BRPI0617932A2

BRPI0617932A2 - célula de zinco/ar

Info

Publication number: BRPI0617932A2
Application number: BRPI0617932-0A
Authority: BR
Inventors: Michael Pozin; Nikolai N Issaev
Original assignee: Gillette Co
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2011-08-09
Also published as: WO2007049251A3; CN101297435A; JP2009514161A; US20100040936A1; US7625672B2; US20070099050A1; EP1941577A2; US7763385B2; WO2007049251A8; WO2007049251A2

Abstract

<B>CéLULA DE ZINCO/AR.<D> A presente invenção refere-se a uma célula despolarizada de zinco/ar, em que o anodo compreende partículas de zinco, eletrólito alcalino aquoso e aditivo à base de pirofosfato (P~ 2~O~ 7~)^ 4-^. A célula pode estar. sob a forma de uma célula de tipo botão. A adição de um aditivo contendo pirofosfato ao anodo de zinco otimiza a vida útil da célula, independentemente de o zinco ser amalgamado com mercúrio ou não conter qualquer mercúrio adicionado. O pirofosfato com base no teor de (P207) compreende, de preferência, entre cerca de 0,001% e 2% em peso, do anodo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CÉLULA DE ZINCO/AR".

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a uma célula de metal/ar, de pre-ferência tendo um anodo compreendendo zinco e um cátodo de ar. A inven-ção refere-se à adição de um composto (solúvel ou insolúvel) contendo umpirofosfato (P2O7)4" a anodos de uma célula de metal/ar com um anodo com-preendendo partículas de zinco e eletrólito alcalino.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

As células despolarizadas de zinco/ar estão, tipicamente, sob aforma de células do tipo botão em miniatura, as quais são particularmenteúteis como baterias para aparelhos auditivos eletrônicos, inclusive apare-lhos auditivos programáveis. Essas células em miniatura tipicamente têmum formato cilíndrico semelhante a um disco, com diâmetro entre cerca de4 e 20 mm, tipicamente entre cerca de 4 e 16 mm, e altura entre cerca de 2e 9 mm, de preferência entre cerca de 2 e 6 mm. As células de zinco e arpodem ser produzidas também em tamanhos um tanto maiores, com umcompartimento cilíndrico de tamanho comparável ao das células alcalinasde Zn/Mn02 convencionais de tamanho AAAA, AAA, AA, C e D, e mesmoem tamanhos maiores.

A célula de tipo botão de zinco/ar em miniatura compreende, ti-picamente, um compartimento de anodo (envoltório do anodo) e um compar-timento do cátodo (envoltório do cátodo). O compartimento do anodo e ocompartimento do cátodo têm, cada um, uma extremidade fechada, uma ex-tremidade aberta e paredes laterais integrais estendendo-se da extremidadefechada à extremidade aberta. O compartimento do anodo é equipado comum anel de vedação isolante que circunda firmemente a parede lateral docompartimento do anodo. O material de anodo é inserido no compartimentodo anodo. O difusor de ar, o material de barreira para eletrólito e o conjuntode cátodo são inseridos no compartimento do cátodo adjacente aos orifíciospara ar no compartimento do cátodo. Depois de os materiais necessários te-rem sido inseridos nos compartimentos do anodo e do cátodo, a extremidadeaberta do compartimento do cátodo é, tipicamente, empurrada sobre a ex-tremidade aberta do compartimento do anodo durante a montagem, de modoque uma porção das paredes laterais do compartimento do cátodo cubrauma porção da parede lateral do compartimento do anodo com um lacre iso-lante entre as mesmas. Os compartimentos do anodo e do cátodo são, en-tão, engatados em uma segunda etapa, mediante a formação de um lacrepregueado na extremidade do compartimento do cátodo, sobre o lacre iso-Iante e o compartimento do anodo. Durante o procedimento de formação dolacre pregueado ("crimping procedure" (ou em uma etapa separada), as for-ças radiais são aplicadas, também, às paredes do compartimento do cátodo,para garantir um lacre hermético entre os compartimentos do anodo e do cá-todo.

O compartimento do anodo das células de tipo botão de zin-co/ar pode ser preenchido com uma mistura de anodo compreendendo zin-co particulado. Tipicamente, a mistura de anodo contém mercúrio, o qual éamalgamado com as partículas de zinco. O mercúrio compreende, tipica-mente, entre cerca de 2% e 5% em peso, com base no peso do zinco. Apresença de mercúrio no anodo otimiza a condutividade interpartículas dozinco e reduz a emissão de gases pela célula. A mistura de anodo contém,também, uma pequena quantidade de agente gelificante, e as partículas dezinco se gelificam quando o eletrólito é adicionado à mistura. Alternativa-mente, a mistura de anodo pode ser isenta de mercúrio, ou seja, pode nãoconter qualquer mercúrio adicionado. Nesses casos, deve-se tomar cuida-do adicional para lacrar firmemente a célula, devido ao fato de ser espera-do um certo aumento na emissão de gases. O eletrólito é, convencional-mente, uma solução aquosa de hidróxido de potássio. A extremidade fe-chada do compartimento do cátodo (quando o compartimento é mantido naposição vertical, com a extremidade fechada no topo) pode ter uma porçãoplana elevada próxima a seu centro. Essa porção elevada forma o terminalpositivo e, tipicamente, contém uma pluralidade de orifícios para ar atra-vessando a mesma. Nesse desenho, a extremidade fechada do comparti-mento do cátodo também tem, tipicamente, um etapa anular rebaixado quecircunda o terminal positivo elevado. Alternativamente, a extremidade fe-chada do compartimento do cátodo pode ser completamente plana por todoseu diâmetro, ou seja, sem qualquer porção elevada em seu centro. Nessedesenho, a porção central dessa área plana na extremidade fechada docompartimento do cátodo forma, tipicamente, o terminal positivo da célula.

Em qualquer caso, a extremidade fechada do compartimento do cátodo dascélulas de zinco/ar do tipo botão é perfurada por um ou mais pequenos ori-fícios para ar, para permitir a entrada de ar na célula. Esse ar atravessa,então, uma camada de difusão de ar (ou difusor de ar) para chegar ao dis-co de cátodo.

O material difusor de ar é, normalmente, composto de uma ou maislâminas de papel permeável a ar ou material celulósico poroso. Esse papelpermeável ou material celulósico poroso permite que o ar que está entrandopasse de maneira uniforme para o conjunto de cátodo e pode, também, servircomo um mata-borrão para absorver pequenas quantidades de eletrólito quepossam vazar para dentro do espaço da entrada de ar. O difusor de ar é, nor-malmente, colocado primeiro no interior do compartimento do cátodo, contra aextremidade fechada do compartimento do cátodo, de modo a ficar em conti-güidade aos orifícios para ar. O material difusor de ar preenche esse espaço daentrada de ar e cobre os orifícios para ar na extremidade fechada do comparti-mento do cátodo. As células de zinco/ar com tamanho de botão disponíveiscomercialmente, que são comumente usadas em dispositivos de aparelho audi-tivo, podem ter somente um orifício para ar, ou podem ter uma pluralidade depequenos orifícios para ar, por exemplo, entre 2 e 6 orifícios para ar ou mesmomais, dependendo do tamanho da célula.

O material cataiítico tipicamente compreendendo dióxido de man-ganês particulado (ou uma mistura de diversos óxidos de manganês), carvão eaglutinante hidrofóbico, pode ser compactado em um formato de disco forman-do um disco de cátodo no interior do conjunto de cátodo. O conjunto de cátodocom disco de cátodo em seu interior pode, então, ser inserido no compartimen-to do cátodo sobre o difusor de ar, no lado do dito difusor de ar que está voltadoem oposição aos orifícios para ar. Tipicamente, um conjunto de cátodo é for-mado mediante a laminação de uma camada de material de barreira para ele-trólito (película hidrofóbica permeável a ar), de preferência Teflon (politetrafluo-retileno), em um lado do cátodo cataiítico voltado para o difusor de ar, e um ma-terial separador permeável ao eletrólito (permeável a íons) no lado oposto dodisco de cátodo catai ítico.

O conjunto de cátodo pode ter um formato plano ou em domo.São preferenciais os conjuntos de cátodo planos, já que sua fabricação émais fácil e mais econômica. Exemplos de células de tipo botão de zinco/arcom conjuntos de cátodo planos são mostrados nas patentes U.S. N95.279.905, U.S. N9 6.602.629 B1 e U.S. N9 6.830.847 B2.

Se a célula não for adequadamente lacrada, o eletrólito podemigrar em redor do conjunto de cátodo catalítico e vazar do compartimentodo cátodo através dos orifícios para ar. Além disso, o vazamento de eletrólitopode ocorrer entre a extremidade franzida do envoltório do cátodo e do iso-lante, se essa área não estiver firmemente lacrada. A espessura da paredede células de tipo botão de zinco/ar disponíveis comercialmente é, tipica-mente, maior que cerca de 0,152 mm (6 mil), por exemplo entre cerca de0,152 mm (6 mil) e 0,381 mm (15 mil). O potencial de ocorrência de vaza-mentos é maior quando o compartimento do anodo e o compartimento docátodo apresentam uma espessura de parede muito fina, por exemplo entrecerca de 0,0508 mm (2 mil) e 0,127 mm (5 mil). Essa baixa espessura daparede é desejável, já que resulta em maior volume interno da célula.

Depois de a célula ser montada, uma aba removível é colocadasobre os orifícios para ar sobre a superfície do compartimento do cátodo.Antes do uso, a aba é removida para expor os orifícios para ar, permitindo aentrada do ar e a ativação da célula.

É desejável otimizar o desempenho da célula de zinco/ar, inde-pendentemente de o mercúrio ser adicionado ao anodo, ou de a célula serisenta de mercúrio, ou seja, não conter mercúrio adicionado.

É desejável otimizar a vida útil da célula de zinco/ar, sob condi-ções normais de uso, sem promover o vazamento da célula.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOA invenção refere-se a células de zinco/ar primárias não-recar-regáveis, particularmente células de zinco/ar em miniatura sob a forma de cé-lulas do tipo botão. Essas células do tipo botão em miniatura tipicamente têmum envoltório do cátodo e um envoltório do anodo. Há ao menos um orifíciopara ar, tipicamente uma pluralidade de orifícios para ar atravessando a ex-tremidade fechada do envoltório do cátodo. Depois de os componentes deanodo e cátodo serem inseridos em seus respectivos envoltórios, as paredeslaterais do envoltório do cátodo são franzidas sobre as paredes laterais do en-voltório do cátodo, com material isolante entre os mesmos.

A célula de tipo botão de zinco/ar em miniatura da presente inven-ção tem, tipicamente um formato cilíndrico semelhante a um disco, com diâme-tro geral entre cerca de 4 e 20 mm, tipicamente entre cerca de 4 e 16 mm, ealtura entre cerca de 2 e 9 mm, de preferência entre cerca de 2 e 6 mm. As cé-lulas de zinco/ar podem ter as espessuras das paredes do envoltório do anodoe do envoltório do cátodo tipicamente na faixa entre cerca de 0,0508 mm (2 mil)e 0,381 mm (15 mil). Desejavelmente, as células de zinco/ar podem ter paredesfinas do envoltório do anodo e do envoltório do cátodo, com espessuras entrecerca de 0,0508 mm (2,0 mil) e 0,127 mm (5 mil). Essas espessuras de paredepodem se aplicar à espessura de uma parede de anodo ou cátodo de camadaúnica (desdobrada), e também à espessura da extremidade fechada dos envol-tórios do anodo e do cátodo. Quando as espessuras de parede do envoltório doanodo são muito finas, ou seja, aproximando-se do limite inferior das faixas deespessura de parede acima mencionadas, é preferencial que a parede lateraldo envoltório do anodo seja dobrada uma vez para formar, com efeito, uma pa-rede lateral dupla. Nessa modalidade, deve-se compreender que as faixas deespessura de parede acima mencionadas se aplicam a cada uma das paredeslaterais duplas.

Em um aspecto da invenção, o anodo de uma célula de zinco/arinclui um composto contendo pirofosfato que pode ser representado sob formaiônica (dissociada) quando em solução como (P2O7)4" em uma quantidade (for-ma tônica) desejavelmente entre cerca de 0,001% e 2%, de preferência entrecerca de 0,003% e 1% em peso, do anodo. Deve-se compreender que qual-quer referência a aditivo à base de pirofosfato (P2O7)4", na presente invenção enas reivindicações, inclui a forma iônica P2O74" quando se encontra em estadosolúvel (dissociado), bem como quando não se encontra em estado dissociado.

Por exemplo, o termo aditivo à base de pirofosfato (P2O7)*", para uso na presen-te invenção, se aplica a pirofosfato de potássio (K4P2O7), o qual é muito solúvelem água, e também se aplica a pirofosfato de cálcio (Ca2PaO7), o qual tem so-lubilidade relativamente baixa em água (substancialmente insolúvel em água).

Portanto, o termo pirofosfato (P2O7)4", para uso na presente invenção e nas rei-vindicações, se destina a aplicar-se a pirofosfatos solúveis, parcialmente solú-veis e substancialmente insolúveis.

Um composto contendo pirofosfato P2O74" está disponível sob aforma de ácido H4P2O7, pirofosfato de metal alcalino ou pirofosfato de metalalcalino terroso, bem como misturas dos mesmos. O pirofosfato de metal al-calino, por exemplo, pode ser de potássio como K4P2O7, de sódio comoNa4P2O7, ou de lítio como Li4P2O7, e misturas dos mesmos. O pirofosfato demetal alcalino terroso pode ser de magnésio como Mg2P2O7, de cálcio comoCa2P2O7, de estrôncio como Sr2P2O7, ou de bário como Ba2P2O7, e misturasdos mesmos. Adicionalmente, o pirofosfato pode ser um sal de pirofosfato detelúrio como TI4P2O7, ou pirofosfato de tetrabutil amônio como[(C4H9)4NJ4P2O7, ou qualquer mistura dos mesmos. Um pirofosfato preferen-cial é o pirofosfato de potássio, que está disponível sob a forma de cristaisincolores ou um pó branco. O mesmo é um tanto hidroscópico, e sua fórmulaquímica completa é, normalmente, apresentada como K4P2O7SH2O, emboraa forma anidra K4P2O7 também possa ser obtida. O anodo da célula de zin-co/ar da presente invenção compreendendo um composto contendo aditivode pirofosfato tem uma razão de peso entre zinco e eletrólito desejavelmenteentre cerca de 3,0 e 5,0, de preferência entre cerca de 3,3 e 4,9 e, com maispreferência entre cerca de 4,0 e 4,9, sendo que o eletrólito compreende, depreferência, hidróxido de potássio (KOH) a uma concentração entre cerca de30% e 40%, de preferência entre cerca de 33% e 40%, em peso. (Se o zincofor amalgamado com mercúrio, compreende-se que o peso do zinco inclua omercúrio.)Em um aspecto, o anodo da célula de zinco/ar da presente in-venção, que inclui um composto contendo um aditivo à base de pirofosfato(P2O7)4", também pode conter mercúrio adicionado, o qual é amalgamadocom as partículas de zinco. Nesse caso, o anodo contém, tipicamente, entre cerca de 2% e 5% e, de preferência, cerca de 3% em peso, de mercúrio combase no peso do zinco. Alternativamente, o anodo da presente invenção po-de não conter qualquer mercúrio adicionado (teor de mercúrio menor que100 ppm e, tipicamente, menor que 40 ppm, com base no peso do zinco).

Em outro aspecto, o anodo da célula de zinco/ar da presente in-venção desejavelmente compreende entre cerca de 77% e 83% em peso, departículas de zinco (que podem ou não ser amalgamadas com mercúrio) e en-tre cerca de 17% e 23% em peso, de eletrólito alcalino aquoso, sendo que odito eletrólito alcalino desejavelmente compreende hidróxido de potássio(KOH) em concentrações entre cerca de 30% a 40%, desejavelmente entre cerca de 33% e 40% em peso, do eletrólito. As partículas de zinco podem,também, estar ligadas com uma quantidade entre cerca de 100 e 1.000 ppmde índio e, opcionalmente, com uma quantidade entre cerca de 100 e 1.000ppm de chumbo. Desejavelmente, o composto contendo aditivo à base de pi-rofosfato (P2O7)4" é colocado para dentro do anodo por meio do eletrólito. O eletrólito alcalino aquoso compreende entre cerca de 0,004% e 12% em peso,de aditivo à base de pirofosfato (P2O7)4", de preferência entre cerca de 0,012%e 6%, em peso do componente de pirofosfato. Em uma modalidade preferen-cial, o anodo compreende entre cerca de 77% e 83% em peso, de partículasde zinco e, de modo correspondente, entre cerca de 17% e 23% em peso, deeletrólito alcalino. Portanto, nesse caso o aditivo à base de pirofosfato (P2O7)4"compreende entre cerca de 0,001% e 2%, de preferência entre cerca de0,003% e 1%, em peso do anodo.

A adição das pequenas quantidades de composto contendo piro-fosfato (P2O7)4" acima mencionadas ao anodo das células de zinco/ar resul- tará em um aumento na vida útil de descarga (em horas) da dita célula, sobcondições de uso normal, independentemente de as partículas de zinco es-tarem amalgamadas com mercúrio, ou de a célula ser essencialmente isentade mercúrio, ou seja, não conter qualquer mercúrio adicionado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A invenção será melhor compreendida 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, empregando um aditivo con-tendo pirofosfato no anodo,

a Figura 2 é uma vista explodida de uma modalidade preferenci-al do conjunto de cátodo catalítico mostrado na Figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A invenção refere-se, principalmente, a células eletroquímicasdespolarizadas a ar, primárias e não-recarregáveis. Essas células têm umanodo de metal, tipicamente compreendendo zinco, no interior de um com-partimento do anodo, havendo uma entrada de ar para o material de cátododentro do compartimento do cátodo. A célula é comumente denominada umacélula despolarizada de metal/ar ou de ar e, mais tipicamente, uma célula dezinco/ar.

A célula primária de zinco/ar da invenção, que inclui aditivo con-tendo pirofosfato no anodo, está desejavelmente sob a forma de uma célulade tipo botão em miniatura. Uma modalidade preferencial representativa dacélula é mostrada nas Figuras 1 e 2. A célula 210 tem um compartimento doanodo (envoltório do anodo) 260, contendo em seu interior uma mistura deanodo 250. A célula 210 tem um compartimento do cátodo (envoltório do cá-todo) 240, que inclui um conjunto de cátodo 230 contendo em seu interior ma-terial de cátodo catalítico 233. Cada um dos compartimentos do anodo 260 edo cátodo 240 tem uma extremidade fechada e uma extremidade aberta opos-ta, com uma parede lateral integral entre os mesmos. O material de cátodo233 é colocado próximo aos orifícios para ar 243 na extremidade fechada 249do compartimento do cátodo 240. O compartimento do cátodo 240 tem umaextremidade aberta 247 que é inserida sobre a extremidade aberta 267 docompartimento do anodo 260, com material isolante 270 entre os mesmos. Acélula de zinco/ar tem aplicação específica como fonte de energia para dispo-sitivos eletrônicos pequenos, como aparelhos auditivos. No entanto, essas cé-lulas também podem ser usadas para alimentar outros dispositivos eletrôni-cos. A célula de tipo botão de zinco/ar em miniatura da invenção tem, tipica-mente, um formato cilíndrico semelhante a disco, com diâmetro entre cerca de4 e 20 mm, por exemplo entre cerca de 4 e 16 mm, de preferência entre cercade 4 e 12 mm. A célula de tipo botão de zinco/ar em miniatura tem uma alturaentre cerca de 2 e 9 mm, de preferência entre cerca de 2 e 6 mm. A célula dezinco/ar em miniatura tem, tipicamente, uma tensão de carga em operaçãoentre cerca dè 1,2 e 0,2 Volt. A célula tem, tipicamente, um perfil de tensão dedescarga substancialmente plano, entre cerca de 1,1 e cerca de 0,9 Volt, sen-do que a tensão pode, então, cair a zero de maneira razoavelmente abrupta.

A célula de zinco/ar em miniatura pode ser descarregada a uma taxa geral-mente entre cerca de 0,2 e 25 miliamperes. O termo "células em miniatura" ou"células do tipo botão em miniatura", para uso na presente invenção, destina-se a incluir células do tipo botão de pequeno tamanho, mas não se destina aficar restrita às mesmas, já que são possíveis outros formatos e tamanhos pa-ra células de zinco/ar pequenas. Por exemplo, as células de zinco e ar podemser produzidas em também tamanhos um tanto maiores, com um comparti-mento cilíndrico de tamanho comparável ao das células alcalinas de Zn/Mn02convencionais de tamanho AAAA, AAA, AA, C e D, e mesmo maiores.

A célula da invenção pode conter mercúrio adicionado, por exem-plo cerca de 3% em peso, do zinco presente no anodo, ou pode ser essenci-almente isenta de mercúrio (célula sem adição de mercúrio). Nessas célulassem adição de mercúrio, não há mercúrio adicionado e o único mercúrio pre-sente se encontra em quantidades-traço de ocorrência natural com o zinco.Conseqüentemente, a célula da invenção pode ter um teor total de mercúriomenor que cerca de 100, de preferência menor que 40 e, com mais preferên-cia, menor que cerca de 20 partes por milhão (ppm) de partes em peso, dezinco. (O termo "essencialmente isento de mercúrio", para uso na presenteinvenção, significa que a célula tem um teor de mercúrio menor que cerca de100 partes por milhão de partes em peso, do zinco.) A célula da presente in-venção pode ter uma quantidade muito pequena de aditivo de chumbo no a-nodo. Caso seja adicionado chumbo ao anodo, o teor de chumbo na célulapode, tipicamente, situar-se na faixa entre cerca de 100 e 1.000 ppm do zincono anodo. No entanto, a célula desejavelmente não contém quantidades adi-cionadas de chumbo e, portanto, pode ser essencialmente isenta de chumbo,ou seja, o teor total de chumbo é menor que 30 ppm, desejavelmente menorque 15 ppm do zinco presente no anodo.

Determinou-se que a célula de zinco/ar primária não-recarre-gável 210, conforme mostrado em uma configuração representativa (Figura1), pode exibir desempenho otimizado se pequenas quantidades de compos-to contendo pirofosfato (P2O7)4", por exemplo (mas não se limitando a) piro-fosfato de potássio K4P2O7, forem adicionadas ao material de anodo 250. Oaprimoramento da vida útil é obtido independentemente da adição de mercú-rio ao anodo. Ou seja, a adição do composto contendo pirofosfato otimiza avida útil em uma célula de zinco/ar 210, na qual o zinco é amalgamado commercúrio, tipicamente de 2% a 5% em peso, de mercúrio com base no pesodas partículas de zinco, bem como a mesma célula sem qualquer mercúrioadicionado. Especificamente, determinou-se que a vida útil da célula podeser estendida, sob condições normais de uso, por exemplo como uma fontede energia para aparelho auditivo, se o composto contendo pirofosfato foradicionado ao material de anodo, o qual pode ou não conter mercúrio adi-cionado.

Em uma modalidade preferencial, o pirofosfato pode ser adiciona-do sob a forma de um sal potássico, por exemplo pirofosfato de potássio(K4P2O7). O aditivo à base de pirofosfato de potássio está disponível sob aforma de um cristal incolor ou um pó branco, que é um tanto hidroscópicoquando exposto ao ar. A fórmula completa pode ser representada tipicamentecomo K4P2O73H2O. O pirofosfato de potássio pode, também, existir em umestado anidro, como K4P2O7. O pirofosfato de potássio pode, também, sermencionado como pirofosfato tetrapotássico. O pirofosfato de potássio temuma gravidade específica de cerca de 2,33, sendo solúvel em água e insolú-vel em álcool. O mesmo tem baixa toxicidade. O pirofosfato de potássio sobestado anidro está disponível junto à Aldrich Co.A mistura de anodo 250 para uma célula de zinco/ar 210 semuso prévio (não-descarregada) compreende partículas de zinco, eletrólito al-calino aquoso e uma pequena quantidade de agente gelificante. O termo"sem uso prévio", para uso na presente invenção, destina-se a ser entendidocomo a condição da célula antes de ser colocada em funcionamento. As par-tículas de zinco podem ser amalgamadas com mercúrio. As partículas dezinco podem, desejavelmente, estar ligadas com índio (de 100 a 1.000 ppm,com base no zinco), para melhorar a condutividade e suprimir a emissão degases. Pequenas quantidades de chumbo (de 100 a 1.000 ppm, com base no zinco) podem, opcionalmente, também ser adicionadas ao material deanodo. O eletrólito aquoso é, tipicamente, uma solução aquosa de hidróxidode potássio (KOH em concentração entre cerca de 30% e 40% em peso, e2% em peso, de ZnO.) Descobriu-se que é conveniente misturar um com-posto contendo pirofosfato solúvel à solução alcalina aquosa, antes de estaser misturada às partículas de zinco e ao agente gelificante. No entanto, ocomposto contendo pirofosfato pode ser adicionado a uma mistura de partí-culas de zinco e eletrólito aquoso, ou à mistura de partículas de zinco. Se ocomposto contendo pirofosfato for adicionado à mistura de partículas de zin-co, pode ser adicionado sob a forma de um composto solúvel (por exemplo,K4P2O7) ou parcialmente solúvel (por exemplo, Ca2P2O7). Em qualquer des-ses casos, conforme mencionado acima, o termo pirofosfato (P2O7)4", parauso na presente invenção e nas reivindicações, se destina a aplicar-se a pi-rofosfatos solúveis, parcialmente solúveis e substancialmente insolúveis.(Mesmo quando pirofosfatos substancialmente insolúveis, como Ca2P2O7,são adicionados ao anodo, quantidades adicionais de íons (P2O7)4' se disso-ciam do cálcio para substituir aqueles que foram consumidos, de modo amanter o equilíbrio químico na solução.) A mistura de anodo 250, de acordocom a presente invenção, desejavelmente compreende entre cerca de0,001% e 2% em peso, de preferência entre cerca de 0,003% e 1%, em pe-so de composto à base de pirofosfato, sendo que os teores acima têm porbase o teor de P2O74". A composição de anodo completa tem, desejavelmen-te, uma razão de peso entre zinco e eletrólito entre cerca de 3,0 e 5,0, depreferência entre cerca de 3,3 e 4,9 e, com mais preferência, entre cerca de4,0 e 4,9. Em todos os casos, a concentração de KOH no eletrólito aquosositua-se entre cerca de 30% e 40% em peso, de preferência entre cerca de33% e 40%, em peso.

Não se sabe com certeza porque a adição de pequenas quanti-dades de composto contendo pirofosfato (P2O7)4" à mistura de anodo 250 dacélula de zinco/ar resulta em uma otimização na vida útil de descarga da cé-lula. Sem se ater a qualquer teoria, é postulado o seguinte mecanismo.

No lado do cátodo, o oxigênio que entra é reduzido pela seguintereação, consumindo elétrons:

1/2 O2 + H2O + 2e = 2[OH]" Eq. 1

No lado do anodo, as partículas de zinco são oxidadas, liberan-do elétrons:

Zn - 2e = Zn+2 Eq. 2

Zn+2+ 2ΓΟΗ1'=ZnrOHlp Eq. 3

Zn[OH]2 é um precipitante. Ao ocorrer excesso de eletrólito, ouseja, excesso de KOH1 o Zn[OH]2 se dissolve, com a geração de íons com-plexos de zincato solúveis:

Zn[OH]2+2[OH]-= [Zn(OH)4]"2 Eq. 4

Conforme a célula se descarrega, especialmente com quantida-des limitadas de KOH e baixo teor de água no sistema, ou seja, especial-mente sob uma razão entre zinco e eletrólito elevada, a reação (Eq.4) se in-terrompe. A reação (Eq.3) continua, e o Zn[OH]2 começa a se decompor emZnO e H2O, conforme exposto a seguir:

Zn[OH]2 =ZnO+ H2O Eq. 5

Portanto, a reação geral para a célula pode ser obtida mediante a adição dasreações 1, 2, 3 e 5, para resultar em:

Zn + 1/2 O2 = ZnO Eq. 6

O acúmulo de ZnO insolúvel gradualmente se deposita sobre asuperfície das partículas de zinco e acumula-se sob a forma de um núcleosólido no interior da célula. O acúmulo de ZnO torna mais lenta a cinética dareação, torna passivas as partículas de zinco não-reagidas e, eventualmen-te, resulta em uma cessação do funcionamento da célula.

Acredita-se que a adição ao anodo de composto contendo piro-fosfato P2O74", mesmo em pequenas quantidades, desejavelmente entre cer-ca de 0,001% e 2% em peso do anodo, de preferência entre cerca de0,003% e 1%, em peso da mistura de anodo, com base no teor de (P2O7),resulte em reações intermediárias que atrasam a velocidade de formação deprecipitados como o ZnO. Isso estende, portanto, a vida útil da célula. A ra-zão de peso entre zinco e eletrólito no anodo pode, tipicamente, estar entrecerca de 3,0 é 5,0, de preferência entre cerca de 3,3 e 4,9 e, com mais pre-ferência, entre cerca de 4,0 e 4,9, sendo que o eletrólito tem uma concentra-ção de KOH entre cerca de 30% e 40%, de preferência entre cerca de 33% e40%, em peso.

A célula de zinco/ar 210 da invenção (Figura 1), que inclui aditivo àbase de pirofosfato (P2O7)4" na mistura de anodo 250, tem um compartimentodo anodo 260, um compartimento do cátodo 240, e material isolante elétrico270 entre os mesmos. O compartimento do anodo 260 e o compartimento docátodo 240 estão, de preferência, cada um sob a forma de uma lata ou copotendo uma extremidade fechada e uma extremidade aberta oposta. O compar-timento do anodo 260 tem o corpo 263 formando as paredes laterais, uma ex-tremidade fechada integral 269, e uma extremidade aberta 267. O comparti-mento do cátodo 240 tem um corpo 242, uma extremidade fechada integral 249e uma extremidade aberta 247. A extremidade fechada 249 do compartimentodo cátodo (quando o compartimento é mantido na posição vertical, com a ex-tremidade fechada no topo) tem tipicamente uma porção elevada 244 próximoa seu centro. Essa porção elevada 244 forma a área de contato do terminal po-sitivo e, tipicamente, contém uma pluralidade de orifícios para ar 243 através damesma. A extremidade fechada do compartimento do cátodo 249 também tem,tipicamente, um etapa anular rebaixado 245 que se estende a partir da extremi-dade periférica 246 da porção terminal elevada até a extremidade periférica ex-terna 248.

O compartimento do anodo 260 (envoltório do anodo) contémuma mistura de anodo 250 compreendendo zinco particulado, um eletrólitoalcalino aquoso e aditivo à base de pirofosfato. O zinco particulado está, de-sejavelmente, ligado tendo entre cerca de 100 e 1.000 ppm de índio. As par-tículas de zinco podem, também, ser folheadas com índio adicional, de pre-ferência entre cerca de 100 e 1.500 ppm de índio. O compartimento do cáto- do 240 tem uma pluralidade de orifícios para ar 243 na porção elevada 244de sua superfície, na extremidade fechada do mesmo. Um conjunto de cáto-do catalítico 230 contendo um material de composto catalítico 234 (Figura 2)é colocado no interior do compartimento, próximo aos orifícios para ar. Ocompósito catalítico 234 compreende uma mistura de cátodo catalítico 233sob a forma de um disco aplicado como revestimento sobre uma tela 237.Durante a descarga da célula, o material catalítico 233 facilita a reação ele-troquímica com o oxigênio do ambiente, conforme este penetra através dosorifícios para ar 243. Um selante adesivo 143 é aplicado juntamente comuma porção da superfície interna do compartimento do cátodo 240. Em uma modalidade preferencial, o adesivo pode ser aplicado sob a forma de um a-nel contínuo sobre a superfície interna 245a da etapa anular rebaixado 245,na extremidade fechada 249 do compartimento, conforme mostrado na Figu-ra 1, e também conforme descrito na patente U.S. Ns 6.436.156 B1. Se a ex-tremidade fechada do compartimento do cátodo for plana, ou seja, caso não tenha um etapa rebaixado 245, o selante adesivo 143 pode ser aplicado àsuperfície interna da extremidade fechada 249, adjacente à extremidade pe-riférica externa 248 da dita extremidade fechada. Nesse caso, o selante a-desivo 143 é desejavelmente aplicado como um anel contínuo à superfícieinterna da extremidade fechada 249, de modo que o dito anel contínuo deadesivo 143 tenha um diâmetro externo entre cerca de 75% e 100%, de pre-ferência entre cerca de 90% e 100% e, com mais preferência, entre cerca de95% e 100% do diâmetro interno da extremidade fechada 249.

Um exemplo de compartimento do cátodo 240 (envoltório do cá-todo) é mostrado na Figura 1. O compartimento do cátodo 240 está sob aforma de uma lata que tem uma extremidade fechada 249 e uma extremidadeaberta oposta 247, com o corpo 242 (paredes laterais) entre as mesmas. Aporção central 244 na extremidade fechada 249 pode ser elevada (conformemostrado) e formar a região de contato do terminal positivo. No entanto, a to-talidade da extremidade fechada 249 pode ser plana, ou seja, sem qualquerporção central elevada. Há um ou mais orifícios para ar 243 através da extre-midade fechada do compartimento do cátodo 249. Há um espaço da entradade ar 288 (região de espaço cheio) entre a extremidade fechada do comparti-mento do cátodo 249 e o conjunto de cátodo 230. Em geral, o espaço da en-trada de ar 288 (região de espaço cheio) pode ser considerado como o espa-ço disponível entre a superfície interna da extremidade fechada do comparti-mento do cátodo 249 e o conjunto de cátodo 230, antes de qualquer materialdifusor de ar 231 ser ali inserido. Convencionalmente, o material difusor de aré composto por papel permeável a ar ou material celulósico poroso, o qual é,normalmente, inserido para preencher completamente o espaço disponível naentrada de ar 288.

Na modalidade mostrada na Figura 1, há uma porção central ele-vada 244 na extremidade fechada do compartimento do cátodo 249. Nestamodalidade (Figura 1) o espaço da entrada de ar 288 (região de espaço chei-o) é o espaço disponível entre a superfície interna da porção elevada 244 daextremidade fechada do compartimento do cátodo 249 e o conjunto de cátodo230, antes de o material difusor de ar (ou algo comparável) ser ali inserido.(Para o propósito desta descrição, qualquer camada de barreira para eletróli-tos, como a camada de barreira para eletrólitos 232 nò conjunto de cátodo230, pode ser considerada como parte do conjunto de cátodo 230.) Há um oumais orifícios para ar 243 através da dita porção elevada 244. Em um exem-plo de compartimento do cátodo 240, por exemplo, para uma célula de tama-nho 312 com diâmetro externo entre cerca de 7,68 mm (0,3025 pol) e 7,73mm (0,3045 pol), e altura entre cerca de 3,30 mm (0,1300 pol) e 3,52 mm(0,1384 pol), pode, tipicamente, haver cinco orifícios para ar 243 espaçadosde modo eqüidistante, cada qual com diâmetro entre cerca de 0,254 mm(0,010 pol) e 0,305 mm (0,012 pol), atravessando a porção elevada 244 daextremidade fechada do compartimento do cátodo 249. No entanto, deve-secompreender que pode haver mais orifícios para ar, ou mesmo somente umúnico orifício para ar, dependendo do tamanho da célula e do tamanho do ori-fício para ar, o que pode ser um tanto maior ou menor que o tamanho de orifí-cio acima especificado.

Um conjunto de cátodo catalítico 230 (Figuras 1 e 2) pode serformado mediante a laminação de uma camada de material de película debarreira hidrofóbica para eletrólito 235, de preferência Teflon (politetrafluore-tileno), em um lado do material de composto catalítico 234, e um materialseparador permeável a íons 238 no lado oposto. A película de barreira paraeletrólito 235, de preferência de Teflon, tem a propriedade de ser permeávela ar e, ainda assim, evitar que a água e o eletrólito passem através da mes-ma. A extremidade do conjunto de cátodo catalítico 230 pode ser aplicada aodito anel de adesivo 143 na etapa 245 resultando, assim, em uma vedaçãoadesiva permanente entre o compósito de cátodo 230 e a etapa do compar-timento 245. O conjunto de cátodo catalítico 230 pode ser aplicado ao adesi-vo 143 na etapa 245, com a barreira para eletrólito 235 em contato diretocom o dito adesivo 143. (Opcionalmente, uma camada adicional de barreirapara eletrólitos 232 (Figuras 1 e 2) pode ser revestida sobre a barreira paraeletrólitos 235 e unida ao adesivo 143, conforme descrito em no parágrafo aseguir). O uso de selante adesivo 143 reduz, também, a quantidade de forçade frisagem necessária para formar o lacre pregueado da extremidade periféri-ca externa 242b sobre o corpo do compartimento do anodo. Isto é particular-mente vantajoso para uso com compartimentos do anodo e do cátodo 240 e260 com paredes delgadas, cuja espessura situa-se na faixa entre cerca de0,0254 mm (0,001 pol) e 0,38 mm (0,015 pol), particularmente com os compar-timentos de anodo e cátodo cuja espessura de parede situa-se entre cerca de0,0508 mm (0,002 pol) e 0,127 mm (0,005 pol). O uso de selante adesivo 143é, também, vantajoso quando são empregados conjuntos de cátodo catalíticodelgados 230τ já que forças de frisagem mais altas poderiam, possivelmente,distorcer ou trincar esses compartimentos finos e conjuntos de cátodo.

Em uma modalidade preferencial, uma camada de barreira paraeletrólitos 232 separada, de preferência em Teflon, pode ser aplicada ao a-nel de adesivo 143 na superfície interna 245a da etapa 245, ligando assim acamada de barreira para eletrólitos 232 à superfície interna 245. O conjuntocatalítico 230 pode, então, ser aplicado sobre a camada de barreira para ele-trólitos 232, de preferência com a superfície da segunda camada de barreirapara eletrólitos 235, de preferência em Teflon, em contato com a camada debarreira 232 (Figura 2). Nesta modalidade, a camada adicional de barreirapara eletrólitos 232 pode ser considerado como parte do conjunto de cátodo230. A camada de barreira 232, quando unida à superfície interna 245a daetapa 245, particularmente em combinação com uma segunda camada debarreira 235 (Figura 2) aplicada contra a camada de barreira 232, proporcio-na um lacre muito eficaz, impedindo que o eletrólito migre através, ou emredor, da extremidade do conjunto catalítico 230, preencham o material demata-borrão do difusor de ar 231 e, gradualmente, vazem para fora pelosorifícios para ar 243. Isso preserva o material difusor de ar 231, já que hápouco ou nenhum vazamento de eletrólito para o mesmo. O material de ma·ta-borrão do difusor de ar 231 convencional consiste em papel permeável aar ou material celulósico poroso, o qual é inserido contra a extremidade fe-chada 249 do compartimento do cátodo 240, de modo a cobrir os orifíciospara ar 243, preenchendo completamente o espaço da entrada de ar 288.

Uma modalidade preferencial de uma célula de zinco/ar completada presente invenção é mostrado na Figura 1. A modalidade mostrada na Fi-gura 1 tem a forma de uma célula tipo botão em miniatura. A célula 210 com-preende um compartimento do cátodo 240 (envoltório do cátodo) e um com-partimento do anodo 260 (envoltório do anodo), com um material isolante elé-trico 270 entre os mesmos. O isolante 270 pode, desejavelmente, estar sob aforma de um anel, o qual pode ser inserido sobre a superfície externa do cor-po do compartimento do anodo 263, conforme mostrado na Figura 1. Umapasta vedante convencional resistente à água, como um selante à base deasfalto ou betume, ou um selante polimérico, pode ser aplicada entre a paredelateral do isolante 270 e a parede externa do compartimento do anodo 263e.O selante (não mostrado) pode ser aplicado à superfície interna da parede doisolante 270, antes que o dito anel isolante 270 seja inserido sobre a parededo envoltório do anodo 263e. O anel isolante 270 tem, desejavelmente, umaporção ampliada 273a estendendo-se para além da extremidade periférica263d do compartimento do anodo 240 (Figura 1) formando uma configuraçãocom formato "L" na seção transversal. O isolante 270 com a porção amplia-da 273a evita que o material ativo do anodo entre em contato com o compar-timento do cátodo 240 depois de a célula ter sido lacrada. O isolante 270 éfeito de um material durável eletricamente isolante, como polietileno de altadensidade, polipropileno ou náilon, que resiste ao fluxo a frio quando aperta-do.

O compartimento do anodo 260 e o compartimento do cátodo240 são inicialmente peças separadas. O compartimento do anodo 260 e ocompartimento do cátodo 240 são separadamente preenchidos com materi-ais ativos, sendo que a extremidade aberta 267 do compartimento do anodo260 pode ser inserida na extremidade aberta 247 do compartimento do cáto-do 240. O compartimento do anodo 260 pode ter um parede lateral dobrada,formada por uma primeira porção reta linear do corpo 263e, que se estendeverticalmente para cima (Figura 1) formando as paredes laterais externas docompartimento 260. A parte linear do corpo 263e pode, desejavelmente, serdobrada sobre si mesma uma vez na extremidade 263d, para formar umaprimeira porção interna 263a estendendo-se para baixo da parede lateral docompartimento do anodo. As porções dobradas 263a e 263e formam, por-tanto, uma parede de lados duplos que, juntos, proporcionam uma tensãosemelhante à de uma mola, e suporte adicional entre o corpo do comparti-mento do anodo 263 e a parede vedante 270 que está em contigüidade aomesmo. Isso ajuda a manter um lacre hermético entre os compartimentos doanodo e do cátodo. Alternativamente, as paredes laterais do compartimentodo anodo 240 podem ser formadas como uma parede única 263a sem por-ção dobrada 263e. No entanto, determinou-se que o compartimento do ano-do 240 com a parede lateral dobrada (dupla), conforme mostrado nas Figu-ras da presente invenção, é desejável para invólucros dotados de paredesmuito finas, por exemplo com espessuras de parede entre cerca de 0,0508mm (2 mil) e 0,127 mm (5 mil), sendo que essas faixas de espessura se a-plicam a cada dobra de 263a e 263e. Essas faixas de espessura também seaplicam à extremidade fechada 269 do envoltório do anodo. No comparti-mento do anodo com uma parede lateral dobrada (Figura 1), a porção de pa-rede lateral interna 263a termina em uma porção inclinada para dentro 263b,que termina em uma segunda porção vertical estendendo-se para baixo263c. A segunda porção reta 263c tem diâmetro menor que o da porção reta263a. A porção 263c termina com uma curva a 90° formando a extremidadefechada 269, com uma superfície de terminal negativo 265 que é, de prefe-rência, plana.

O corpo 242 do compartimento do cátodo 240 tem uma porçãoreta 242a de diâmetro máximo estendendo-se verticalmente para baixo apartir da extremidade fechada 249. O corpo 242 termina na extremidade pe-riférica 242b. A extremidade periférica 242b do compartimento do cátodo240 e a extremidade periférica subjacente 273b do anel isolante 270 são,inicialmente, verticalmente retas, conforme mostrado nas Figuras 3 e 4, epodem ser mecanicamente franzidas sobre a porção central 263b inclinadado compartimento do anodo 260, conforme mostrado na Figura 5. Esse fran-zimento trava o compartimento do cátodo 240 no lugar, sobre o comparti-mento do anodo 260, e forma uma célula firmemente selada.

O compartimento do anodo 260 pode ser separadamente preen-chido com material ativo do anodo 250, preparando-se primeiro uma misturade zinco particulado e em material gelificante em pó. O tamanho médio departícula do zinco situa-se desejavelmente entre cerca de 30 e 350 mícrons.O zinco pode consistir em zinco puro mas está, de preferência, sob a formade zinco particulado em liga com índio (de 100 a 1.000 ppm). O zinco pode,também, estar sob a forma de um zinco particulado em liga com índio (de100 a 1.000 ppm) e chumbo (de 100 a 1.000 ppm). Outras ligas de zinco, porexemplo, zinco particulado em liga com índio (de 100 a 1.000 ppm) e bismu-to (de 100 a 1.000 ppm) também podem ser usadas. Essas ligas de zincoparticulado consistem, essencialmente, em zinco puro e têm essencialmentea capacidade eletroquímica do zinco puro. Portanto, O termo "zinco" destina-se a ser entendido como incluindo esses materiais.

O material gelificante pode ser selecionado dentre diversos geli-ficantes conhecidos, os quais são substancialmente insolúveis em eletrólitoalcalino. Esses gelificantes podem ser, por exemplo, carbóxi metil celulosereticulada (CMC), copolímeros com enxerto de amido, por exemplo sob aforma de poliacrilonitrilo hidrolisado enxertado em uma cadeia principal deamido, disponível sob a designação Waterlock A221 (Grain ProcessingCorp.), polímero de ácido poliacrílico reticulado disponível sob a designaçãocomercial Carbopol C940 (B.F. Goodrich), poliacrilonitrilo saponificado comálcali disponível sob a designação Waterlock A 400 (Grain ProcessingCorp.), e sais sódicos de ácidos poliacrílicos denominados polímero supe-rabsorvente à base de poliacrilato de sódio, disponível sob a designaçãoWaterlock J-500 ou J-550. Uma mistura seca do zinco particulado e do pógelificante pode ser formada, com o gelificante formando tipicamente entrecerca de 0,1% e 1% em peso, da dita mistura seca. Uma solução aquosa deeletrólito à base de KOH, compreendendo entre cerca de 30% e 40% empeso, de KOH e cerca de 2% em peso, de ZnO com quantidade adicionadade composto contendo pirofosfato (P2O7)4", tipicamente compreendendo en-tre cerca de 0,004% e 12%, em peso do eletrólito, sendo que a porcentagemem peso do aditivo à base de pirofosfato é calculada com base no teor de(P2O7)1 é adicionada à mistura seca de zinco particulado e gelificante. A mis-tura de anodo úmida 250 formada pode, então, ser inserida no compartimen-to do anodo 260. Alternativamente, a mistura de pós secos de zinco particu-lado e gelificante pode ser primeiro colocada no interior do compartimento doanodo 260, sendo a solução de eletrólito adicionada para formar a misturade anodo úmida 250.

Um conjunto de cátodo cataiítico 230 (Figuras 1 e 2) e o difusor dear 231 podem ser inseridos no compartimento 240, conforme exposto a seguir:um material difusor de ar 231 (Figura 1), que pode estar sob a forma de um pa-pel filtro poroso ao ar ou de um material polimérico poroso, pode ser inserido naregião de entrada de ar 288 do compartimento do cátodo 240, de modo a re-pousar contra a superfície interna da porção elevada 244 do compartimento, deencontro aos orifícios para ar 243. (A região de entrada de ar 288 é a regiãosubjacente aos orifícios para ar 243 e, portanto, está situada entre a superfícieinterna da porção 244 do compartimento do cátodo e o conjunto de cátodo 230,incluindo qualquer camada de barreira do eletrólito 232 sobre o mesmo. Umanel selante adesivo 143 é, desejavelmente, aplicado à superfície interna 245ada etapa rebaixado 245 na extremidade fechada do compartimento do cátodo.Uma camada de barreira do eletrólito 232 separada (Figuras 1 e 2), por exem-pio de politetrafluroetileno (Têflon) que se torna uma parte do conjunto de cáto-do 230 pode, opcionalmente, ser inserida no lado inferior do material difusor dear 231, de modo que a extremidade da camada de barreira 232 entre em conta-to com o anel de adesivo 143. A camada de barreira 232 é permeável ao ar,mas não ao eletrólito alcalino ou a água. Desse modo, o anel de adesivo 143 une permanentemente a extremidade da camada de barreira 232 à superfícieinterna da etapa rebaixado 245. O anel de adesivo 143, com a camada de bar-reira 232 ligada ao mesmo, impede que o eletrólito migre do anodo para o con-junto de cátodo catalítico 230 e em redor do mesmo, para então vazar da célulaatravés dos orifícios para ar 243. Um conjunto de cátodo catalítico 230, confor-me mostrado na Figura 2, pode ser preparado como um laminado compreen-dendo uma camada de material de barreira para eletrólito 235, um disco decompósito de cátodo 234 sob a camada de barreira 235 e uma camada de ma-terial separador permeável a íons 238 sob o compósito catalisador 234, con-forme mostrado na Figura 2. O separador 238 pode ser selecionado dentre ma-teriais separadores convencionais permeáveis a íons, inclusive celofane, cloretode polivinila, acrilonitrila e polipropileno microporoso. Cada uma dessas cama-das pode ser preparada separadamente e laminada às demais por meio de a-plicação de calor e pressão para formar o conjunto catalítico 230. As camadasde barreira para eletrólito 232 e 235 podem, desejavelmente, ser de politetraflu- roetileno (Teflon).

O compósito de cátodo catalítico 234 compreende, desejavel-mente, uma mistura de cátodo catalítico 233 de dióxido de manganês parti-culado, carbono e aglutinante hidrofóbico a qual é aplicada mediante méto-dos convencionais de revestimento a uma superfície de uma tela eletrica-mente condutiva 237. A tela 237 pode ser de fibras metálicas tecidas, porexemplo fibras de níquel ou de aço niquelado. A mistura de cátodo 233 éformada com o formato de um disco, o qual pode ser aqui denominado comodisco de cátodo. Outros materiais catalíticos podem estar incluídos, ou serempregados, por exemplo metais como prata, platina, paládio e rutênio, ououtros óxidos de metais ou manganês (MnOx) e outros componentes conhe-cidos por catalisar a reação de redução do oxigênio. Durante a aplicação, amistura catalítica 233 é substancialmente absorvida na malha porosa da tela237. O dióxido de manganês usado na mistura catalítica 233 pode ser dióxi-do de manganês convencional de grau para bateria, por exemplo dióxido demanganês eletrolítico (DME). O dióxido de manganês na mistura catalítica233 pode, também, ser dióxido de manganês formado a partir da décompo-sição térmica do nitrato manganoso Mn(N03)2 ou do permanganato de po-tássio KMnO4. O carbono usado na preparação da mistura 233 pode estarsob diversas formas, inclusive grafite, negro de carvão e negro de acetileno.Um carvão preferencial é o negro de carvão, devido a sua alta área superfi-cial. Um aglutinante hidrofóbico adequado pode ser o politetrafluroetileno(Teflon). A mistura catalítica 233 pode compreender, tipicamente, entre cer-ca de 3 e 10% em peso, de MnO2, de 10 a 20% em peso, de carbono e orestante em aglutinante. Durante a descarga da célula, a mistura catalítica233 age principalmente como um catalisador para facilitar a reação eletro-química envolvendo o ar que está entrando. No entanto, pode ser adicionadodióxido de manganês ao catalisador, e a célula pode ser convertida em umacélula zinco/ar ou alcalina auxiliada por ar. Nessa célula, que pode estar soba forma de uma célula de tipo botão, ao menos uma porção de dióxido demanganês se torna descarregado, ou seja, parte do manganês é reduzidodurante a descarga eletroquímica, juntamente com o oxigênio que está en-trando. O anel de adesivo 143 destina-se a ser aplicável para uso tambémnessas células auxiliadas por ar, para evitar vazamentos de eletrólito damesma.

Na modalidade preferencial (Figura 1) o compartimento do ano-do 260 tem uma camada de cobre 266 folheado ou revestido em sua super-fície interna de modo que, na célula montada, a mistura do anodo de zinco250 entre em contato com a camada de cobre. A placa de cobre é desejadaporque proporciona uma rota altamente condutiva para elétrons passando doanodo 250 para o terminal negativo 265, conforme o zinco é descarregado. Ocompartimento do anodo 260 é desejavelmente formado de aço inoxidável, oqual é folheado em sua superfície interna com uma camada de cobre. De prefe-rência, o compartimento do anodo 260 é formado por um material trirrevestidocomposto por aço inoxidável 264 com uma camada de cobre 266 em sua su-perfície interna e uma camada de níquel 262 em sua superfície externa, con-forme mostrado na Figura 1. Portanto, na célula montada final 210 (Figura 1), acamada de cobre 266 forma a superfície interna do compartimento do anodoem contato cóm a mistura do anodo de zinco 250, enquanto a camada de ní-quel 262 forma a superfície externa do compartimento do anodo. A camada decobre 266 tem, desejavelmente, uma espessura entre cerca de 0,005 mm(0,0002 polegadas) e 0,05 mm (0,002 polegadas). A camada de níquel tem en-tre cerca de 0,00254 mm (0,0001 polegadas) e 0,0254 mm (0,001 polegadas).

Em outro exemplo não-limitador específico, o tamanho da célulapode ser um tamanho padrão 312 de célula de zinco/ar, com um diâmetro ex-terno entre cerca de 7,68 mm (0,3025 pol) e 7,73 mm (0,3045 pol) e uma altu-ra entre cerca de 3,30 mm (0,1300 pol) e 3,52 mm (0,1384 pol). O anodo 250pode incluir entre cerca de 2% e 5% em peso, tipicamente cerca de 3% empeso, de mercúrio, com base no peso do zinco. Alternativamente, o anodo250 pode não conter qualquer mercúrio adicionado, especificamente menosque 100 ppm com base no peso do zinco (menos que 100 partes em peso, demercúrio por milhão de partes em peso, de zinco) sendo que, desejavelmente,o teor de mercúrio pode ser menor que 40 ppm, tipicamente menos que 20ppm de mercúrio, com base no peso do zinco. O anodo 250 pode ter a se-guinte composição: zinco de 77% a 83%, em peso (o zinco pode ser colocadoligado com 200 a 1.000 ppm cada de índio e chumbo), eletrólito alcalino a-quoso (de 34% a 40% em peso, de KOH e 2% em peso, de ZnO) de 17% a23% em peso, agente gelificante (Waterlock J-550) 0,3% em peso. Deseja-velmente, o eletrólito aquoso compreende, também, entre cerca de 0,004% e12% em peso, de aditivo contendo pirofosfato, no qual a porcentagem em pe-so é calculada com base no teor de (P2O7), de preferência entre cerca de0,012% e 6% em peso, de pirofosfato. Portanto, o material de anodo 250 de-sejavelmente compreende entre cerca de 0,001% e 2% e, de preferência, en-tre cerca de 0,003% e 1 % em peso, de pirofosfato (P2O7).

Material suficiente de anodo 250 é fornecido para preencher pelomenos cerca de 75% do volume interno do compartimento do anôdo 260 e,de preferência, entre cerca de 70% e 85% do volume interno do comparti-mento do anodo 260. A composição de anodo completa tem, desejavelmen-te, uma razão de peso entre zinco e eletrólito entre cerca de 3,0 e 5,0, depreferência entre cerca de 3,3 e 4,9 e, com mais preferência, entre cerca de4,0 e 4,9. Em todos os casos, a concentração de KOH no eletrólito aquosositua-se entre cerca de 30% e 40% em peso, de preferência entre cerca de33% e 40% em peso, enquanto a concentração de pirofosfato no eletrólitositua-se entre cerca de 0,004% e 12%, de preferência entre cerca de 0,012%e 6% em peso, de (P2O7).

O material catalisador de cátodo 233 pode ter a seguinte composi-ção: óxidos de manganês (MnO2, Mn2O3 e Mn3O4) de (4% a 15% em peso), depreferência entre cerca de (4% e 12% em peso), partículas de carvão, de prefe-rência negro de carvão, entre cerca de 40% e 55% em peso, e partículas deTeflon (politetrafluoretileno) entre cerca de 40% e 55%, em peso. (Os óxidos demanganês podem compreender qualquer distribuição de óxidos de manganês,como (MnO2, Mn2O3 e Mn3O4), podendo, também, compreender MnO. Alterna-tivamente, os óxidos de manganês podem ser formados somente por partículasde MnO2.) Uma composição preferencial do material de cátodo 233 é conformeexposto a seguir: óxidos de manganês (MnO2, Mn2O3 e Mn3O4) (6%, em peso),partículas de negro de carvão (51,5%, em peso) e aglutinante à base de Teflon(42,5%, em peso). O material de cátodo 233 pode ser compactado em uma telade níquel ou de aço niquelado 237, para formar o compósito de cátodo 234 (Fi-gura 2).

O selante adesivo 143 pode ser aplicado sob a forma de um anelcontínuo à superfície interna da etapa rebaixado 245 do compartimento docátodo. O adesivo 143 a ser aplicado à superfície interna 245a da etapa 245pode ser uma mistura baseada em solvente compreendendo um componen-te adesivo à base de poliamida conforme descrito na patente U.S. N96.436.156 B1 e aqui incorporada, a título de referência. O componente ade-sivo é portanto, desejavelmente, uma resina de poliamida termoplástica debaixo peso molecular. Uma resina de poliamida preferencial está disponívelsob a designação comercial REAMID-100 ou VERSAMID-100 (de HenkelCorp. ou Cognis Corp.). O REAMID-100 ou Versamid-100 consiste em umapoliamida de baixo peso molecular que é um gel à temperatura ambiente. Omesmo é um ácido graxo dimerizado que é o produto da reação de um ácidograxo dimerizado e diamina. A mistura adesiva pode ser formada mediante adissolução dai poliamida REAMID-100 em um solvente composto por 50 par-tes em peso, de isopropanol e 50 partes em peso, de tolueno. A camada a-desiva de poliamida 143 aplicada à superfície interna 245a da etapa docompartimento do cátodo 245 proporciona uma união resistente entre a lâ-mina de Teflon 232 e a etapa do compartimento do cátodo 245 folheado aníquel. O adesivo 143 tem, também, a vantagem de ser resistente ao ataquequímico pelo eletrólito de hidróxido de potássio.

A célula 210 pode ser montada inserindo-se primeiro os compo-nentes de cátodo acima descritos no compartimento do cátodo 240 pré-franzido. O material difusor de ar 231 é inserido contra os orifícios para ar 42dentro do espaço da entrada de ar 288. Uma camada de barreira do eletróli-to 232, de preferência de Teflon, é colocada sobre o material difusor de ar231. De preferência, a superfície interna 245a da etapa do compartimentodo cátodo 245 é revestida com o adesivo 143 acima descrito, de modo que aextremidade da camada de barreira do eletrólito 232 fique aderida à superfí-cie interna 245a da etapa 245. De preferência, a superfície inferior (voltadapara o interior da célula) da porção ampliada 273a do disco de vedação iso-Iante 270 também é revestida com um anel de adesivo 144, conforme mos-trado na Figura 1. O adesivo 144 pode ter a mesma composição do adesivo143. Embora as camadas adesivas 143 e 144 possam ser omitidas, asmesmas são desejavelmente incluídas, particularmente para células comespessuras das paredes dos compartimentos de anodo e cátodo que sãomuito finas. Por exemplo, as camadas adesivas 143 e 144 estão desejavel-mente incluídas nas células 210 com paredes dos compartimentos de anodoe cátodo cujas espessuras situam-se na faixa entre cerca de 0,0508 mm(2,0 mil) e 0,127 mm (5 mil).

O compartimento do anodo 260 pode ser colocado no formatomostrado na Figura 1, por exemplo com paredes laterais lineares formadas poruma porção interna 263a que é dobrada uma vez sobre si mesma, para formara porção externa 263e. Portanto, com efeito, uma parede lateral dupla é forma-da a partir da parede interna 263a e da parede externa 263e. Deve-se compre-ender que o compartimento do anodo 260 pode ser formado por uma paredelateral única (desdobrada), em vez das paredes laterais duplas 263a e 263emostradas. A parede lateral dupla é preferencial se o compartimento do anodo260 tem paredes laterais muito finas, por exemplo entre cerca de 0,0508 mm(2 mil) e 0,127 mm (5 mil). Um anel de lacre isolante 270 é aplicado sobre a pa-rede lateral do compartimento do anodo. O compartimento do anodo 260 é, en-tão, preenchido com o material de anodo 250 acima descrito.

O corpo do compartimento do cátodo 242 é, então, empurradosobre o isolante da superfície externa 270. As forças de frisagem são aplica-das à extremidade franzida 242b do compartimento do cátodo 240 sobre asuperfície oblíqua 263b do compartimento do anodo 260, com a extremidadeisolante 273 entre os mesmos. Forças radiais podem ser aplicadas durante aformação do lacre pregueado, para garantir um lacre hermético entre oscompartimentos do anodo e do cátodo.

Exemplos

Os exemplos a seguir ilustram o benefício de se adicionar mes-mo uma pequena quantidade de composto à base de pirofosfato aos anodosde células de tipo botão de zinco/ar. Foram construídos dois tipos compara-tivos de células de tipo botão de zinco/ar (tamanho 312) (Célula de controleA e Célula de controle J). Na célula de controle A, as partículas de zincopresentes no anodo foram amalgamadas com 3% em peso, de mercúrio combase no zinco, enquanto a Célula de controle J não tinha qualquer mercúrioadicionado no anodo. O anodo compreendia partículas de zinco e eletrólitoaquoso compreendendo hidróxido de potássio (KOH) em concentração decerca de 35,3% em peso, com 2% em peso, de ZnO. Nem a Célula de con-trole A nem a Célula de controle J continham qualquer composto à base depirofosfato. As células são construídas, de modo geral, conforme descritoacima e conforme mostrado na Figura 1. O conjunto de cátodo 230 compre-endia um material de cátodo 233 revestido sobre uma tela de aço niquelado237. O material de cátodo nas células tinha composição convencional. Omaterial de cátodo foi preparado mediante o uso de um processo bem co-nhecido à base de permanganato, para formar os óxidos de manganês con-forme descrito, por exemplo, na patente U.S. Nq 4.433.035. Nesse método,uma solução aquosa de permanganato de potássio e partículas de carvão éaquecida até uma temperatura entre cerca de 60 e 100°C, na qual o per-manganato é reduzido pelo carbono, sendo formados óxidos de manganês.

Os óxidos de manganês e as partículas de carvão são, então, filtrados, se-cos e misturados a partículas de carvão adicionais, caso se deseje, paraformar o cátodo. Os óxidos de manganês que são formados dessa maneiracompreendem uma mistura de MnO2, Mn2O3 e Mn3O4. No entanto, deve-secompreender que os óxidos de manganês podem ser adicionados direta-mente ao material de cátodo. Os óxidos de manganês podem, também,compreender somente MnO2, como é freqüentemente usado em cátodos ca-talíticos convencionais para células de zinco/ar. A mesma composição decátodo (composição abaixo) foi usada em todas as células de controle e deteste.

Foram construídas células de teste (tamanho 312). Em um conjun-to de células de teste, denominadas Células de teste A-1, foi usada a mesmacomposição de anodo (e o mesmo cátodo) que na Célula de controle A, excetopelo fato de que o eletrólito de hidróxido de potássio aquoso no anodo continha1.000 partes em peso, de pirofosfato de potássio (K4P2O7) por milhão de partesem peso, de eletrólito. Em um segundo conjunto de células de teste (Células deteste A-2), foi usada a mesma composição de anodo (e o mesmo cátodo) quena Célula de controle A, exceto pelo fato de que o eletrólito de hidróxido de po-tássio aquoso continha 300 partes em peso, de pirofosfato de potássio (K4P2O7)por milhão de partes em peso, de eletrólito. Isso é equivalente a 158 partes empeso, de P2O7 por milhão de partes em peso, de eletrólito. As células de contro-le A e as Células de teste A-1 e A-2 foram, então, submetidas aos mesmos tes-tes de desempenho (descritos a seguir), e as horas de vida útil obtidas estãoregistradas na Tabela 1.

De maneira similar, foi construído um outro grupo de células deteste (tamanho 312). Esse conjunto foi denominado Células de teste J-1.Nas Células de teste J-1, foi usada a mesma composição de anodo (e omesmo cátodo) que na Célula de controle J, exceto pelo fato de que o eletró-lito de hidróxido de potássio aquoso no anodo continha 1.000 partes em pe-so, de pirofosfato de potássio (K4P2O7) por milhão de partes em peso, de e-letrólito. A Célula de controle J e as Células de teste J-1 foram, então, sub-metidas aos mesmos testes de desempenho (descritos a seguir), e as horasde vida útil obtidas estão registradas na Tabela 2.

Todas as células de controle e de teste tinham a mesma compo-sição de cátodo apresentada a seguir:Composição de cátodo catalítico (todas as células)

<table>table see original document page 29</column></row><table>

O material de cátodo da composição acima tinha um peso entrecerca de 0,0094 e 0,013 gramas, o qual foi compactado em uma tela de açoniquelado para formar o compósito de cátodo 234 (Figura 2).

O anodo para cada célula de controle e de teste tinha um pesototal de sólidos (inclusive gelificante) de 0,2173 g, mais o eletrólito alcalinoaquoso de 0,0473 g = 0,2646 g.Célula de controle A:

Composição do anodo (mercúrio adicionado):

peso (q) % em peso

Mercúrio adicionado 0,0065 2,46

chumbo 0,0001 0,04

gelificante

(Waterlock J550) 0,0007 0,26

Partículas de zinco 0,2100 79,36

Eletrólito aquoso

(35,3% em peso, de KOH,

2% em peso, de ZnO) 0.0473 17.88

Total 0,2646 100,00

A razão entre zinco e eletrólito é de 0,217/0,0473 = 4,58. (O pesodo zinco, ao calcular-se a razão entre zinco e eletrólito, inclui o mercúrio.)

Célula de teste A-1

Composição do anodo (mercúrio adicionado)

(1.000 ppm de pirofosfato de potássio adicionadas ao eletrólito):

A mesma composição do anodo usada na Célula de controle A(acima), exceto pelo fato de que o eletrólito continha 1.000 ppm de pirofosfa-to de potássio (K4P2O7) (partes em peso, por milhão de partes de eletrólito).

Portanto, o pirofosfato de potássio (K4P2O7) compreendia cerca de 0,001 χ17,88 = 0,0179% em peso, do total da composição de anodo. Isso é equiva-lente a 0,0094% em peso, de P2O7 do total da composição de anodo.

Célula de teste A-2

Composição do anodo (mercúrio adicionado)

(300 ppm de pirofosfato de potássio adicionadas ao eletrólito):

A mesma composição do anodo usada na Célula de controle A(acima), exceto pelo fato de que o eletrólito continha 300 ppm de pirofosfatode potássio (K4P2O7) (partes em peso, por milhão de partes de eletrólito).

Portanto, o pirofosfato de potássio compreendia cerca de 0,0003 χ 17,88 =0,00536% em peso, do total da composição de anodo. Isso é equivalente a0,0028% em peso, de P2O7 do total da composição de anodo.<table>table see original document page 31</column></row><table>

A razão entre zinco e eletrólito é de 0,2163/0,0473 = 4,57.

Célula de teste J-1

Composição do anodo (sem mercúrio adicionado)

(1.000 ppm de pirofosfato de potássio adicionados ao eletrólito):

A mesma composição do anodo usada na Célula de controle J(acima) sem mercúrio adicionado, exceto pelo fato de que o eletrólito conti-nha 1.000 ppm de pirofosfato de potássio (K4P2O7) (partes em peso, por mi-Ihão de partes de eletrólito). Portanto, o pirofosfato de potássio (K4P2O7)compreendia cerca de 0,001 χ 17,87 = 0,0179% em peso, do total da com-posição de anodo. Isso é equivalente a 0,0094% em peso, de P2O7 do totalda composição de anodo.

Testes de desempenho

As células de controle A (sem aditivo de pirofosfato de potássio) eas células de teste contendo pirofosfato de potássio (K4P2O7), especificamenteas células de teste A-1 e A-2, foram submetidas a diferentes testes de desem-penho de descarga. Esses testes simulam o uso normal das células, por exem-plo como fonte de energia para aparelhos auditivos eletrônicos. A vida útil paracada grupo de células em relação a cada teste foi obtida, e está disponível paracomparação na Tabela 1. De maneira similar, as células de controle J (semmercúrio adicionado e sem aditivo de pirofosfato de potássio), e as células deteste J-1 (sem mercúrio adicionado, porém contendo aditivo de pirofosfato depotássio), foram submetidas a diferentes testes de desempenho de descarga. Avida útil para cada grupo de células em relação a cada teste foi obtida, e estádisponível para comparação na Tabela 2.

As células foram submetidas a dois diferentes testes de descarga. O primeiro teste foi denominado Teste IEC HA Proposto: as células sãodescarregadas a uma corrente constante de 1,2 mA durante 2 horas, o que éseguido de um pulso de 100 milissegundos a uma corrente de 5 mA. Os tes-tes são repetidos durante seis desses ciclos de 2 horas (total de 12 horas) e,então, seguidos por um descanso de 12 horas. O ciclo completo é repetidoaté ser atingida uma tensão de corte de 1,05 Volts.

O segundo teste foi denominado Teste IEC HRHA Proposto: ascélulas são descarregadas a uma taxa mais alta, com corrente constante de 2mA durante 2 horas, o que é seguido de um pulso de 100 milissegundos a umacorrente de 10 mA. Os teste são repetidos durante seis desses ciclos de 2 ho-ras (total de 12 horas) e, então, seguidos por um descanso de 12 horas. O ciclocompleto é repetido até ser atingida uma tensão de corte de 1,05 Volts.

Os testes de descarga acima mencionados foram aplicados a: a)células sem uso prévio, b) células que foram submetidas a ciclos de tempe-ratura elevada "pré-TTC" entre 25°C e 55°C, durante 2 semanas, e c) célulasque foram primeiro armazenadas durante 3 meses à temperatura ambiente(3 meses de armazenamento prévio sob condições ambientes). Os resulta-dos dos testes estão registrados nas Tabelas 1 e 2.Tabela 1

Células de zinco/ar com pirofosfato de potássio para teste, em comparaçãoa células de controle

<table>table see original document page 33</column></row><table>

Notas:

1. Os anodos de todas as células da Tabela 1 continham 3% empeso, de mercúrio, com base no zinco.

2. Vide tabelas anteriores para obter uma descrição dos testesde descarga (IEC HA proposto e IEC HRHA proposto) e armazenamentoprévio de células sob temperaturas elevadas (TTC).

3. As células de controle A não continham qualquer aditivo à ba-se de pirofosfato de potássio (K4P2O7) no anodo.

4. A célula de teste A-1 tinha 1.000 ppm de pirofosfato de potás-sio (K4P2O7) adicionados ao eletrólito alcalino presente no anodo.

5. A célula de teste A-2 tinha 300 ppm de pirofosfato de potássioadicionados ao eletrólito alcalino presente no anodo.Tabela 2

Células de zinco/ar com pirofosfato de potássio para teste, emcomparação a células de controle (todas as células eram sem mercúrio adicionado)^1

<table>table see original document page 34</column></row><table>

Notas:

1. Os anodos de todas as células da Tabela 2 eram isentos demercúrio (não continham nenhum mercúrio adicionado).

3. As células de controle J não continham qualquer aditivo à ba-se de pirofosfato de potássio (K4P2O7) no anodo.

4. A célula de teste J-1 tinha 1.000 ppm de pirofosfato de potás-sio (K4P2O7) adicionados ao eletrólito alcalino presente no anodo.

Como pode ser visto a partir da inspeção dos resultados dos tes-tes registrados na Tabela 1, todas as células de zinco/ar para teste com adi-tivo de pirofosfato de potássio adicionado no anodo mostraram melhores re-sultados de desempenho, conforme medido em mais horas de vida útil, doque a célula de controle sem a presença de pirofosfato de potássio no ano-do. De maneira similar, todas as células de teste isentas de mercúrio regis-tradas na Tabela 2, que tinham aditivo de pirofosfato de potássio adicionadono anodo, mostraram mais horas de vida útil que a célula de controle sem opirofosfato de potássio. A adição do pirofosfato de potássio não promoveu,visivelmente, qualquer vazamento da célula e, de fato, não houve nenhumvazamento visível da célula durante qualquer dos testes acima menciona-dos, ou na conclusão dos mesmos.

Embora a invenção tenha sido descrita em relação a diversasmodalidades específicas, deve-se considerar que outras modalidades sãopossíveis sem se afastar do conceito da invenção. Portanto, a presente in-venção não tem a intenção de limitar-se às modalidades específicas mas,em vez disso, seu escopo é refletido pelas reivindicações e equivalentes.

Claims

1. Célula despolarizada de zinco/ar, caracterizada pelo fato deque a dita célula compreende um compartimento do anodo e um comparti-mento do cátodo, um material de anodo compreendendo partículas de zinco,aditivo contendo pirofosfato (P2O7)4" e eletrólito alcalino aquoso dentro dodito compartimento do anodo, e um cátodo dentro do dito compartimento docátodo.

2. Célula de acordo com a reivindicação 1, em que o material deanodo compreende entre cerca de 0,001% e 2% em peso, do aditivo à base depirofosfato, calculado com base no teor de (P2O7).

3. Célula de acordo com a reivindicação 2, em que o dito anodocompreende entre cerca de 77% e 83% em peso, de zinco e entre cerca de 17% e 23% em peso, do dito eletrólito alcalino.

4. Célula de acordo com a reivindicação 2, em que a razão depeso entre zinco e eletrólito no dito anodo situa-se entre cerca de 3,3 e 4,9.

5. Célula de acordo com a reivindicação 1, em que a dita célulacompreende menos que 100 partes em peso, de mercúrio por milhão de par-tes em peso, de zinco.

6. Célula de tipo botão de zinco/ar, caracterizado pelo fato de que adita célula compreende um envoltório do anodo e um envoltório do cátodo, ummaterial de anodo compreendendo partículas de zinco, aditivo à base de piro-fosfato (P2O7)4", e eletrólito alcalino aquoso no interior do dito envoltório do ano-do, e um cátodo no interior do dito envoltório do cátodo, em que o envoltório docátodo compreende uma extremidade aberta e uma extremidade fechada opos-ta e uma parede lateral integral entre as mesmas, a dita extremidade fechadado envoltório do cátodo tem pelo menos um orifício para ar através da mesma esendo que o dito cátodo está próximo ao dito orifício para ar, o dito envoltório doanodo compreende uma extremidade aberta e uma extremidade fechada opos-ta e uma parede lateral integral entre as mesmas, em que a extremidade abertado envoltório do anodo pode residir no interior da extremidade aberta do envol-tório do cátodo, com pelo menos uma porção da parede lateral do envoltório docátodo sobrepondo-se a pelo menos uma porção da parede lateral do envolto-rio do anodo, com um material eletricamente isolante entre as ditas porções so-brepostas de parede.

7. Célula de acordo com a reivindicação 6, em que o material deanodo compreende entre cerca de 0,001% e 2% em peso, de aditivo à base depirofosfato, calculado com base no teor de (P2O7).

8. Célula de acordo com a reivindicação 7, em que o dito anodocompreende entre cerca de 77% e 83% em peso, de zinco e entre cerca de 17% e 23% em peso, do dito eletrólito alcalino.

9. Célula de acordo com a reivindicação 6, em que a dita célulacompreende menos que 100 partes em peso, de mercúrio por milhão de par-tes em peso, de zinco.

10. Célula, de acordo com a reivindicação 6, em que o aditivo àbase de pirofosfato é selecionado do grupo consistindo em pirofosfatos demetal alcalino e pirofosfatos de metal alcalino terroso, bem como qualquermistura dos mesmos.