NO763885L - Alkalisk prim{relement. - Google Patents

Description

Alkalisk primærelement.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et alkalisk primærelement med høy drenæringsverdi, som inneholder en divalent sølv-oksyd/monovalent sølvoksyd depolarisatorblanding som er belagt med et sølvlag.

I industrien som fremstiller elementer legges det stadig økt vekt på utviklingen av elektriske elementer med høy kapasitet og lite volum. Nedenfor vises til sammenlikning kapasiteten ogspenningen for noen aktive materialer som stadig anvendes i kommersielt tilgjengelige elementer:

Divalent sølvoksyd (AgO) er et utmerket aktivt materiale med høy kapasitet til batterier, men det har to egenskaper som har begrenset dets bruk som aktivt materiale i batterier. Under utladningen av et batteri hvor det anvendes et divalent sølv-oksyd som positivt aktivt materiale, ligger begynnelsesspen-ningen på det høyere divalente spenningsnivå (1,82V overfor Zn i alkalisk elektrolytt) inntil stort sett alt AgO er omdannet til Ag20, og deretter fortsetter utladningen på det lavere monovalente spenningsnivå (1,60V overfor Zn i alkalisk elektrolytt) . Dette to-platås spenningsnivå under utladning kan ikke godtas i mange typer batteridrevet utstyr.

Et annet problem man støter på når det anvendes divalent sølvoksyd som depolarisator (positivt aktivt materiale) er dets manglende stabilitet når det er i berøring med vandige alkaliske oppløsninger. Det er kjent at divalent sølvoksyd utvikler oksygen når det er i berøring med vandige alkaliske oppløsninger, og dette gassutviklingsfenomen bevirker selvutladning av det divalente sølvoksyd, hvorved det omdannes til monovalent sølvoksyd eller metallisk sølv. Divalent sølvoksyd kan ikke anvendes som det positive aktive materiale i hermetisk lukkete elementer på grunn av denne manglende stabilitet i alkaliske oppløsninger og den derav følgende risiko for trykkoppbygning og muligens brudd på elementet.

Problemet med to-platås-spenningsnivået under den elektriske utladning av divalent sølvoksyd er tidligere blitt overvunnet ved hjelp av oppfinnelsene ifølge US-patentskrifter 3.615. 858 og 3.655.450. Fra disse patentskrifter er det kjent et batteri som har en positiv elektrode som omfatter et aktivt hovedmateriale (f.eks. divalent sølvoksyd) og et sekundært aktivt materiale (f.eks. monovalent sølvoksyd), hvis utladnings-produkt lett oksyderes av det aktive hovedmateriale i nærvær av alkalisk elektrolytt og hvori den eneste elektroniske bane for utladning av det aktive hovedmateriale er gjennom det sekundære aktive materiale. Dette batteri har under hele utladningen poten-sialet til det sekundære aktive materiale (AgO) overfor den negative elektrode i den alkaliske elektrolytt. Dette batteri har fordelen med et enkelt spenningsnivå under elektrisk utladning,

og også den økte kapasitet som frembringes av det positive aktive materiale av divalent sølvoksyd.

Problemet med den manglende stabilitet av det divalente sølvoksyd er blitt overvunnet ved hjelp av oppfinnelsene ifølge US-patentskrifter 3.476.610 og 3.484.295. Fra disse patentskrifter er det kjent et batteri som har en positiv elektrode, som omfatter et aktivt hovedmateriale (f.eks. divalent sølvoksyd) og et sekundært aktivt materiale (f.eks. monovalent sølvoksyd), som anvendes som et stort sett elektrolytt-upermeabelt lag som er anbrakt mellom det aktive hovedmateriale og batterikomponentene som inneholder elektrolytten. Denne konstruksjon isolerer det aktive hovedmateriale fra berøring med elektrolytten inntil det' sekundære aktive materiale er utladet og gir derved forbedret levetid eller holdbarhet.

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe et alkalisk primærelement med en høy dreneringsverdi, som inneholder en divalent sølvoksyd/monovalent sølvoksyd depolari-satorblanding, som er stabil i den alkaliske kaliumhydroksydelek- trolytt, og hvor elementet har et enkelt spenningsplatå under utladning. Et annet formål med oppfinnelsen er å frembringe et alkalisk primærelement med høy dreneringsverdi, som fortrinnsvis er av "knappelement"-konstruksjon, og som har økt kapasitet pr. vekt- og volumenhet sammenliknet med et element hvor det bare anvendes monovalent sølvoksyd som det positive aktive materiale. Et ytterligere formål er å frembringe et alkalisk primærelement med høy dreneringsverdi, som inneholder en positiv elektrode som omfatter en blanding av divalent sølvoksyd og monovalent sølv-oksyd, som vil utnytte kapasiteten til begge disse aktive materialer og som har en maksimal klemspenning (overfor Zn i alkalisk elektrolytt) på ca 1,75V. Det er dessuten et formål å frembringe en fremgangsmåte til fremstilling av en divalent sølvoksyd/monovalent sølvoksyd depolarisatorblanding som er belagt med et sølvlag.

Det har vist seg at et alkalisk primærelement med høy dreneringsverdi, som inneholder en divalent sølvoksyd/monovalent sølvoksyd depolarisatorblanding, kan utlades ved et enkelt spen-ningsplatå. Det er blitt anvende depolarisatorblandinger som inneholder opptil 70 vektsprosent divalent sølvoksyd i alkaliske primærelementer med høy dreneringsverdi, som har en negativ elektrode av sink og en kaliumhydroksydelektrolytt, og disse elementer er blitt utladet ved et enkelt spenningsplatå med en maksimal klemspenning på ca 1,7 5V. Ganske uventet har det nå

vist seg at depolarisatorblandingen kan utlades ved et enkelt spenningsplatå uten begrensning av den elektroniske bane for monovalent sølvoksyd. Det er imidlertid vesentlig at overflaten av depolarisatorblandingen i umiddelbar nærhet av skilleplaten belegges med et sølvlag. Det foretrekkes at sølvlaget er stort sett kontinuerlig og elektrolyttpermeabelt, og det kan dannes ved behandling av overflaten av depolarisatorblandingen med et sterkt reduksjonsmiddel, såsom hydrazin eller formaldehyd. De-polar isatorblandingens overflate kan reduseres enten før anbringelse i elementbeholderen eller fortrinnsvis etter at blandingen er konsolidert i beholderen. Sølvlaget på depolarisatorblandingen er vesentlig for oppnåelse av et enkelt spenningsplatå under utladning av elementet, og de gjør også depolarisatorblandingen forbedret stabilitet i kaliumhydroksydelektrolytten.

Det alkaliske primærelement med høy dreneringsverdi ifølgeoppfinnelsen er særlig anvendelig som energikilde for elektroniske ur, og de fremstilles i "knappelement"-utforming for bruk i elektrisk utstyr med liten størrelse, såsom ur og hørehjelpe-midler. Elementene har den nødvendige enkeltspenningsplatå-ut-ladningsegenskap, og dessuten stabilitet hos depolarisatorblandingen i kaliumhydroksydelektrolytt uten inkorporering av spesielle tilsetningsmidler, slik som de som er beskrevet i US-patentskrift 3.650.832. De alkaliske primærelementer har vesentlig økt elektrokjemisk kapasitet i forhold til det som oppnås med elementer hvor det anvendes en monovalent sølvoksyd-depolarisator. Disse elementer har også forbedret, høy drener-ingsevne som er nødvendig for en pulsavgivelse til aktivering av en lysutsendende diode.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart nedenfor i forbind-else med beskrivelse av den foretrukne utførelsesform under hen-visning til tegningen som viser et tverrsnitt av det alkaliske primærelement ifølge oppfinnelsen med høy dreneringsverdi i fullstendig montert tilstand.

Oppfinnelsen vedrører et alkalisk primærelement med høy dreneringsverdi, som inneholder en divalent sølvoksyd (AgO)/monovalent sølvoksyd (Ag20) depolarisatorblanding (katode) belagt med et sølvlag, en negativ elektrode (anode), en skilleplate mellom depolarisatorblandingen og den negative elektrode, samt en vandig kaliumhydroksydoppløsning som elektrolytt. Det er vesentlig at overflaten av depolarisatorblandingen i umiddelbar nærhet av skilleplaten belegges med et sølvlag som gir depolarisatorblandingen bedre stabilitet i kaliumhydroksydelektrolytten og gir elementet et enkelt spenningsplatå under utladning. Sølv-laget kan fremstilles ved behandling av overflaten av depolarisatorblandingen med et sterkt reduksjonsmiddel, såsom hydrazin, som frembringer et stort sett kontinuerlig og elektrolyttpermeabelt sølvlag. Elementets maksimale klemmespenning er ca 1,75V, og det foretrekkes at klemmespenningen er ca 1,6V, som er kjenne-tegnende for monovalent sølvoksyd. Klemmespenningen måles ved utladning av elementet gjennom en meget høy belastning av størrel-sesorden 1-100 megaohm. Dersom et element har en klemmespenning på mindre enn ca 1,75V, skulle det gi et enkelt spenningsplatå under utladning med sluttet krets selv ved lave dreneringer, f. eks. utladninger gjennom belastninger på ca 100.000 til ca 500. 000 ohm.

I tillegg til sølvlaget på depolarisatorblandingen ermeng-den av divalent sølvoksyd som finnes i depolarisatorblandingen kritisk. Det foretrekkes å ha den maksimale mengde divalent sølv-oksyd og stadig oppnå et enkelt spenningsplatå under utladning og en stabil depolarisatorblanding. Det er blitt bestemt atmeng-den divalent sølvoksyd ikke bør være større enn ca 70 vektsprosent av sølvoksydblandingen. Ut over det divalente og det monovalente sølvoksyd kan depolarisatoren også inneholde mindre mengder av et smøremiddel og/eller et bindemiddel såsom polytetrafluoretylen eller andre egnete plastbindemidler. Det kan også

i depolarisatoren innleires bestanddeler med det formål å frembringe spenningsstabilitet, såsom sølvpulver, og for sikring av stabiliteten av det divalente sølvoksyd i den alkaliske elekro-lytt, såsom gullhydroksyd som beskrevet i US-patentskrift 3.853. 623.

Den negative elektrode kan være sink, kadmium, indium, magnesium, aluminium, titan eller mangan. Det foretrekkes å anvende sink-aktivt materiale, som kan være i form av findeltesinkpartikler, gelformige eller semigelformige sinkpartikler eller en sinkfolie. Det foretrekkes vanligvis at det sink-aktive materiale er amalgamert uten hensyn til hyilken av formene som anvendes.

Mellom depolarisatorblandingen og den negative elektrode anbringes det en skilleplate som vanligvis omfatter både en absorberende komponent og et barrieremateriale. Den absorberende komponent kan være fremstilt av et cellulosemateriale,

såsom sammenfiltrete bomullsfibre, eller av et ikke-cellulosemateriale, såsom mikroporøs polyetylen. Det absorberende materiale inneholder elektrolytten (vanligvis i berøring med detnega-tive, aktive materiale), og det kan anvendes tallrike lag.Barrierematerialet kan også omfatte ett eller flere lag for å hindre passasje av metallioner eller dendrittvekst fra den ene elektrode til den annen. Barrierematerialet kan være et vilkårlig semipermeabelt materiale, såsom cellofan, enten alene eller i kombinasjon med en syntetisk barriere, såsom polyetylen podet med metakrylsyre. Det foretrekkes å anvende et laminert barrieremateriale som omfatter et lag av polyetylen podet med metakrylsyre mellom lag av cellofan.

I elementet ifølge oppfinnelsen anvendes en alkalisk elektrolytt som hovedsakelig består av en vandig oppløsning av kaliumhydroksyd. Elektrolyttmengden begrenses fortrinnsvis slik at den bare er tilstrekkelig til å frembringe fukting av elementkomponentene uten å etablere et flytende nivå av fri elektrolytt i elementet. Den alkaliske elektrolytt har fortrinnsvis et kaliumhydroksydinnhold på minst ca 3 vektsprosent og opptil ca 50 vektsprosent. Den kan inneholde mindre mengder til-setningsmidler, såsom sinkoksyd, for inhibering av oppløsningen av det negative, aktive sinkmateriale, og andre alkalimetall-hydroksyder, f.eks. cesium-, rubidium- eller natriumhydroksyd, kan anvendes istedenfor mindre deler av kaliumhydroksydet.

En kritisk egenskap ifølge oppfinnelsen er dannelsen av sølvlaget på overflaten av depolarisatorblandingen i umiddelbarnærhet av skilleplaten. Et stort sett kontinuerlig og elektrolyttpermeabelt lag av sølv kan dannes ved behandling av overflaten av depolarisatorblandingen med et sterkt reduksjonsmiddel, såsom hydrazin- eller formaldehydoppløsninger. Også andre relativt sterkt reduserende midler, såsom hydrogen, metaller (sink og jern), tinnklorid, jernsulfat, svovelsyrling, oksalsyre, maursyre oghydroksylamin, kan anvendes under forutsetning av at de er sterke nok til å redusere depolarisatorblandingen til sølv innenfor et rimelig tidsrom. Når det anvendes hydrazin eller formaldehyd foretrekkes metanoloppløsninger av reduksjonsmidlet, og overflaten av depolarisatorblandingen behandles i noen minutter, vanligvis er fra 2 til 6 minutter tilstrekkelig. Et høyt inn-hold av AgO kan nødvendiggjøre en lengre behandling med reduksjonsmiddel. Behandlingen med reduksjonsmidlet gjennomføres vanligvis ved romtemperatur, men høyere temperaturer kan imidlertid benyttes, særlig dersom det er ønskelig å akselerere reduksjonen. Det kan anvendes både vandige oppløsninger av reduksjonsmidlet og en oppløsning i organisk løsningsmiddel.

Depolarisatorblandingen kan blandes fysisk under iblanding av tilsetningsmidler til spesielle formål og deretter komprimeres til en tablett. Hele overflaten av tabletten kan reduseres til sølv ved utbløtning av tabletten i oppløsningen av reduksjons-midlet, eller ved at tabletten rystes i oppløsningen. Dette er ikke en foretrukket fremgangsmåte idet det har vist seg atstykker av den komprimerte depolarisatortablett brettet av under reduksjonsbehandlingen, og at det i visse tilfeller var ujevn tablettreduksjon. Ut over fysisk blanding kan depolarisatorblandingen fremstilles ved (1) oksydasjon av sølvpulver, (2) reduksjon av en del av et divalent sølvoksyd aktivt materiale, eller (3) reduksjon av AgO in situ ved blanding av det med et reduserende metall, såsom sink eller kadmium.

Den foretrukne fremgangsmåte til fremstilling av depolarisatorblandingen omfatter (1) dannelse av depolarisatorblandingen som inneholder divalent sølvoksyd og monovalent sølvoksyd, (2) komprimering av blandingen i en presse til dannelse av en tablett under anvendelse av et trykk i området fra ca 2814 til ca 4222 kp/cm 2, (3) anbringelse av tabletten i katodebeholderen, (4) konsolidering av tabletten i beholderen ved kompresjon under anvendelse av konsolideringstrykk i området fra ca 3518 til ca 4925 kp/cm 2, samt (5) behandling av den konsoliderte tablett/ katodebeholderkomponent med oppløsningen av reduksjonsmidlet. Ifølge denne foretrukne fremgangsmåte blir bunnen og sidene av det depolarisatortabletten uredusert, men behandling med reduksjonsmidlet kan imidlertid gjennomføres forut for konsolidering. Det foretrekkes å anbringe en mansjett om den øvre kant av de-polarisatorblandingen, og dette kan foretas forut for konsolideringen av tabletten i katodebeholderen. Mansjetten virker som en understøttelsesflate til beskyttelse av depolarisatortabletten under konsolideringen, og når elementet forsegles ved bretting

av den øvre kant av katodebeholderen om kransen som er formet på kanten av anordebeholderen.

Et av hovedformålene med oppfinnelsen erøkning av energi-tettheten pr. vekt- eller volumenhet av depolarisatoren. Det vil oppnås maksimal energitetthet ved anvendelse av bare divalent sølvoksyd depolarisatormateriale, men det resulterende element har to spenningsplatåer under utladning, og det divalente sølv-oksyd er meget ustabilt i kaliumhydroksydelektrolytten. Det har vist seg at depolarisatorblandingen som maksimum kan inneholde ca 70 vektsprosent divalent sølvoksyd og stadig frembringe et alkalisk element med høy dreneringsverdi, som har et enkelt spenningsplatå og en stabil depolarisator. Ved masseproduksjon av de alkaliske primærelementer med høy dreneringsverdi foretrekkes det vanligvis å anvende en depolarisatorblanding som inneholder minst ca 50% divalent sølvoksyd for å sikre at elementet har et enkelt spenningsplatå, tilfredsstillende stabilitet ved høyere temperatur og forbedret elektrokjemisk kapasitet.

Tegningen viser en knappelementkonstruksjon 10, idet det alkaliske primærelement med høy dreneringsverdi ifølge oppfinnelsen er særlig tilpasset til bruk med denne konstruksjon, ogknappelementer ble anvendt for vurdering av divalent sølvoksyd/ monovalent sølvoksyd depolarisatorblandingene. Disse knappele-menter er av den type som for tiden anvendes som energikilde til elektroniske ur, et anvendelsesområde hvor de alkaliske primærelementer med høy dreneringsverdi, som inneholder en divalent sølvoksyd/monovalent sølvoksyd depolarisatorblanding belagt med et sølvlag er særlig effektive.

En negativ elektrode-(anode)-beholder 11 omfatter noe som vanligvis betegnes en "dobbelt topp". To skåler er anbrakt i fysisk elektrisk kontakt med hverandre, med en indre skål 12 anbrakt inne i en ytre skål 13 til dannelse av tett friksjons-passform. Det foretrekkes vanligvis å punktsveise skålene sammen som vist ved 14 for å opprette permanent elektrisk kontakt. Skålene kan være fremstilt av nikkelbelagt stål som har god korrosjonsbestandighet, men andre materialer kan imidlertid anvendes, og overflatene kan være utstyrt med spesielle belegg. "Dobbelt topp"-anodebeholderen foretrekkes på grunn av dens bedre lekkasjeforebyggende egenskaper, men en enkelt topp-beholder kan anvendes. En mansjett eller krans 15 av nylon eller polyetylen er dannet på kanten av anodebeholderen 11 for å isolere denne elektrisk fra en depolarisator-(katode)-beholder 16. En negativ elektrode eller anode 17 er et aktivt sinkmateriale i form av en gel eller semigel, som inneholder findelte sinkpartikler, en liten mengde gelatineringsmiddel, såsom guargummi eller karboksymetylcellulose (f.eks. 0,2 vektsprosent) og en del av den vandige kaliumhydroksydelektrolyttoppløsning.

Skilleplaten omfatter en absorberende komponent 18 og et barrieremateriale 19. Det foretrekkes å anvende sammenfiltrete bomullsfibre (kommersielt tilgjengelige under varemerket "V&ril") som den absorberende komponent som også inneholder en del av den alkaliske elektrolytt. Det semipermeable barriermateriale om-fatter et lag 20 av polyetylen podet med metakrylsyre (kommersielt tilgjengelig under varemerket "Permion") anbrakt veksel-vis med cellofanlag 21. Den absorberende komponent 18 er anbrakt i berøring med det aktive sinkmateriale, og barrierematerialet er i berøring med et sølvlag 22 på•en depolarisatorblandings 23 overflate.

Depolarisatorblandingen eller katoden 23 omfatter en blanding av divalent sølvoksyd (AgO) og monovalent sølvoksyd (Ag20) samt tilsetningsmidler med spesielle virkninger. Depolarisator blandingen inneholder vanligvis polytetrafluoretylen som et binde-og smøremiddel. Blandingen kan også inneholde en mindre mengde av et gassundertrykkelsesmiddel, såsom gullhydroksyd, for sikring av stabiliteten av det divalente sølvoksyd. Nedenfor vises sammensetning av en foretrukket depolarisatorblanding.

Sølvlaget 22 er dannet in situ på depolarisatorblandingen etter at denne er konsolidert i katodebeholderen 16, ved nedsenk-ning av den i en 3 vektsprosentig hydrazinoppløsning i metanol i ca 5 minutter. Fremstilt på denne måte er sølvlaget stort sett kontinuerlig og elektrolyttpermeabelt. En mansjett 24 er anbrakt om den øvre kant av depolarisatorblandingen, men dette er imidlertid ikke en vesentlig komponent i knappelementkonstruksjonen. Dersom det er ønskelig kan hele overflaten av depolarisator-blandingen 23 være redusert ved å gjennomføre reduksjonsbehandlingen forut for konsolidering i beholderen 16.

Det alkaliske primærelement med høy dreneringsverdi ifølge oppfinnelsen er særlig utformet og konstruert som energikilde for elektroniske ur med fremvisning ved hjelp°av lysutsendende diode (LED). Disse ur krever et batteri som er i stand til å

gi en utladning med høy dreneringsverdi i form av pulser. Det er vesentlig for opplysning av fremvisningen ved hjelp av et rimelig antall pulser at det alkaliske primærelement er i stand til å gi en flash-strøm som er større enn et gjennomsnitt på

0,2 A pr. cm 2 elementtverrsnittsareal.Elementsystemet må dessuten ha meget god stabilitet i nærvær av alkalisk elektrolytt, idet kaliumhydroksydelektrolytten som er nødvendig for å oppnå den høye dreneringsverdi forsterker det divalente sølvoksyds tilbøyelighet til utvikling av gass i nærvær av alkaliske opp-løsninger. I visse tilfeller kan det være nødvendig å forkon-disjonere elementet før bruken av det som energikilde ved kort-slutning av elementet i noen få sekunder. Det har vist seg at denne forkondisjonering øker elementets flash-strøm og gir mer homogen flash-strørnytelse.

Eksempel 1

Alkaliske primærknappelementer (av RW 4 4 størrelse med en katodebeholderdiameter på 1,143 cm og en høyde som varierte fra ca 0,381 til ca 0,411 cm) av den på tegningen viste konstruksjon ble undersøkt for å bestemme virkningen av et sølvlag anbrakt på depolarisatorblandingsoverflaten på høyverdielementer (35%

KOH + 1% ZnO vandig elektrolyttoppløsning). I tillegg til blandingen av divalent og monovalent sølvoksyd inneholdt depolarisatorblandingen 1,5 vektsprosent polytetrafluoretylen og 0,15 vektsprosent gullhydroksyd. Depolarisatorblandingen ble nedsenket etter konsolidering i katodebeholderen i en 3 vektsprosentig oppløsning av hydrazin i metanol i 3 minutter til dannelse av det stort sett kontinuerlige sølvlag. Anoden var en sinkblanding som bestod av 99,8 vektsprosent amalgamerte sinkpartikler (7% kvikksølv) og 0,2 vektsprosent guargummigelatineringsmiddel.Spenningen ved sluttkrets (CCV) ble målt gjennom en belastning

på 167 ohm. De elektriske egenskaper og stabiliteten ble registrert som gjennomsnittet av 30 elementer. Flash-strømmen ble målt ved elektrisk kopling av et element med et standard ampere-meter (med en indre motstand på ca 0,015 ohm) og bestemmelse av strømgjennomstrømningen ved 0,5 sekunder. Følgende resultater ble registrert:

Den bedre ytelse og de bedre egenskaper hos elementene som har et sølvlag på depolarisatorblandingen fremgår tydelig.

Eksempel 2

Alkaliske primærknappelementer (størrelse RW 44) med den på tegningen viste konstruksjon ble fremstilt for å bestemme virkningen av variasjon av forholdet mellom AgO og Ag20 uten og i kombinasjon med en hydrazinreduksjonsbehandling til dann else av et sølvlag på depolarisatorblandingen. Hydrazinbehand-lingen bestod i veting av de konsoliderte tabletter i en opp-løsning av 1 vektsprosent hydrazin i metanol under omrøring i 3 minutter. Mansjetten om depolarisatortabletten var sølvbelagt på alle elementer. Elektrolytten var en vandig oppløsning av 40%KOH + 1% ZnO. Det ble registrert følgende resultater:

De elektriske egenskaper ble registrert som gjennomsnittet for 30 elementer. Den bedre ytelse og de bedre egenskaper av elementene med sølvlag på depolarisatorblandingen fremgår klart.

Eksempel 3,

Alkaliske primærknappelementer (størrelse RW 44) ble behandlet med to forskjellige, sterke reduksjonsmidler til dannelse av et sølvlag på depolarisatorblandingen, og spenning og celle-stabilitet ble bestemt. Depolarisatorblandingen bestod av 50 vektsprosent AgO-blanding, 49 vektsprosent Ag20 samt 1 vektsprosent polytetrafluoretylen. AgO-blandingen hadde følgende sammensetning:

Alle depolarisatorblandinger ble vætet i 1 minutt i en 90/10-oppløsning av 30% KOH/metanol etterfulgt av rensing og tørking før behandlingen med det sterke reduksjonsmiddel. Alle elementer hadde en sølvbelagt mansjett om depolarisatortabletten.

Parti A ble behandlet i en oppløsning av 1 vektsprosent hydrazin i metanol i 3 minutter ved romtemperatur. Parti B ble behandlet i ca 100 ml av en 30%, vandig oppløsning av KOHsom var tilsatt 2 ml 37 vektsprosentig formaldehyd i metanol. Opp-løsningen som inneholdt den konsoliderte depolarisatorblanding ble oppvarmet til 50°C, og behandlingen ble gjennomført i 15 minutter. Hvert parti omfattet 40 elementer, hver med en sink-gelanode (99,8 vektsprosent amalgamerte sinkpartikler + 0,2 vektsprosent guargummi) og en 40% KOH + 1% ZnO vandig elek-trolyttoppløsning. Det ble registrert følgende resultater:

Disse resultater viser at dannelsen av sølvlager på overflaten av depolarisatorblandingen kan utføres med et vilkårlig, sterkt reduksjonsmiddel som er i stand til å redusere AgO til Ag.

Eksempel 4

For å bestemme virkningen av anvendelse av forskjellige forhold av divalent sølvoksyd (AgO) i depolarisatorblandingen ble alkaliske primærelementer (størrelse RW 44) av en konstruk-sjon som elementet som er vist på tegningen undersøkt. Alle elementer ble fremstilt med en 40 prosentig vandig kaliumhyd-roksydoppløsning som inneholdt 1 vektsprosent sinkoksyd. I tillegg til sølvoksydene inneholdt depolarisatorblandingen ca1,5vektsprosent polytetrafluoretylen. Elementene i parti A-D ble behandlet i en oppløsning av 1 vektsprosent hydrazin i metanol i 6 minutter ved romtemperatur, og parti E-I ble behandlet i hydrazinoppløsningen i 3 minutter. De elektriske egenskaper er angitt som gjennomsnittet av 12-4 0 elementer,

idet CCV ble målt gjennom en belastning på 30 ohm for parti A-D

og en belastning på 167 ohm for parti E-I, og de elektriske data ble registrert 1 dag etter lukking for parti A-D og.2 uker etter lukking for parti E-I. De for elementutvidelsen angitte data var gjennomsnittet for 4 til 6 elementer. Det ble registrert følgende resultater:

Disse resultater viser at klemmespenning og gassutviklings-stabilitet (elementutvidelse) ikke var noe problem før depolarisatorblandingen inneholdt minst ca 50% AgO, og at elementene med depolarisatorblandinger som inneholdt minst ca 80% AgO hadde klemmespenninger som var for høye og hadde økt elementutvidelse.

Claims (13)

1.A lkalisk primærelement med høy dreneringsverdi, karakterisert ved at det er i form av en negativ elektrode, en divalent sølvoksyd/monovalent sølvoksyd depolarisatorblanding, en skilleplate mellom den negative elektrode og depolarisatorblandingen, samt en vandig kaliumhydroksydelektrolytt, idet depolarisatorblandingen inneholder opptil ca 7 0 vektsprosent divalent sølvoksyd og et stort sett kontinuerlig og elektrolyttpermeabelt sølvlag på overflaten av depolarisator-

blandingen i umiddelbar nærhet av skilleplaten, idet elementet tildeles stabilitet av depolarisatorblandingen i kaliumhydroksydelektrolytten, en maksimal klemmespenning på ca 1,75V, et enkelt spenningsplatå under utladning samt evne til å gi en flash-strøm som er større enn et gjennomsnitt på 0,2 A pr. cm 2 elementtverr-snittsareal.

2. Alkalisk primærelement i samsvar med krav 1, karakterisert ved at sølvlaget på depolarisatorblandingen er dannet ved behandling av overflaten av depolarisatorblandingen med et sterkt reduksjonsmiddel som er i stand til å redusere det divalente og det monovalente sølvoksyd til metallisk sølv.

3.A lkalisk primærelement i samsvar med krav 2, karakterisert ved at reduksjonsmidlet er hydrazin.

4.A lkalisk primærelement i samsvar med et av kravene 1-3, karakterisert ved at det divalente sølvoksyd er til stede i depolarisatorblandingen i en mengde i området fra ca 40 til ca 60 vektsprosent av sølvoksyddelen av depolarisatorblandingen .

5 .A lkalisk primærelement i samsvar med et av kravene 1-4, karakterisert ved at bare depolarisatorblandingens overflate i umiddelbar nærhet av skilleplaten er belagt med et stort sett kontinuerlig og elektrolyttpermeabelt sø l-vlag.

6.A lkalisk primærelement i samsvar med et av kravene 1-5, karakterisert ved at konsentrasjonen av den vandige kaliumhydroksydelektrolytt ligger i området fra i det minste ca 3 vektsprosent opptil ca 50 vektsprosent kaliumhydroksyd.

7 .F remgangsmåte til fremstilling av depolarisatorblandingen for anvendelse i det alkaliske primærelement ifølge krav 1, karakterisert ved at man (1) danner depolari-s atorblandingen som omfatter.divalent sølvoksyd og monovalents ølvoksyd, (2) komprimerer blandingen til dannelse av en tablett, (3) anbringer tabletten i en katodebeholder, (4) konsoliderer tabletten i beholderen ved kompresjon, samt (5) behandler den konsoliderte tablett/katodebeholderkomponent med et sterkt reduksjonsmiddel i et tidsrom som er tilstrekkelig til å redusere depolarisatorblandingens overflate til metallisk sølv.

8. Fremgangsmåte i samsvar med krav 7, karakterisert ved at det sterke reduksjonsmiddel inneholder hydrazin.

9. Fremgangsmåte i samsvar med krav 8, karakterisert ved at hydrazinet foreligger i en metanolopp-lø sning i en mengde i området fra ca 1 til ca 5 vektsprosent, og at behandlingen av den )■ onsoliderte tablett/katodebeholder med oppløsningen av hydrazin i metanol har en varighet på fra ca 2 minutter til ca 6 minutter.

10. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 7-9, karakterisert ved at depolarisatorblandingens komponenter som dannes i trinn (1) omfatter en mindre mengde polytetrafluoretylen.

11. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 7-10, karakterisert ved at en mansjett anbringes om depol-ar isatorblandingens øvre kant før konsolideringen av tabletten i trinn (4).

12.F remgangsmåte til fremstilling av depolarisatorblandingen til anvendelse i det alkaliske primærelement ifølge krav 1, karakterisert ved at man (1) danner depolarisatorblandingen som omfatter divalent sølvoksyd og monovalent sølvoksyd, (2) komprimerer blandingen til dannelse av en tablett, (3) behandler tabletten med et sterkt reduksjonsmiddel i et tidsrom som er tilstrekkelig til å redusere depolarisatorblandingens overflate til metallisk sølv, (4) anbringer tabletten med den reduserte overflate i en katodebeholder, samt (5) konsoliderer tabletten med den reduserte overflate i katodebeholderen ved kompresjon.

13.F remgangsmåte i samsvar med krav 12, karakterisert ved at det sterke reduksjonsmiddel inneholder hydrazin.