O uso de selante adesivo 143também reduz a quantidade de força de frisagem necessária durante a frisa-gem da borda periférica externa 242b ao longo do corpo de compartimentode ânodo. Isto é particularmente vantajoso nos compartimentos com paredesfinas do ânodo e do cátodo 240 e 260 com espessura de parede entre cercade 0,0254 mm (0,001 polegada) e 0,38 mm (0,015 polegada), particularmen-te, com espessuras de parede de compartimento do ânodo e do cátodo entrecerca de 0,0508 mm (0,002 polegada) e 0,127 mm (0,005 polegada). O usode selante adesivo 143 também é vantajoso quando os conjuntos de cátodocatalíticos 230 são empregados, já que as forças de frisagem altas possi-velmente poderiam distorcer ou quebrar estes compartimentos e conjuntosde cátodo finos.

Em uma modalidade preferencial, um material de barreira paraeletrólito separado 232, de preferência, de Teflon, pode ser aplicado ao aneladesivo 143 sobre a superfície interna 245a de degrau 245, ligando, assim, omaterial de barreira para eletrólito 232 à superfície interna de degrau 245. Oconjunto catalítico 230 pode ser, então, aplicado sobre o material de barreirapara eletrólito 232, de preferência, com a superfície do segundo material debarreira para eletrólito 235, de preferência, de Teflon, entrando em contatocom o material de barreira 232 (Figura 2). Nesta modalidade, o material debarreira para eletrólito adicional 232 pode ser considerado como parte doconjunto de cátodo 230. O material de barreira 232 quando ligado à superfí-cie interna 245a de degrau 245, particularmente, em combinação com umsegundo material de barreira 235 (Figura 2) sendo aplicado contra materialde barreira 232, fornece um lacre bastante eficaz impedindo que o eletrólitomigre através ou em torno da borda do conjunto catalítico 230 e vaze gradu-almente de orifícios para ar 243. Tal lacre eficaz elimina a necessidade deempregar um mata-borrão tipo difusor de ar, tipicamente de papel ou materi-al celulósico poroso para preencher o espaço de entrada de ar 288 (câmarade repartição de ar) para absorver o vazamento de eletrólito. Ou seja, foideterminado como uma parte da invenção que o espaçador de ar da inven-ção, por exemplo, espaçador 300 que substitui o papel mata-borrão, nãoprecisa ter a propriedade absorvente de eletrólito líquido. Isto ocorre, poisnão há vazamento de eletrólito esperado no espaço de entrada de ar 288devido ao lacre impermeável empregado em torno do conjunto de cátodo230 resultando na medida do uso de anel adesivo 143 e material de barreirapara eletrólitos 232 e 235.

O material mata-borrão difusor de ar é constituído por papelpermeável a ar ou material celulósico poroso que é inserido contra a extre-midade fechada 249 do compartimento de cátodo 240 de tal modo que estecubra os orifícios para ar 243 e preencha completamente o espaço de entra-da de ar 288. Embora tal material difusor de ar atue como uma almofadaimpedindo que o conjunto de cátodo 230 se dobre no espaço de entrada dear 288, este pode impedir o fluxo livre de ar de entrada ao conjunto de cáto-do 230.

Foi determinado na presente invenção que o material difusorde ar convencional que preenche o espaço de entrada de ar disponível 288pode ser substituído por estruturas de plástico sólido ou metal de configura-ções variadas. Tais estruturas são referidas na presente invenção como e-lementos espaçadores de ar da invenção. As modalidades específicas detais elementos espaçadores que são destinadas a serem representativas dainvenção são apresentadas na presente invenção como elementos espaça-dores 300 (Figura 3A); 400 (Figura 4B); 500 (Figura 5B); e 600 (Figura 6B).Estes elementos espaçadores são, de preferência, de material plástico durá-vel. Por exemplo, estes podem ser de material igual ou similar ao disco iso-Iante 270. Como tais, estes podem ser tipicamente de náilon, polietileno, po-lipropileno ou geralmente, qualquer material plástico que é durável e resisteà compressão. O material usado para estes elementos espaçadores nãoprecisa ser permeável a ar. Alternativamente, os elementos espaçadores300, 400, 500, e 600 acima podem ser de borracha resistente à compressão,tal como, borracha de estireno-butadieno (SBR) ou borracha de silicone. Es-tes elementos espaçadores também podem ser de metal resistente à oxida-ção, de preferência, aço inoxidável.

Os elementos espaçadores de ar acima 300, 400, 500 e 600,que são representativos da invenção, têm aberturas ou seções de corteatravés da quais se formam "canais de espaço desocupado (livre)" quandoestes forem inseridos na região de entrada de ar 288 (câmara de repartiçãode ar) do cátodo e lata 240. Os elementos espaçadores 300, 400, 500 e 600podem ser ter um formato tipo disco. A borda periférica do elemento espa-çador pode ser circular, não-circular, irregular ou entalhado dependendo doformato e posicionamento das aberturas ou seções de corte. A espessura doelemento espaçador, no entanto, é, de preferência, uniforme e quase igual àprofundidade da região de entrada de ar 288 dentro da lata de cátodo 240.Quando inseridos e registrados apropriadamente dentro da região de entra-da de ar 288 os ditos elementos espaçadores de ar da formam "canais deespaço livre desocupado" 284 subjacente a ao menos à maioria de orifíciospara ar 243, e tais canais desocupados 284 se estendem entre ao menos amaioria dos orifícios para ar 243 e o conjunto de cátodo 230. Os canais deespaço livre desocupado 284 passam continuamente entre os orifícios paraar individuais 243 e o conjunto de cátodo 230. Os "canais desocupados" são,de preferência, canais de "espaço livre" que se estendem de forma perpen-dicular de um orifício para ar individual 243 ao conjunto de cátodo 230. Os"canais de espaço desocupado" subjacentes aos orifícios para ar 243 têmum diâmetro ou são largos o suficiente para que possam cobrir a seçãotransversal de orifícios para ar individuais. De preferência, os canais de es-paço desocupado têm um diâmetro que é maior que o diâmetro dos orifíciospara ar. De maneira desejável, há "canais desocupados" individuais suficien-tes subjacentes a ao menos a maior parte dos orifícios para ar. Visto que tais"canais desocupados" individuais são contínuos, ou seja, sem obstruçõesentre ao menos a maior parte dos orifícios para ar individuais 243 e o con-junto de cátodo 230, o ar irá fluir através dos orifícios para ar individuais 243diretamente para o conjunto de cátodo 230. Isto proporciona uma distribui-ção de fluxo de ar mais eficaz e mais eficiente dentro do espaço de entradade ar 288 (câmara de repartição de ar) da lata de cátodo 240 do que atravésdo uso de material difusor de ar convencional (papel permeável a ar ou ma-terial celulósico poroso). O material difusor de ar convencional poderia pre-encher o espaço de entrada de ar disponível 288 e cobrir os orifícios para ar243. Ao contrário, os elementos espaçadores da invenção têm bolsos de"espaço desocupado" que formam canais contínuos individuais de espaçolivre 284 subjacentes aos orifícios para ar 243.

Os canais de espaço livre 284 que passam através ou em tornodo elemento espaçador, por exemplo, elementos espaçadores 300, 400, 500e 600 da invenção são caracterizados pelo fato de estes terem um diâmetroque é ao menos 2 vezes e, de maneira desejável, entre cerca de 2 e 18 ve-zes, tipicamente entre cerca de 2 e 16 vezes, por exemplo, entre cerca de 3e 16 vezes o diâmetro dos orifícios para ar individuais na lata de cátodo queestes subjazem. (O termo "diâmetro", para uso na presente invenção, deveser interpretado com a finalidade de incluir o diâmetro equivalente de orifí-cios ou aberturas não-circulares. O diâmetro equivalente é o diâmetro queexibe a mesma área em seção transversal real do orifício ou abertura comose a área em seção transversal fosse a de um círculo. A área em seçãotransversal do orifício ou abertura é a área tomada através de um plano per-pendicular ao eixo longitudinal do orifício ou abertura). Os canais totais deespaço livre 284 que passam através ou em torno do elemento espaçadorde ar da invenção compreendem entre cerca de 10 e 90 por cento, tipica-mente entre cerca de 50 e 90 por cento do espaço disponível na região deentrada de ar 288 (câmara de repartição de ar) localizada entre a extremida-de fechada da lata do cátodo 249 e o conjunto de cátodo 230 antes de o e-Iemento espaçador de a invenção ser inserido nesta.

As modalidades representativas dos elementos espaçadoresda invenção, por exemplo, elementos espaciais 300, 400, 500 e 600, sãoilustradas nos desenhos em seção transversal das Figuras 3C, 4C, 5C e 6C,respectivamente, que mostram o posicionamento dos elementos espaçado-res dentro do espaço de entrada de ar 288 da lata de cátodo. De forma im-portante, os elementos espaçadores de ar da invenção, por exemplo, os e-Iementos espaçadores 300, 400, 500 e 600, também fornecem suporte sufi-ciente ao conjunto de cátodo 230, impedindo que o dito conjunto de cátodo230 se dobre ou, de outro modo, projetando-se para dentro do espaço deentrada de ar 288 (câmara de repartição de ar) durante a montagem da célu-la ou uso da célula. Desta maneira, os elementos espaçadores de ar da in-venção, tais como, elementos espaçadores 300, 400, 500 e 600 que sãoconstituídos de plástico sólido, borracha ou metal aprimoram o fluxo de araté conjunto de cátodo 230, aperfeiçoando, assim, o desempenho celular eeficiência enquanto fornecem simultaneamente suporte suficiente ao conjun-to de cátodo 230 de modo que este não possa se flexionar ou se projetarpara dentro do espaço de entrada de ar 288.

Em uma primeira modalidade da invenção, um elemento espa-çador 300, que tem a configuração melhor mostrada na Figura 3B, é inseridono espaço de entrada de ar 288 (câmara de repartição de ar) subjacente aosorifícios para ar 243. O elemento espaçador 300 (Figura 3B) é inserido con-tra a superfície interna da extremidade fechada do compartimento de cátodo249 (Figura 3A). O elemento espaçador 300 é inserido no espaço de entradade ar disponível 288 entre a extremidade fechada 249 do compartimento decátodo 240 e o conjunto de cátodo 230 (Figura 3C). Uma seção transversaldo elemento espaçador 300 inserido no espaço de entrada disponível 288 docompartimento de cátodo 240 é mostrada na Figura 3C. O elemento espa-çador 300 pode ser feito de material plástico durável que resiste à compres-são, por exemplo, náilon, polietileno ou polipropileno de alta densidade ououtros plásticos comuns. Alternativamente, o elemento espaçador 300 podeser constituído de borracha resistente à compressão, tal como, borracha deestireno-butadieno ou borracha de silicone ou este pode ser constituído demetal resistente à oxidação, por exemplo, aço inoxidável. O elemento espa-çador 300 também pode ser formado de papel mata-borrão tradicional ououtros materiais permeáveis a ar. O elemento espaçador 300 (Figura 3B)tem, de preferência, a forma de um disco que tem uma pluralidade de se-ções poliédricas ou parcialmente poliédricas através deste. As paredes dasseções de corte podem ter, desse modo, uma curvatura ou estas podem serretas ou substancialmente retas. As seções de corte podem estar dentro doslimites da borda periférica circunferencial do disco, conforme mostrado naFigura 3B. Na modalidade mostrada na Figura 3B, o disco espaçador 300tem quatro seções de corte 310a, 310b, 31 Od e 31 Oe tendo parede lateraltriangular e, assim, parecem ter um formato piramidal ou parcialmente pira-midal, porém também podem ter um formato prismático. A extremidade fe-chada 249 da lata do cátodo 240 pode ter cinco disposições típicas de orifí-cios para ar 243a a 243e, conforme mostrado na Figura 3A. A disposição deorifício para ar mostrada na Figura 3A é ilustrativa, visto que será avaliadoque outra disposição de orifícios para ar pode ser empregada. Também seráavaliado que o número de orifícios para ar 243 pode variar, e, portanto, nãose destina a se restringir a cinco.

O disco espaçador 300 é inserido no espaço de entrada de ardisponível 288 (câmara de repartição de ar) subjacente aos orifícios para ar243. O disco espaçador 300 é, de preferência, registrado de tal modo que asseções de corte 310a e 310b fiquem subjacentes ao ar 243a e 243b, respec-tivamente. As seções de corte 31 Od e 31 Oe subjazem os orifícios para ar243d e 243e, respectivamente. Desta maneira, haverá canais de espaço de-socupado (aberto) 284 ao menos para as regiões dentro do espaço de en-trada de ar 288 subjacente aos orifícios para ar 243a, 243b, 243d, e 243e.Apenas o orifício para ar 243c (que pode ser eliminado) terá material de dis-co espaçador 300 que subjaz e bloqueia este orifício para ar. (Desta manei-ra, na configuração de disco espaçador 300 mostrada na Figura 3 quatrodentre cinco orifícios para ar terão canais de espaço desocupado (livre) sub-jacentes a estes orifícios, quando o disco espaçador de ar 300 for inserido eregistrado dentro do espaço de entrada de ar 284.) O espaço desocupadosubjacente a cada um destes orifícios para ar está sob a forma de canaiscontínuos individuais que terão um diâmetro ao menos tão grande quanto odiâmetro de cada orifício para ar. (Cada canal de espaço desocupado 284passa continuamente de um orifício para ar 243 na extremidade fechada dalata do cátodo 249 para o conjunto de cátodo 230, que inclui qualquer mate-rial de barreira para eletrólito 232.) Cada orifício para ar 243 tem um diâme-tro entre cerca de 0,178 mm (7 mil) e 0,381 mm (15 mil), tipicamente entrecerca de 0,178 mm (7 mil) e 0,305 mm (12 mil). Quando o disco espaçador300 for inserido sob os orifícios para ar 243, cada canal individual de espaçodesocupado (livre) 284 subjacente aos orifícios para ar 243a, 243b, 243d, e243e terá um diâmetro ao menos tão grande e, de preferência, que excede odiâmetro de cada um destes orifícios para ar, conforme mostrado na Figura3C.

No desenho em seção transversal mostrado na Figura 3C, ocanal de espaço desocupado (livre) 310a subjacente ao orifício para ar 243aé mostrado e o canal de espaço desocupado (livre) 310b subjacente ao orifí-cio para ar 243b é mostrado. O material sólido 300 é mostrado dentro doespaço de entrada de ar 284 entre o espaço desocupado (livre) 310a e310b, como mais bem mostrado na Figura 3C. De forma similar, há um ma-terial sólido 300 entre o espaço desocupado (livre) 310c e 31 Od subjacenteaos orifícios para ar 243d e 243e, respectivamente. De modo desejável, asseções de corte 310a a 310c no disco espaçador 300 podem ser dimensio-nadas de tal modo que a quantidade de espaço desocupado (livre) 284 (de-finida pelas seções de corte 310a a 310c) seja entre cerca de 10 e 90 porcento, tipicamente entre cerca de 50 e 90 por cento do espaço disponível288 (câmara de repartição de ar) antes de o disco espaçador 300 ser inseri-do neste. O material sólido entre as seções de corte 310a a 31 Od do discoespaçador 300 fornece suporte ao conjunto de cátodo subjacente 230, e im-pede que o conjunto de cátodo 230 se dobre no espaço de entrada de ar288 durante a montagem ou uso da célula. Simultaneamente, os canais deespaço desocupado (livre) 284 subjacente aos orifícios para ar 243a, 243b,243d e 243e fornecem distribuição de ar desobstruída de ar que entra nestesorifícios para ar. Desta maneira, o ar de entrada destes orifícios para ar pas-sa diretamente até o conjunto de cátodo 230. Tal distribuição desobstruídade ar de entrada aprimora o desempenho total da célula comparada commodalidades convencionais em que todo o espaço de entrada de ar disponí-vel 288 (câmara de repartição de ar) subjacente aos orifícios para ar 243 écompletamente preenchido com material difusor de ar, tal como, papel oumaterial celulósico poroso.

Uma segunda modalidade do espaçador de ar da invenção émostrada como elemento espaçador de ar 400 (Figura 4B). O espaçador dear 400 pode ser um elemento com formato de disco que tem uma pluralidadede dedos ou folhas que se projeta a partir do centro do disco. Na modalidademostrada na Figura 4B, o disco espaçador 400 tem quarto dedos 405a,405b, 405d e 405e que se projetam a partir do centro do disco. Há uma a-bertura 410a, 410b, 41 Od e 41 Oe em cada dedo, respectivamente. O ele-mento espaçador 400 (Figura 4B) é inserido contra a superfície interna daextremidade fechada do compartimento de cátodo 249 (Figura 4A). O ele-mento espaçador 400 é inserido no espaço de entrada de ar disponível 288entre a extremidade fechada 249 do compartimento de cátodo 240 e o con-junto de cátodo 230 (Figura 4C). Uma seção transversal do elemento espa-çador 300 inserido no espaço de entrada disponível 288 (câmara de reparti-ção de ar) do compartimento de cátodo 240 é mostrada na Figura 3C. O es-paçador 400 pode ser constituído de plástico durável, borracha ou metal, talcomo, aço inoxidável, conforme descrito na modalidade anterior. Será avali-ado que a configuração de elemento espaçador de ar 400 pode ter um nú-mero menor ou maior de dedos dependendo do número de orifícios para ar243 na lata de cátodo 240. Com o número e alinhamento de orifícios para ar243 mostrados na Figura 4A a título de exemplo específico, a configuraçãode elemento espaçador de ar 400 pode ser, de modo desejável, conformemostrado na Figura 4B.

O disco espaçador de ar 400 é inserido no espaço de entradade ar entre a extremidade fechada da lata do cátodo 249 e o conjunto decátodo 230. O disco espaçador 400 é registrado de tal modo que a abertura410a fique subjacente ao orifício para ar 243a, a abertura 410b sustente oorifício para ar 243b, a abertura 41 Od sustente o orifício para ar 243d, e aabertura 41 Oe sustente o orifício para ar 243e. As aberturas 410a, 410b,41 Od e 41 Oe têm um diâmetro maior do que o diâmetro dos respectivos orifí-cios para ar 243a, 243b, 243d e 243e. Os canais de espaço desocupado(livre) são, assim, formados diretamente sob os orifícios para ar 243a, 243b,243d e 243e de tal modo que o ar que entra nestes orifícios para ar passediretamente para o conjunto de cátodo 230. Apenas o orifício para ar 243c ébloqueado por material subjacente de espaçador de ar 400, e na modalidademostrada, o orifício 243c pode ser eliminado. Adicionalmente, há canais deespaço desocupado (livre) entre os dedos 405a, 405b, 405d e 405e. Destamaneira, quando o espaçador de ar 400 for inserido na região de entrada dear 288 da lata de cátodo 240 surgem canais individuais de espaço desocu-pado 284 subjacentes a cada orifício para ar 243a, 243b, 243d e 243e e ca-nais adicionais de espaço livre criados a partir do espaço entre os dedos405a, 405b, 405d e 405e. De forma desejável, o espaço total desocupadocriado pelo espaçador de ar 400 pode ser entre cerca de 10 e 90 por cento,tipicamente entre cerca de 50 e 90 por cento do espaço total disponível daregião de entrada de ar (cheia de matéria) 288 do compartimento de cátodo240 antes de o espaçador de ar 400 ser inserido neste.

Como na modalidade anterior, o material sólido no disco espa-çador de ar 400 fornece suporte ao conjunto de cátodo subjacente 230, eimpede que o conjunto de cátodo 230 se dobre no espaço de entrada de ar288 durante a montagem ou uso da célula. Simultaneamente, os canais deespaço desocupado (livre) 284 subjacente aos orifícios para ar 243a, 243b,243d e 243e fornecem distribuição de ar desobstruída de ar que entra nestesorifícios para ar ao conjunto de cátodo 230. Desta maneira, o ar de entradadestes orifícios para ar passa diretamente para o conjunto de cátodo 230.Tal distribuição desobstruída de ar de entrada aprimora o desempenho totalda célula comparada com modalidades convencionais em que todo o espaçode entrada de ar disponível 288 (câmara de repartição de ar) subjacente aosorifícios para ar 243 é completamente preenchido com material difusor de ar,tal como, papel ou material celulósico poroso.

Uma terceira modalidade do elemento espaçador de ar da in-venção é mostrada como espaçador de ar 500 (Figura 5B). O espaçador dear 500 tem uma configuração tipo estrela. Na configuração mostrada na Fi-gura 5B, o elemento espaçador tem o formato de configuração tipo estrelade três pontas 504a, 504b e 504c. Cada seção pode ser formada de um parde paredes laterais retas ou curvadas que terminam em um ápice pontiagu-do 505a, 505b e 505c, respectivamente, conforme mostrado na Figura 5B.Há um amplo espaço desocupado 510a entre o ápice 505a e 505c; há umamplo espaço desocupado 510b entre o ápice 505a e 505b; e há um amploespaço desocupado 510c entre o ápice 505b e 505c. O elemento espaçador500 (Figura 5B) é inserido contra a superfície interna da extremidade fecha-da do compartimento de cátodo 249 (Figura 5A). O elemento espaçador 500é inserido no espaço de entrada de ar disponível 288 entre a extremidadefechada 249 do compartimento de cátodo 240 e o conjunto de cátodo 230(Figura 5C). Conforme nas duas modalidades anteriores, o espaçador de ar500 pode ser formado de material plástico durável resistente à compressão,por exemplo, náilon, polietileno, polipropileno ou outros plásticos comuns.Alternativamente, o espaçador de ar 500 pode ser feito de borracha ou me-tal, tal como, aço inoxidável. O elemento espaçador de ar 500 é, de mododesejável, inserido no espaço de entrada de ar 288 subjacente aos orifíciospara ar 243 e é registrado de tal modo que o espaço desocupado 510a fiquesubjacente aos orifícios para ar 243a e 243d; o espaço desocupado 510bsustente o orifício para ar 243b; e o espaço desocupado 510c sustente oorifício para ar 243e da lata do cátodo 240. Desta maneira, o único orifíciopara ar que tem material subjacente é o orifício para ar 243c, que pode sereliminado. Alternativamente, pode haver uma abertura (não mostrada) quepassa através do centro do elemento espaçador de ar 500 de tal modo queesta abertura central sustente o orifício para ar 243c quando o espaçador dear 500 for inserido no espaço de entrada de ar 284. Quando o espaçador dear 500 for inserido e registrado na maneira descrita acima, haverão canaisde espaço desocupado subjacentes a ao menos 4 dentre 5 orifícios para ar243 na lata do cátodo.

Na Figura 5C em seção transversal mostra-se canais de espa-ço desocupado 284 subjacentes aos orifícios para ar 243a e 243b. Similar-mente, haverá canais de espaço desocupado 284 subjacentes aos orifíciospara ar 243d e 243e, conforme descrito acima. Será observado que estescanais de espaço desocupado 284 são, de maneira desejável, maiores doque o diâmetro dos orifícios para ar individuais, garantindo, assim, que hajaum espaço desocupado adequado 284 entre a extremidade do compartimen-to de cátodo 249 e o conjunto de cátodo 230. De maneira desejável, o espa-ço total desocupado 284 criado pelo espaçador de ar 500 pode ser entrecerca de 10 e 90 por cento, tipicamente entre cerca de 50 e 90 por cento doespaço total disponível da região de entrada de ar (cheia de matéria) 288 docompartimento de cátodo 240 antes de o espaçador de ar 500 ser inseridoneste.

Como nas modalidades anteriores, o material sólido no discoespaçador de ar 400 fornece suporte ao conjunto de cátodo subjacente 230,e impede que o conjunto de cátodo 230 se dobre no espaço de entrada de ar288 durante a montagem ou uso da célula. Simultaneamente, o espaço de-socupado (livre) 284 subjacente aos orifícios para ar 243a, 243b, 243d e243e fornece distribuição de ar desobstruída de ar que entra nestes orifíciospara ar. Desta maneira, o ar de entrada destes orifícios para ar passa dire-tamente para o conjunto de cátodo 230. Tal distribuição desobstruída de arde entrada aprimora o desempenho total da célula comparada com as moda-lidades convencionais em que todo o espaço disponível no espaço de entra-da de ar 288 (câmara de repartição de ar) subjacente aos orifícios para ar243 é completamente preenchido com material difusor de ar, tal como, papelou material celulósico poroso.Uma quarta modalidade do elemento espaçador de ar da in-venção é mostrada como espaçador de ar 600 (Figura 6B). Nesta modalida-de, o espaçador de ar está sob a forma de um disco 600 que tem uma aber-tura central 610 ao longo deste, como mostrado na Figura 6B. O disco espa-çador 600 (Figura 6B) é inserido contra a superfície interna da extremidadefechada do compartimento de cátodo 249 (Figura 6A). O disco espaçador600 é inserido no espaço de entrada de ar disponível 288 entre a extremida-de fechada 249 do compartimento de cátodo 240 e o conjunto de cátodo 230(Figura 6C). O disco espaçador de ar 600 é inserido contra a superfície in-terna da extremidade fechada 249 do compartimento de cátodo 240 de talmodo que a abertura central 610 sustente o orifício para ar 243c. O diâmetroda abertura central 610 é maior do que o diâmetro do orifício para ar 243c. Odisco espaçador de ar 600 tem um diâmetro que é menor do que a distânciaentre os orifícios para ar 243a e 243b. O diâmetro de disco espaçador de ar600 tem um diâmetro que também é menor do que a distância entre os orifí-cios para ar 243d e 243e. Conforme pode ser observado a partir do desenhoem seção transversal da Figura 6C, cada canal desocupado de espaço livre284 subjacente aos orifícios para ar 243a, 243b e 243c tem um diâmetro queé maior do que o diâmetro do respectivo orifício para ar. Similarmente, oscanais desocupados do espaço livre (não mostrado) de diâmetro maior doque os orifícios para ar 243d e 243e são formados quando o disco espaça-dor de ar 600 for inserido contra a extremidade fechada 249 do comparti-mento de cátodo 240, desde que o diâmetro de disco 600 seja menor do quea distância entre os orifícios para ar 243d e 243e. Em suma, há canais deso-cupados (livres) de espaço 284 entre cada orifício para ar 243a-243e e oconjunto de cátodo 230 em que cada dito canal desocupado (livre) 284 émaior do que o diâmetro de cada respectivo orifício para ar. De maneira de-sejável, o espaço total desocupado criado pelo espaçador de ar 600 com-preende entre cerca de 10 e 90 por cento, tipicamente entre cerca de 50 e90 por cento do espaço total disponível da região de entrada de ar (cheia dematéria) 288 do compartimento de cátodo 240 antes de o espaçador de ar600 ser inserido neste.O material sólido no disco espaçador de ar 600 fornece suporteao conjunto de cátodo subjacente 230 e impede que o conjunto de cátodo230 se dobre no espaço de entrada de ar 288 (câmara de repartição de ar)durante a montagem ou uso da célula. Simultaneamente, o espaço desocu-pado (livre) 284 subjacente aos orifícios para ar 243a, 243b, 243d e 243efornece distribuição de ar desobstruída de ar que entra nestes orifícios paraar. Desta maneira, o ar de entrada destes orifícios para ar passa diretamenteaté o conjunto de cátodo 230. Tal distribuição desobstruída de ar de entradaaprimora o desempenho total da célula comparada com modalidades con-vencionais em que todo o espaço de entrada de ar disponível 288 (câmarade repartição de ar) subjacente aos orifícios para ar 243 é completamentepreenchido com material difusor de ar, tal como, papel ou material celulósicoporoso.

Uma quinta modalidade do elemento espaçador de ar da in-venção é mostrada como espaçador de ar 700 (Figura 7B). Na modalidademostrada na Figura 7B, o espaçador de ar é formado de uma malha de po-límero tecido ou não-tecido ou fibra de metal. De preferência, o espaçadorde ar 700 é formado de uma malha de fibra polimérica tecida 705. A fibrapolimérica 705 pode ser selecionada de um grande número de materiaisplásticos duráveis. Uma fibra polimérica preferencial é náilon, porém podeser, adequadamente, de fibra de poliéster ou poliolefina, por exemplo, fibrade polietileno ou polipropileno, bem como outras fibras poliméricas duráveis,que podem ser facilmente tecidas em uma malha. Alternativamente, o espa-çador de ar 700 pode ser formado de uma malha de fibra de metal 705, depreferência, fibra de aço inoxidável tecida. De preferência, a malha 700 étecida de tal modo que as aberturas 705a entre as fibras 705 sejam suficien-temente amplas para que os canais desocupados de "espaço livre" sejamformados entre as fibras.

A malha 700 pode ser tecida de tal modo que se formem canaisdesocupados de "espaço livre" 705a com um diâmetro geralmente maior doque o diâmetro de cada orifício para ar 243a a 243e. De preferência, os ca-nais de "espaço livre" 705a que sustentam os orifícios para ar 243a a 243epassam perpendicular e continuamente entre cada respectivo orifício para araté o conjunto de cátodo 230. Entretanto, os canais de "espaço livre" forma-dos por espaços 705a entre as fibras podem tomar outras rotas (não-perpendiculares) entre cada orifício para ar 243a-243e e o conjunto de cáto-do 230. O diâmetro ou largura de ao menos a maior parte de tais canais deespaço "livre" tem um diâmetro ou largura que é maior do que o diâmetrodos orifícios para ar individuais 243a a 243e. Tais canais amplos de espaçolivre 705a garantem que haverá uma alta taxa de difusão de ar dos orifíciospara ar 243a a 243e no conjunto de cátodo 230. O diâmetro de ao menos amaior parte de tais canais de espaço "livre" que passa através da malha épelo menos duas vezes e de maneira desejável, entre cerca de 2 e 18 ve-zes, tipicamente entre cerca de 2 e 16 vezes o diâmetro dos orifícios para arindividuais. De maneira desejável, os canais de espaço livre 705a dentro damalha espaçadora 700 compreendem entre cerca de 10 e 90 por cento, tipi-camente entre cerca de 50 e 90 por cento do espaço total disponível na re-gião de entrada de ar (cheia de matéria) 288. A malha 700 fornece simulta-neamente suporte suficiente ao conjunto de cátodo 230 para impedir que oconjunto de cátodo 230 se dobre na região de entrada de ar 288 entre a ex-tremidade fechada do compartimento de cátodo 249 e o conjunto de cátodo230.

Uma sexta modalidade do elemento espaçador de ar da inven-ção é mostrada nas Figuras 8A e 8B. Nesta modalidade, ao menos um sulcoe, tipicamente, uma pluralidade de sulcos ou indentações 280, por exemplo,sulcos 280a e 280b são formados sobre a superfície da porção elevada 244da extremidade fechada do compartimento de cátodo 249. Tais sulcos ouindentações 280 formam recursos, tal como, ápice 285 que se projeta paradentro do espaço de entrada de ar (câmara de repartição de ar) 284. Se a-penas um sulco ou indentação 280 for empregado, então este é mais bemposicionado no centro da superfície elevada 244. Em tal caso, o orifício paraar central 243c pode ser eliminado. Os sulcos ou indentações 280 podemser formados durante ou após a fabricação do compartimento de cátodo 240,por exemplo, aplicando-se uma perfuração ou matriz à superfície superior daporção elevada 244. Alternativamente, as projeções 285 podem ser forma-das por estampagem da superfície interna da extremidade fechada do com-partimento de cátodo 249 de tal modo que a superfície externa da porçãoelevada 244 da extremidade fechada 249 fique plana ou substancialmenteplana. Alternativamente, as projeções 285 podem ser formadas depositando-se massas de material em locais selecionados sobre a superfície interna daporção elevada 244 na extremidade fechada do compartimento de cátodo249. Tal material pode consistir em nódulos de epóxi, náilon, polietileno ououtro plástico que é depositado a partir de materiais em estado derretido ousemilíquido ou pré-endurecidos que são aplicados à superfície interna deporção elevada 244 da extremidade fechada do compartimento de cátodo249, e pode ser fixado no lugar utilizando-se adesivos. Em tal caso, a super-fície externa da porção elevada 244 da extremidade fechada 249 do compar-timento de cátodo poderia permanecer plana, ou seja, pode não haver qual-quer indentação ou sulco sobre a superfície externa, porém as projeções285, por exemplo, nas posições representativas mostradas na Figura 8B ouem outras posições, poderiam surgir sobre a superfície interna da extremi-dade fechada 249.

Um sulco típico 280 que tem paredes laterais 282 terminandono ápice 285 é formado como mostrado na Figura 8A. Os sulcos 280a e280b são posicionados nas regiões sobre a extremidade fechada do compar-timento de cátodo 249 entre os orifícios para ar 243, conforme mostrado naFigura 8A. (Sulcos adicionais podem ser fornecidos se desejado). Cada sul-co 280a e 280b tem uma altura que é, de maneira desejável, ao menos cer-ca de três vezes o diâmetro de orifício para ar 243 e pode ter uma altura má-xima de até cerca de 1/3 do diâmetro do espaço de entrada de ar disponível288 (aproximadamente até cerca de 1/3 do diâmetro da superfície elevada244). Isto permite que o ar de entrada circule livremente em torno das pare-des laterais do sulco 282. O ápice 285 de cada sulco 280a e 280b é perfura-do no nível que permite contato com a superfície plana do conjunto de cáto-do 230, conforme mostrado na Figura 8B. Isto fornece suporte suficiente aoconjunto de cátodo 230 e impede que este se dobre durante a fabricação dacélula ou uso da célula. Cada sulco 280a e 280b tem uma largura (comomedida em sua extremidade aberta) que é ao menos cerca de três vezes odiâmetro do orifício para ar 243. O posicionamento das projeções 285 for-madas de sulcos ou indentações 280a e 280b ou, alternativamente, forma- das de nódulos de material aplicado à superfície interna da extremidade fe-chada do compartimento de cátodo 244 forma uma pluralidade de canais deespaço desocupado (livre) 290 subjacente aos orifícios para ar 243a a 243e,conforme mais bem mostrado na Figura 8B. Os canais de espaço desocu-pado 290 criados pelos sulcos ou indentações 280 ou, alternativamente, denódulos de material aplicado à superfície interna da extremidade fechada docompartimento de cátodo 244, têm uma largura que é, de maneira desejável,maior do que o diâmetro de cada orifício para ar. De maneira desejável, oespaço total desocupado criado por canais 290 compreende entre cerca de10 e 90 por cento, tipicamente entre cerca de 50 e 90 por cento do espaçototal disponível da região de entrada de ar (de repartição de ar) 288 subja-cente à superfície elevada 244 antes de os sulcos ou projeções serem for-mados. Os canais de espaço desocupado (livre) 290 subjacente aos orifíciospara ar 243a, 243b, 243d e 243e fornecem canais amplos para que o arpasse dos orifícios para ar até o conjunto de cátodo 230.

Desta maneira, o ar de entrada destes orifícios para ar passadiretamente para o conjunto de cátodo 230 (Figura 8B). Tal distribuição de-sobstruída de ar de entrada aprimora o desempenho total da célula compa-rada com modalidades convencionais em que todo o espaço de entrada dear disponível 288 (câmara de repartição de ar) subjacente aos orifícios paraar 243 é completamente preenchido com material difusor de ar, tal como,papel ou material celulósico poroso.

Será avaliado que os sulcos ou indentações 280 podem teruma configuração que não aquela mostrada nas Figuras 8A e 8B. Por e-xemplo, a indentação 280 pode ter uma configuração cônica ou cônica trun-cada (tronco). Outros formatos também são, naturalmente, possíveis. Emtais casos, no entanto, a indentação 280 terá um ápice 285 que entra emcontato com o conjunto de cátodo 230, conforme mostrado na Figura 8B pa-ra fornecer suporte suficiente ao conjunto de cátodo 230 para impedir queeste se dobre no espaço de entrada de ar 288. Similarmente, se as proje-ções 285 forem formadas de nódulos de material aderidos à superfície inter-na da extremidade fechada de compartimento 249, então tais nódulos tam-bém podem ter uma variedade de formatos, por exemplo, estes podem terum formato tipo disco, ou podem ter formato cônico ou cônico truncado(tronco) ou poliédrico ou outras configurações de altura suficiente para atin-girem desde a superfície interna da extremidade fechada do compartimentode cátodo 249 até o conjunto de cátodo 230.

Uma modalidade preferencial de uma célula de zinco/ar com-pleta da invenção é mostrada na Figura 1. A modalidade mostrada na Figura1 está sob a forma de uma célula do tipo botão em miniatura. A célula 210compreende um compartimento de cátodo 240 (lata de cátodo), um compar-timento de ânodo 260 (lata de ânodo) com um material isolante elétrico 270entre estes. O isolante 270 pode estar, de maneira desejável, sob a forma deum anel que pode ser inserido sobre a superfície externa do corpo de com-partimento de ânodo 263, conforme mostrado na Figura 1. Uma pasta devedação resistente à água convencional, tal como, selante à base de asfaltoou betume ou selante polimérico, pode ser aplicada entre a parede lateralisolante 270 e a parede externa de compartimento de ânodo 263e. O selante(não mostrado) pode ser aplicado à superfície interna da parede isolante 270antes de o anel isolante 270 ser inserido sobre a parede de lata de ânodo263e.

O anel isolante 270 tem, de maneira desejável, uma porçãoampliada 273a que se estende para além da borda periférica 263d do com-partimento de ânodo 240 (Figura 1) formando uma configuração em formatode "L" em seção transversal. O isolante 270 com porção ampliada 273a im-pede que o material ativo de ânodo entre em contato com o compartimentode cátodo 240 após a célula ser vedada. O isolante 270 é constituído de ummaterial durável eletricamente isolante, tal como, polietileno, polipropileno ounáilon de alta densidade que resiste ao fluxo frio quando comprimido.

O compartimento de ânodo 260 e compartimento de cátodo240 são peças inicialmente separadas. O compartimento de ânodo 260 ecompartimento de cátodo 240 são separadamente preenchidos com materi-ais ativos, como conseqüência, a extremidade aberta 267 do compartimentode ânodo 260 pode ser inserida na extremidade aberta 247 do compartimen-to de cátodo 240. O compartimento de ânodo 260 pode ter uma parede late-ral dobrada formada de uma primeira porção de corpo reta externa 263e quese estende de forma vertical para cima (Figura 1) formando as paredes late-rais externas do compartimento 260. A porção de corpo reta 263e pode ser,de maneira desejável, dobrada uma vez na borda 263d para formar umaprimeira porção interna que se estende para baixo 263a da parede lateral docompartimento de ânodo. As porções dobradas 263a e 263e formam, assim,uma parede de dois lados que em conjunto fornecem tensão tipo mola e su-porte adicional entre o corpo de compartimento de ânodo 263 e a parede devedação contígua 270. Isto ajuda a manter um lacre impermeável entre oscompartimentos do ânodo e do cátodo. Alternativamente, as paredes lateraisdo compartimento de ânodo 240 podem ser formadas como uma única pa-rede 263a sem a porção dobrada 263e. No entanto, o compartimento de â-nodo 240 com a parede lateral dobrada (dupla), como mostrado nas figurasneste documento, foi considerado desejável para compartimento de paredemuito fina, por exemplo, tendo espessuras de parede entre cerca de 0,0508mm (2 mil) e 0,127 mm (5 mil), cujas faixas de espessura se aplicam a cadadobra 263a e 263e. Estas faixas de espessura também se aplicam à extre-midade fechada 269 da lata de ânodo. No compartimento de ânodo que temuma parede lateral dobrada (Figura 1), a parte de parede lateral interna 263atermina em uma porção internamente inclinada 263b que termina em umasegunda porção vertical que se estende para dentro 263c. A segunda porçãoreta 263c tem um diâmetro menor do que a porção reta 263a. A porção 263ctermina com uma flexão de 90° formando a extremidade fechada 269 quetem, de preferência, uma superfície terminal negativa plana 265.

O corpo 242 do compartimento de cátodo 240 tem uma porçãoreta 242a de diâmetro máximo que se estende verticalmente para baixo daextremidade fechada 249. O corpo 242 termina na borda periférica 242b. Aborda periférica 242b do compartimento de cátodo 240 e a borda periféricasubjacente 273b do anel isolante 270 são inicialmente retas de forma verti-cal, conforme mostrado nas Figuras 3 e 4 e podem ser mecanicamente fran-zidas sobre a porção mediana inclinada 263b do compartimento de ânodo260, conforme mostrado na Figura 5. Tal frisagem mantém o compartimentode cátodo 240 no lugar sobre o compartimento de ânodo 260 e forma umacélula firmemente selada.

O compartimento de ânodo 260 pode ser separadamente pre-enchido com material ativo de ânodo primeiramente preparando-se uma mis-tura de zinco particulado e material gelificante em pó. O tamanho médio departícula de zinco é, de maneira desejável, entre cerca de 30 e 350 mícrons.

O zinco pode ser zinco puro, porém está, de preferência, sob a forma de zin-co particulado em liga com índio (100 a 1000 ppm). O zinco também podeestar sob a forma de zinco particulado em liga com índio (100 a 1000 ppm) echumbo (100 a 1000 ppm). Outras ligas de zinco, por exemplo, zinco particu-lado em liga com índio (100 a 1000 ppm) e bismuto (100 a 1000 ppm) tam-bém podem ser usadas. Estas ligas de zinco particulado são essencialmentecompreendidas de zinco puro e têm a capacidade eletroquímica essencial-mente de zinco puro. Desta maneira, o termo "zinco" deve ser consideradoincluindo tais materiais.

O material gelificante pode ser selecionado de uma variedadede gelificantes conhecidos que são substancialmente insolúveis em eletrólitoalcalino. Tais gelificantes podem ser, por exemplo, carboximetilcelulose reti-culada (CMC); copolímeros com enxerto de amido, por exemplo, sob a formade poliacrilonitrila hidrolisada enxertada para uma cadeia principal de amidosob a designação Waterlock A221 (Grain Processing Corp.); polímero deácido poliacrílico reticulado disponível sob a designação comercial CarbopolC940 (B.F. Goodrich); poliacrilonitrila saponificada com álcali disponível soba designação Waterlock A 400 (Grain Processing Corp.); e sais de sódio deácidos poliacrílicos chamados de polímero superabsorvente de poliacrilatode sódio disponível sob a designação Waterlock J-500 ou J-550. Uma mistu-ra seca do zinco particulado e pó gelificante pode ser formada com o gelifi-cante formando tipicamente entre cerca de 0,1 e 1 por cento ,em peso, damistura seca. Uma solução de solução de eletrólito KOH aquoso que com-preende entre cerca de 30 e 40% ,em peso, de KOH e cerca de 2% ,em pe-so, de ZnO é adicionado à mistura seca e a mistura de ânodo úmida 250pode ser inserida no compartimento de ânodo 260. Alternativamente, a mis-tura em pó seca de zinco particulado e gelificante pode ser primeiramentecolocada no compartimento de ânodo 260 e a solução de eletrólito adiciona-da para formar a mistura de ânodo úmida 250.

Um conjunto de cátodo catalítico 230 (Figuras 1 e 2) e o espa-çador de ar da invenção podem ser inseridos no compartimento de cátodo240 conforme exposto a seguir: Um elemento espaçador de ar 300 (Figura3B) é mostrado no espaço de entrada de ar 288 da lata do cátodo 240 con-forme mostrado na Figura 1. Será avaliado que qualquer outra modalidadedo espaçador de ar da invenção descrita neste documento, por exemplo,disco espaçador de ar 400, 500 ou 600 ou malha espaçadora 700 da inven-ção pode ser inserida no compartimento de cátodo 240 em vez do disco es-paçador 300 de tal modo que este se situe dentro do espaço de entrada dear 288 da lata de cátodo, conforme mostrado na Figura 1. Na modalidademostrada na Figura 1 de compartimento de cátodo, o espaço de entrada dear disponível 288 (câmara de repartição de ar) é a região contígua da super-fície interna da porção elevada 244 na extremidade fechada 249 do compar-timento de cátodo 240. Um anel selante adesivo 143 é, de preferência, apli-cado à superfície interna 245a do degrau rebaixado 245 na extremidade fe-chada do compartimento de cátodo. Uma camada de barreira do eletrólitoseparada 232 (Figuras 1 e 2), por exemplo, de politetrafluroetileno (TefIon)que se torna uma parte do conjunto de cátodo 230 pode ser opcionalmenteinserida sobre o lado inferior do disco espaçador de ar 300 de tal modo quea borda da camada de barreira 232 entre em contato com o anel adesivo143. A camada de barreira 232 é permeável a ar, porém não permeável aoeletrólito alcalino ou água. O anel adesivo 143 liga, assim, permanentementea borda de camada de barreira 232 à superfície interna do degrau rebaixado245. O anel adesivo 143 com camada de barreira 232 ligada a este impedeque o eletrólito migre do ânodo para e em torno do conjunto catalítico de cá-todo 230 e. então, vaze da célula através dos orifícios para ar 243. Um con-junto de cátodo catalítico 230, conforme mostrado na Figura 2 pode ser pre-parado como um laminado que compreende uma camada de material debarreira para eletrólito 235, um disco de compósito de cátodo 234 sob a ca-mada de barreira 235 e uma camada de material separador permeável aíons 238 sob o compósito catalisador 234, conforme mostrado na Figura 2.

O separador 238 pode ser selecionado de materiais separadores permeá-veis a íons convencionais, inclusive celofane, polivinilcloreto, acrilonitrila epolipropileno microporoso. Cada uma destas pode ser separadamente pre-parada e laminada em conjunto mediante aplicação de calor e pressão paraformar o conjunto catalítico 230. As camadas de barreira do eletrólito 232 e235 podem ser constituídas, de maneira desejável, de politetrafluroetileno(TefIon).

O compósito de cátodo catalítico 234 compreende, de maneiradesejável, uma mistura de cátodo catalítico 233 de dióxido de magnésio par-ticulado, carbono e aglutinante hidrofóbico que é aplicado por métodos derevestimento convencionais de uma tela eletricamente condutiva 237. A tela237 pode ser feita de fibras metálicas tecidas, por exemplo, níquel ou fibrasde aço folheadas com níquel. A mistura de cátodo 233 é formada no formatode um disco, que pode ser chamado neste documento como o disco de cá-todo. Outros materiais catalíticos podem ser incluídos ou empregados, taiscomo, metais tipo prata, platina, paládio e rutênio ou outros óxidos de metaisou manganês (MnOx) e outros componentes conhecidos por catalisar a rea-ção de redução de oxigênio. Durante a aplicação, a mistura catalítica 233 ésubstancialmente absorvida na malha porosa da tela 237. O dióxido demanganês usado na mistura catalítica 233 pode ser dióxido de manganês degrau de bateria convencional, por exemplo, dióxido de manganês eletrolítico(EMD). O dióxido de manganês na mistura catalítica 233 também pode serdióxido de manganês formado da decomposição térmica de nitrato manga-noso Mn(NO3)2 ou permanganato de potássio KMnO4. O carbono usado napreparação da mistura 233 pode estar sob diversas formas inclusive grafite,negro de fumo e negro de acetileno. Um carbono preferencial é o negro decarbono devido à sua alta área de superfície. Um aglutinante hidrofóbico a-dequado pode ser politetrafluroetileno (Teflon). A mistura catalítica 233 podecompreender tipicamente entre cerca de 3 e 10 por cento, em peso, deMnO2, 10 e 20 por cento,em peso, de carbono, e o aglutinante restante. Du-rante a descarga da célula, a mistura catalítica 233 atua principalmente co-mo um catalisador para facilitar a reação eletroquímica que envolve o ar deentrada. No entanto, o dióxido de manganês adicional pode ser adicionadoao catalisador e a célula pode ser convertida em uma célula alcalina auxilia-da a ar ou de zinco/ar auxiliada por ar. Em tal célula, que pode estar sob aforma de uma célula tipo botão, ao menos uma porção de dióxido de man-ganês se descarrega, ou seja, pouco manganês é reduzido durante a des-carga eletroquímica juntamente com oxigênio de entrada. O anel adesivo143 se destina a ser aplicável para uso também em tais células auxiliadaspor ar para impedir o vazamento de eletrólito destas.

Na modalidade preferencial (Figura 1) o compartimento deânodo 260 tem uma camada de cobre 266 folheada ou revestida sobre suasuperfície interna de tal modo que na célula montada a mistura de ânodo dezinco 250 entre em contato com a camada de cobre. A placa de cobre é de-sejada, pois esta fornece uma rota altamente condutiva para que os elétronspassem do ânodo 250 para o terminal negativo 265 à medida que o zinco édescarregado. O compartimento de ânodo 260 é formado, de maneira dese-jável, de aço inoxidável que é folheado sobre a superfície interna com a ca-mada de cobre. De preferência, o compartimento de ânodo 260 é formadode um material trirrevestido composto de aço inoxidável 264 com uma ca-mada de cobre 266 sobre sua superfície interna e uma camada de níquel262 sobre sua superfície externa, conforme mostrado na Figura 1. Destamaneira, na célula montada final 210 (Figura 1) a camada de cobre 266 for-ma a superfície interna do compartimento de ânodo em contato com a mistu-ra de ânodo de zinco 250 e a camada de níquel 262 forma a superfície ex-terna do compartimento de ânodo. A camada de cobre 266 tem, de maneiradesejável, uma espessura entre cerca de 0,005 mm (0,0002 polegada) e0,05 mm (0,002 polegada). A camada de níquel é entre cerca de 0,00254mm (0,0001 polegada) e 0,0254 mm (0,001 polegada).

A título de um exemplo específico não-limitador, o tamanho dacélula poderia ser uma célula de zinco/ar de tamanho padrão 312 que temum diâmetro externo entre cerca de 7,68 mm (0,3025 polegada) e 7,73 mm(0,3045 polegada) e uma altura entre cerca de 3,30 mm (0,1300 polegada) e3,52 mm (0,1384 polegada). O ânodo 250 pode não conter adição de mercú-rio (o teor de mercúrio pode ser menor que 20 ppm de peso de célula) e po-de ter a seguinte composição: 78,1%, em peso, de zinco (o zinco pode estarem liga com 200 a 800 ppm, cada um de índio e chumbo), eletrólito (40%,em peso, de KOH e 2%, em peso, de ZnO) 21,9%, em peso, de agente geli-ficante (Waterlock J-550) 0,3%, em peso. Material de ânodo 250 o suficienteé fornecido para preencher o volume interno do compartimento de ânodo260. O compósito catalisador de cátodo 237 pode ter a seguinte composi-ção: 4,6%, em peso, de MnÜ2, 15,3%, em peso, de negro de carbono,18,8%, em peso, de aglutinante de Teflon, e 61,2%, em peso, de tela de ma-lha de níquel. O compósito catalisador de cátodo 237 pode consistir em0,140 g.

O selante adesivo 143 pode ser aplicado como um anel contí-nuo à superfície interna do degrau rebaixado do compartimento de cátodo245. O adesivo 143 que será aplicado à superfície interna 245a do degrau245 pode ser uma mistura à base de solvente que compreende um compo-nente adesivo à base de poliamida, conforme descrito na patente U.S.6.436.156 B1 e incorporada neste documento a título de referência. O com-ponente adesivo é, assim, de maneira desejável, uma resina de poliamidatermoplástica de baixo peso molecular. Uma resina de poliamida preferencialestá disponível sob a designação comercial REAMID-100 ou VERSAMID-100 (de Henkel Corp. ou Cognis Corp.). REAMID-100 ou Versamid-100 éuma poliamida de baixo peso molecular que é um gel em temperatura ambi-ente. Esta é tipo um ácido graxo dimerizado que é o produto de reação deum ácido graxo dimerizado e diamina. A mistura adesiva pode ser formadadissolvendo-se a poliamida REAMID-100 em um solvente com 50 partes, empeso, de isopropanol e 50 partes, em peso, de tolueno. A camada adesivade poliamida 143 aplicada à superfície interna 245a do degrau de comparti-mento de cátodo 245 fornece uma ligação bastante forte entre a folha deTeflon 232 e o degrau de compartimento de cátodo folheado com níquel 245.

O adesivo 143 também tem a vantagem de ser resistente ao ataque químicodo eletrólito de hidróxido de potássio.

A célula 210 pode ser montada primeiramente inserindo-se oscomponentes de cátodo, descritos acima, no compartimento de cátodo pré-franzido 240. O espaçador de ar 300, 400, 500, 600 ou 700 da invenção éinserido contra os orifícios para ar 42 dentro do espaço de entrada de ar284. Alternativamente, o espaçador de ar 280 pode ser formado de uma plu-ralidade de sulcos integrais 285 sobre a extremidade fechada 249 do com-partimento de cátodo 240. Uma camada de barreira do eletrólito 232, de pre-ferência, de Teflon, é posicionada sobre o espaçador de ar 300, 400, 500,600, 700 ou 280 da invenção. De preferência, a superfície interna 245a dodegrau de compartimento de cátodo 245 é revestida com o adesivo acimadescrito 143 de tal modo que a borda da camada de barreira do eletrólito232 se adira à superfície interna 245a do degrau 245. De preferência, a su-perfície inferior (voltada para o interior da célula) da porção ampliada 273ado disco de vedação isolante 270 também é revestida com um anel de umadesivo 144, conforme mostrado na Figura 1. O adesivo 144 pode ter amesma composição do adesivo 143. Embora as camadas adesivas 143 e144 possam ser omitidas, estas são incluídas, de maneira desejável, particu-larmente para células que têm espessura de parede de compartimento doânodo e do cátodo muito fina. Por exemplo, as camadas adesivas 143 e 144são, de maneira desejável, incluídas para células 210 que têm espessurasde parede de compartimento do ânodo e do cátodo entre cerca de 0,0508mm (2,0 mil) e 0,127 mm (5 mil).

O compartimento de ânodo 260 pode ser conformado no forma-to mostrado na Figura 1, por exemplo, tendo paredes laterais retas formadasde uma porção interna 263a que é dobrada mais uma vez para formar a por-ção externa 263e. Desta maneira, na prática, uma parede lateral dupla éformada de parede interna 263a e parede externa 263e. Será avaliado que ocompartimento de ânodo 260 pode ser formado de uma única parede lateral(desdobrada) em vez da parede lateral dupla 263a e 263e mostrada. A pa-rede lateral dupla é preferencial se o compartimento de ânodo 260 tiver pa-redes laterais muito finas, por exemplo, entre cerca de 0,0508 mm (2 mil) e0,127 mm (5 mil). Um anel de vedação isolante 270 é aplicado sobre as pa-redes laterais do compartimento de ânodo. O compartimento de ânodo 260 éentão preenchido com material de ânodo 250 acima descrito.

O corpo de compartimento de cátodo 242 é, então empurradoao longo do isolante da superfície externa 270. As forças de frisagem sãoaplicadas à borda de frisagem 242b do compartimento de cátodo 240 sobrea superfície inclinada 263b do compartimento de ânodo 260 com a bordaisolante 273b entre estas. As forças radiais podem ser aplicadas durante afrisagem para garantir um lacre impermeável entre os compartimentos doânodo e do cátodo.

Embora a invenção seja descrita com referência às modalida-des específicas, deve-se levar em consideração que outras modalidades sãopossíveis sem que se desvie do conceito da invenção. Desta maneira, a in-venção é projetada para se limitar às modalidades específicas, porém, depreferência, seu escopo é refletido nas reivindicações e suas equivalências.

Claims

1. Célula de metal/ar despolarizada, caracterizada pelo fato decompreender uma lata de ânodo e uma lata de cátodo, um material de âno-do compreendendo zinco e eletrólito alcalino dentro da dita lata de ânodo eum conjunto de cátodo compreendendo material de cátodo dentro da ditalata de cátodo; sendo que a lata de cátodo compreende uma extremidadeaberta e uma extremidade oposta fechada e entre elas uma parede lateralintegrada; sendo que a dita extremidade fechada da lata de cátodo tem umasuperfície interna voltada para o interior da célula e uma superfície externavoltada para o ambiente externo; sendo que a dita lata de ânodo compreen-de uma extremidade aberta e uma extremidade fechada oposta e entre elasuma parede lateral integrada; sendo que a extremidade aberta da lata deânodo reside dentro da extremidade aberta da lata de cátodo, com pelo me-nos uma porção da parede lateral da lata de cátodo sobrepondo-se a, pelomenos, uma porção da parede lateral da lata de ânodo com um material ele-tricamente isolante entre as ditas porções de parede sobrepostas; sendo quehá pelo menos um orifício de ar que atravessa a extremidade fechada dadita lata de cátodo e o conjunto de cátodo reside dentro da lata de cátodoem proximidade com a extremidade fechada da lata de cátodo adjacente aoorifício de ar; sendo que há uma região de entrada de ar entre a superfícieinterna da dita extremidade fechada da lata de cátodo e o conjunto de cáto-do; sendo que há um elemento espaçador inserido na dita região de entradade ar; sendo que o dito elemento espaçador compreende um material atra-vés do qual há ao menos uma abertura e a dita abertura que atravessa o ditomembro espaçador fica subjacente a pelo menos um dos ditos orifícios de arna extremidade fechada da lata de cátodo quando a célula é vista na posi-ção vertical com a lata de cátodo no topo.

2. Célula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelofato de haver uma pluralidade de orifícios de ar na dita extremidade fechadada lata de cátodo e de haver uma pluralidade de aberturas através do ele-mento espaçador, sendo que a dita pluralidade de aberturas subjaz uma plu-ralidade de orifícios de ar na lata de cátodo e sendo que as ditas aberturasatravés do dito elemento espaçador têm um diâmetro maior do que o diâme-tro dos orifícios de ar que eles subjazem.

3. Célula, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelofato de que as aberturas no dito membro espaçador que fica subjacente aosditos orifícios de ar na lata de cátodo formam canais contínuos de espaçodesocupado entre a dita pluralidade de orifícios de ar e o conjunto de cátodo.

4. Célula, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelofato de que os ditos canais de espaço desocupado compreendem cerca de-10 a 90 por cento do espaço disponível dentro da dita região de entrada dear da lata de cátodo, sendo que o dito espaço disponível é conforme medidoantes de o dito membro espaçador ser inserido nele.

5. Célula de metal/ar despolarizada, caracterizada pelo fato decompreender uma lata de ânodo e uma lata de cátodo, um material de âno-do compreendendo partículas de zinco e eletrólito alcalino dentro da dita latade ânodo e um conjunto de cátodo compreendendo material de cátodo den-tro da dita lata de cátodo; sendo que a lata de cátodo compreende uma ex-tremidade aberta e uma extremidade oposta fechada e entre elas uma pare-de lateral integrada; sendo que a dita extremidade fechada da lata de cátodotem uma superfície interna voltada para o interior da célula e uma superfícieexterna voltada para o ambiente externo; sendo que a dita lata de ânodocompreende uma extremidade aberta e uma extremidade fechada oposta eentre elas uma parede lateral integrada; sendo que a extremidade aberta dalata de ânodo reside dentro da extremidade aberta da lata de cátodo, compelo menos uma porção da parede lateral da lata de cátodo sobrepondo-sea, pelo menos, uma porção da parede lateral da lata de ânodo com um ma-terial eletricamente isolante entre as ditas porções de parede sobrepostas;sendo que há uma pluralidade de orifícios de ar que atravessam a extremi-dade fechada da dita lata de cátodo e o conjunto de cátodo reside dentro dalata de cátodo em proximidade com a extremidade fechada da lata de cátodoadjacente aos ditos orifícios de ar; sendo que há uma região de entrada dear entre a superfície interna da dita extremidade fechada da lata de cátodo eo conjunto de cátodo; sendo que há um elemento espaçador inserido na ditaregião de entrada de ar; sendo que o dito elemento espaçador compreendeum material através do qual há ao menos uma abertura e a dita abertura queatravessa o dito membro espaçador fica subjacente a pelo menos um dosditos orifícios de ar na extremidade fechada da lata de cátodo quando a célu-la é vista na posição vertical com a lata de cátodo no topo.

6. Célula, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelofato de que existe uma pluralidade de aberturas através do elemento espa-çador e que a dita pluralidade de aberturas fica subjacente a uma pluralidadede orifícios de ar na lata de cátodo, sendo que as ditas aberturas através dodito elemento espaçador têm um diâmetro maior do que o diâmetro dos orifí-cios de ar aos quais elas ficam subjacentes.

7. Célula, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelofato de que o número de aberturas através do dito elemento espaçador émaior do que o número de orifícios de ar através da dita extremidade fecha-da da lata de cátodo.

8. Célula, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelofato de que as aberturas no dito elemento espaçador que fica subjacente aosditos orifícios de ar na lata de cátodo formam canais contínuos de espaçodesocupado atravessando o dito elemento espaçador entre os orifícios de are o conjunto de cátodo, sendo que os ditos canais de espaço desocupadocorrem perpendicularmente entre a dita pluralidade de orifícios de ar e o con-junto de cátodo.

9. Célula de metal/ar despolarizada, caracterizada pelo fato decompreender uma lata de ânodo e uma lata de cátodo, um material de âno-do compreendendo zinco e eletrólito alcalino dentro da dita lata de ânodo eum conjunto de cátodo compreendendo material de cátodo dentro da ditalata de cátodo; sendo que a lata de cátodo compreende uma extremidadeaberta e uma extremidade oposta fechada e entre elas uma parede lateralintegrada; sendo que a dita extremidade fechada da lata de cátodo tem umasuperfície interna voltada para o interior da célula e uma superfície externavoltada para o ambiente externo; sendo que a dita lata de ânodo compreen-de uma extremidade aberta e uma extremidade fechada oposta e entre elasuma parede lateral integrada; sendo que a extremidade aberta da lata deânodo reside dentro da extremidade aberta da lata de cátodo, com pelo me-nos uma porção da parede lateral da lata de cátodo sobrepondo-se a, pelomenos, uma porção da parede lateral da lata de ânodo com um material ele-tricamente isolante entre as ditas porções de parede sobrepostas; sendo quehá uma pluralidade de orifícios de ar que atravessam a extremidade fechadada dita lata de cátodo e o conjunto de cátodo reside dentro da lata de cátodoem proximidade com a extremidade fechada da lata de cátodo adjacente aosditos orifícios de ar; sendo que há uma região de entrada de ar entre a su-perfície interna da dita extremidade fechada da lata de cátodo e o conjuntode cátodo; sendo que há pelo menos uma projeção de material que emanada extremidade fechada da lata de cátodo e se projeta para dentro da regiãode entrada de ar; sendo que a dita projeção de material tem paredes lateraisque terminam em um ápice; sendo que as ditas paredes laterais e o ápicepenetram na região de entrada de ar dentro da lata dè cátodo.

10. Célula, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelofato de que a dita projeção de material projeta-se integralmente a partir dadita extremidade fechada da lata de cátodo, para dentro da dita região deentrada de ar.

11. Célula, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pe-lo fato de que existe uma pluralidade das ditas projeções de material e sen-do que os canais de espaço desocupado dentro da dita região de entrada dear são formados por canais de espaço entre as paredes de projeções adja-centes de material e entre as paredes das ditas projeções de material e alata de cátodo, sendo que os ditos canais de espaço desocupado ficam sub-jacentes a uma pluralidade de orifícios de ar na lata de cátodo.