WO2012022778A1 - Metall-luft-zelle mit hoher kapazität - Google Patents

Metall-luft-zelle mit hoher kapazität Download PDF

Info

Publication number
WO2012022778A1
WO2012022778A1 PCT/EP2011/064209 EP2011064209W WO2012022778A1 WO 2012022778 A1 WO2012022778 A1 WO 2012022778A1 EP 2011064209 W EP2011064209 W EP 2011064209W WO 2012022778 A1 WO2012022778 A1 WO 2012022778A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cell
inlet openings
housing
air
cup
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2011/064209
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Winfried Gaugler
Wolf-U. Barenthin
Rolf Brenner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VARTA Microbattery GmbH
Original Assignee
VARTA Microbattery GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VARTA Microbattery GmbH filed Critical VARTA Microbattery GmbH
Priority to EP11757197.6A priority Critical patent/EP2606519B1/de
Priority to US13/817,051 priority patent/US9077049B2/en
Priority to CN201180050854.5A priority patent/CN103238230B/zh
Publication of WO2012022778A1 publication Critical patent/WO2012022778A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
    • H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
    • H01M10/0427—Button cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06—Lead-acid accumulators
    • H01M10/12—Construction or manufacture
    • H01M10/123—Cells or batteries with cylindrical casing
    • H01M10/124—Button cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/28—Construction or manufacture
    • H01M10/283—Cells or batteries with two cup-shaped or cylindrical collectors
    • H01M10/285—Button cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/08—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/244—Zinc electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/109—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure of button or coin shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/153—Lids or covers characterised by their shape for button or coin cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a metal-air button cell, in particular a zinc-air button cell.
  • metal-air cells as electrochemical active components always comprise a metal-based anode and an air cathode, which are separated from one another by an ion-conducting electrolyte.
  • oxygen is reduced at the air cathode with electron uptake.
  • Hydroxide ions are formed which can migrate via the electrolyte to the anode.
  • a metal is oxidized with electron donation.
  • the resulting metal ions react with the hydroxide ions.
  • a secondary metal-air cell is recharged by applying a voltage between the anode and cathode and reversing the described electrochemical reaction. This releases oxygen.
  • the best known example of a metal-air cell is the zinc-air cell. This is used in button cell shape especially as a battery for hearing aids use.
  • Button cells are known to be cells with a height to diameter ratio ⁇ 1. They usually have a liquid-tight sealed housing from a cup-shaped cell cup, a cup-shaped cell lid and a seal.
  • Cell cups and cell caps typically each have a bottom, a circumferential shell, a transition region connecting the bottom and the shell, and a terminal cut edge.
  • the bottom of the cell cup and the bottom of the cell lid are preferably each flat and preferably circular, optionally also oval, formed.
  • the jacket of the cell cup and the jacket of the cell lid can be described preferably as annular segments of a hollow cylinder with a circular or oval cross-section. In general, the shells of cell cups and cell caps are aligned orthogonal to the corresponding bottoms.
  • transition areas of cell cup and cell lid preferably comprise the parts of cell cups and cell caps which are outside the level of the respective bottom but are not yet part of the associated cup.
  • the transition areas may be rounded, for example, shoulder-shaped, or even have the shape of a sharp edge.
  • Cell cups and cell caps are preferably made of metallic materials such as nickel-plated steel or sheet metal. Trimetal metals are also particularly suitable, for example with the sequence nickel, steel and copper (from outside to inside).
  • the cell cover When assembling a button cell case, the cell cover is inserted with the cutting edge in advance in the cell cup. Spatially and electrically, the two parts in the resulting housing separated by the aforementioned seal, which thus not only performs sealing functions but also insulating. Furthermore, in the resulting housing, the bottoms of the cell cup and cell lid are arranged parallel to each other. The spacing of the floors defines the height of the button cell, the connecting line through the centers of the floors the reference axis (axial direction) along which during the assembly of the button cell, the insertion of the cell cover in the cell cup.
  • the cell cup and the cell lid can be made, for example, from nickel-plated deep-drawn sheet metal as punched drawing parts. ordinary lent, the cell cup is positively poled and the cell cover negative. The liquid-tight closure of such cells often takes place by translocating the edge of the cell cup.
  • Metal-air cells have a relatively high energy density because the need for oxygen at the cathode can be met by atmospheric oxygen from the environment. Accordingly, however, specific measures are required to supply the cathode during the discharge oxygen from the ambient air. And during charging, inversely, oxygen evolved at the air cathode must be dissipated.
  • the housing of metal-air cells are specifically provided with inlet and outlet openings. Usually this is done by punching holes in the housings. Within the housing, the fine distribution of the incoming atmospheric oxygen usually takes place via suitable membranes or filters.
  • the housing of zinc-air button cells is usually manufactured using a cell cup, in the bottom of which air inlet holes are punched.
  • a filter paper (or other suitable microporous layer) is placed in such a cell cup, covering the bottom of the cup and the air entry holes punched therein.
  • the filter paper serves as a means for the fine distribution of incoming through the air inlet holes of atmospheric oxygen within the cell.
  • the air cathode is then deposited, on which the reduction of atmospheric oxygen can take place.
  • This is in turn covered with a flat separator, which forms the boundary layer between the anode and cathode space in the cell.
  • a preassembled cup part is usually combined with a cup-shaped cell cup, which is filled with zinc powder or a suitable other reducible metal as the anode material and with electrolyte and on the outside of which an annular plastic seal is mounted. This is inserted into the cell cup, so that the plastic seal comes to rest between the two housing parts. By crimping the terminal edge of the cell cup on the inserted cell lid, the cell is sealed liquid-tight.
  • the present invention has for its object to provide a metal-air button cell with a simplified structure and improved capacity.
  • buttons cell having the features of claim 1.
  • Preferred embodiments of the button cell according to the invention are specified in the dependent claims 2 to 6. The wording of all claims is hereby incorporated by reference into the content of this specification.
  • a metal-air button cell according to the invention is, in particular, a zinc-air button cell, that is to say a button cell in which the anode contains metallic zinc or consists of metallic zinc. Instead of zinc can be used as electrochemical active material such as aluminum or magnesium.
  • the metal-air button cell according to the invention may be both a primary and a secondary (rechargeable) metal-air button cell.
  • the housing of the metal-air button cell according to the invention is basically not different from the classic button cell, it includes the components described above, ie a cell cup, a cell cover and a seal. The corresponding statements to these parts are hereby incorporated by reference.
  • the housing of the button cell according to the invention as the housing known from the prior art button cells inlet openings in the form of holes through which atmospheric oxygen can enter into the housing. These inlet openings are preferably round holes.
  • One of the central features of the present invention is that at least a part of the inlet openings or the holes in the housing of a button cell according to the invention has an opening area ⁇ 0.025 mm 2 , preferably ⁇ 0.01 mm 2 .
  • the opening area of these inlet openings is in a range between 0.00000000785 mm 2 and 0.00785 mm 2 , in particular between 0.0000196 mm 2 and 0.00709 mm 2 .
  • the housing of classic metal-air button cells usually have significantly larger inlet openings.
  • holes with diameters of 0.4 mm corresponding to substantially circular holes of an area of approximately 0.125 mm 2
  • inlet openings are not uncommon.
  • These holes were at least partially replaced in button cells according to the invention by considerably smaller inlet openings, which brings great benefits. It has been found that such small holes can simultaneously perform the function of a means for the fine distribution of entering via the inlet holes atmospheric oxygen.
  • the described insertion of a filter paper or a functionally equivalent microporous material can be used in the production of metal-air button cells according to the invention. Accordingly, this eliminates the need to significantly simplify the manufacturing process.
  • the zinc-air cells described in the aforementioned US-4, 118,544 also have very small air inlet openings. However, it has not been recognized by the inventors of the cells described in US Pat. No. 4,118,544 that the introduction of particularly small holes into the housing makes it possible to dispense with the air diffusion layer mentioned above. The elimination of this layer provides more interior volume for active material.
  • the button cell according to the invention is characterized in particular in that between the inlet openings in the housing and the air cathode no separate, e.g. a filter paper is arranged functionally corresponding means for air distribution.
  • the cells according to the present invention therefore generally have a much higher capacity than comparable classic button cells.
  • the total number of inlet openings in a cell according to the invention is preferably between 1 and 128, preferably between 2 and 48, more preferably between 4 and 36, in particular between 8 and 32.
  • the button cell according to the invention preferably has only inlet openings which have an opening area with the dimensions ⁇ 0.025 mm 2 .
  • embodiments of the cell according to the invention are also conceivable which, in addition to the inlet openings with the opening area ⁇ 0.025 mm 2, also have one or more larger inlet openings with opening areas> 0.025 mm 2 .
  • the inlet openings are preferably introduced into the bottom of the cell cup of a button cell according to the invention.
  • An air cathode inserted into the cell cup can be directly flowed in by incoming oxygen from the air.
  • the button cell according to the invention has an air cathode in the form of a flat layer, the Bottom of the cell cup, in particular the introduced therein inlet openings, so covers that entering through the inlet openings of atmospheric oxygen can not penetrate past the air cathode into the housing.
  • the air cathode may be separated from the bottom of the cell cup by a spacer, such as a flat net or grid, but preferably it rests directly and immediately thereon.
  • metal-air button cells according to the invention as air cathodes in plastic-bonded gas diffusion electrodes in the form of flat layers.
  • gas diffusion electrodes are described for example in DE 37 22 019 A1.
  • a plastic binder usually polytetrafluoroethylene, PTFE for short
  • particles of an electrocatalytically active material for example of a noble metal such as platinum or palladium or of a manganese oxide
  • the preparation of such electrodes is usually carried out by a dry mixture of the binder and the catalyst is rolled into a film.
  • This can in turn be rolled into a metal net, for example of silver, nickel or silver-plated nickel.
  • the metal network forms a discharge structure within the electrode and serves as a current collector.
  • a metal mesh or metal mesh can be deposited on the bottom of the cell cup of a button cell according to the invention before the layered air cathode is inserted into the cell cup. It can then serve as a current conductor and / or as the mentioned spacer.
  • the inlet openings are distributed substantially uniformly over the bottom of the cell cup.
  • a uniform distribution is to be understood in particular as meaning that when the ground is divided by a straight line into two equal areas divides, each of these areas has a similar, preferably the same number of inlet openings.
  • the arrangement of the inlet openings is basically arbitrarily variable. They may be arranged, for example, in the form of concentric circles or grid-like.
  • the housing of a button cell according to the invention in particular a zinc-air button cell according to the invention, generally has a thickness between 0.08 mm and 0.15 mm. This is especially true for the area that is broken from the inlet openings, ie in particular the bottom of said cell cup.
  • the inlet openings are preferably round holes. However, these do not necessarily have a constant hole diameter.
  • the holes starting from the outside of the housing, are widened conically towards the inside of the housing. The hole diameter thus increases from outside to inside.
  • opening area If the cross section of the holes or the inlet openings in the longitudinal direction (ie from the outside of the housing to the inside of the housing or vice versa) varies, so in the sense of the present application, the opening area corresponds to the smallest determinable cross section in the longitudinal direction Otherwise, the opening area corresponds to the (constant) cross-sectional area of the holes or the inlet openings.
  • electrochemical active components so for example, the aforementioned zinc anode and the already mentioned air cathode, enclosed in a housing, which is characterized in that it is the described, in particular designed as round holes inlet openings for atmospheric oxygen with the opening area ⁇ 0.025 mm 2 , preferably ⁇ 0.01 mm 2 .
  • a cup-shaped cell cup having formed as round holes inlet openings in the bottom area, which have a diameter between 10 ⁇ and 100 pm, are provided.
  • the inner bottom of the cell cup is preferably covered directly with a flat air cathode layer, at which the reduction of introduced via the inlet openings of atmospheric oxygen can take place. Otherwise, it is possible to proceed as known from the prior art.
  • the inlet openings for atmospheric oxygen with an opening area ⁇ 0.025 mm 2 are particularly preferably melted by means of a laser in the housing.
  • the inlet openings of the housing of a cell according to the invention are therefore preferably round holes melted into the housing and not punched holes. Accordingly, they do not necessarily have a circular shape.
  • the above-mentioned cone shape can be obtained by the openings are introduced from the side into the housing, which forms the inside of the housing in the finished cell.
  • Suitable lasers are, for example, commercially available fiber lasers, ie solid-state lasers in which the doped core of a glass fiber forms the active medium.
  • the operating parameters of the laser must be adapted as exactly as possible to the thickness of the housing, in which the Inlets are to be introduced.
  • the power can be modulated, for example, by varying the pulse frequency of the laser.
  • Fig. 1 shows schematically the cross section of a metal-air button cell 100 according to the invention. Shown are the cup-shaped cell cup 101, inserted therein, also cup-shaped cell cover 102, and arranged therebetween plastic seal 103, from which the housing of the cell according to the invention is formed.
  • the gasket 103 physically and electrically separates the cell cup 101 and the cell lid 102 from each other.
  • the housing has a cylindrical shape. On the front side, the housing is bounded by the bottoms of the cell cup 101 and the cell lid 102, on the shell side by the encircling jacket of the cell cup 101.
  • the air cathode 104 is contained in the cell 100 as a thin layer completely covering the bottom of the cell cup 101.
  • the cathode layer is directly and directly on the inner bottom of the cell cup 101. It comprises a porous matrix of a plastic in which a catalyst is dispersed.
  • a metal net 108 forms a diverter structure within the matrix.
  • a metal powder, in particular zinc is introduced as the active material.
  • the inlet openings 107a-d are melted by means of a laser.
  • the two outer inlet openings have larger diameter than the two centrally arranged.
  • One of the inlet openings is shown enlarged (not to scale). It can be seen that the inlet opening to the inside of the housing is flared conically from the outside. The inlet opening therefore does not have a constant diameter.
  • the diameter of the conically shaped inlet opening is on the outside about 15 ⁇ (dA>, on the inside, however, about 60 ⁇ ⁇ (di).
  • the housing of the cell cup illustrated has a thickness of about 130 ⁇ on in the bottom region. Assuming in that the inlet opening on the outside (where the cross-section is the smallest) has a circular cross-section, the opening area of the inlet opening can be calculated, it is approximately 0.0001767 mm 2 .
  • FIG. 2 shows a plan view of the bottom of the cell 100 shown in cross section in FIG. 1.
  • the bottom is one of the two end faces of the cell 100, and the second is formed from the bottom of the cell lid 102 inserted into the cell cup 101.
  • the section of the cell 100 shown in FIG. 1 was taken along the line Z-Z '.
  • a total of 20 inlet openings for atmospheric oxygen can be seen, including the inlet openings 107a-d shown in the sectioned illustration in FIG.
  • the 20 inlet openings are distributed uniformly over the cell bottom in the form of two concentrically arranged circles. In this case, the inlet openings of the inner circle have smaller opening areas and diameter than the inlet openings of the outer circle.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

Beschrieben werden eine Metall-Luft-Knopfzelle, insbesondere eine Zink-Luft-Knopfzelle, umfassend als elektrochemische Aktivkomponenten eine metallhaltige Anode und eine Luft-Kathode und ein diese umschließendes Gehäuse mit Eintrittsöffnungen, über die Luftsauerstoff in das Gehäuse eintreten kann, wobei das Gehäuse einen Zellenbecher und einen Zellendeckel aufweist und die Eintrittsöffnungen in den Boden des Zellenbechers eingebracht sind und wobei zumindest ein Teil der Eintrittsöffnungen eine Öffnungsfläche < 0,025 mm2, bevorzugt < 0,01 mm2, aufweist, und wobei die Luftkathode die Form einer flachen Schicht aufweist und unmittelbar auf dem Boden des Zellenbechers aufliegt.

Description

Beschreibung
Metall-Luft-Zelle mit hoher Kapazität
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metall-Luft-Knopfzelle, insbesondere eine Zink-Luft-Knopfzelle.
Metall-Luft-Zellen umfassen als elektrochemische Aktivkomponenten in der Regel stets eine metallbasierte Anode und eine Luft-Kathode, die durch einen ionenleitfähigen Elektrolyten voneinander getrennt sind. Bei der Entladung wird an der Luft-Kathode Sauerstoff unter Elektronenaufnahme reduziert. Es entstehen Hydroxidionen, die über den Elektrolyten zur Anode wandern können. Dort wird ein Metall unter Elektronenabgabe oxidiert. Die entstehenden Metallionen reagieren mit den Hydroxidionen ab.
Es sind sowohl primäre als auch sekundäre Metall-Luft-Zellen entwickelt worden. Eine sekundäre Metall-Luft-Zelle wird wieder aufgeladen, indem zwischen Anode und Kathode eine Spannung angelegt und die beschriebene elektrochemische Reaktion umgekehrt wird. Dabei wird Sauerstoff freigesetzt.
Das bekannteste Beispiel einer Metall-Luft-Zelle ist die Zink-Luft-Zelle. Diese findet in Knopfzellenform insbesondere als Batterie für Hörgeräte Verwendung.
Bei Knopfzellen handelt es sich bekanntlich um Zellen mit einem Verhältnis von Höhe zu Durchmesser < 1 . Sie weisen in der Regel ein flüssigkeitsdicht verschlossenes Gehäuse aus einem napfförmigen Zellenbecher, einem napfförmigen Zellendeckel und einer Dichtung auf. Zellenbecher und Zellendeckel weisen üblicherweise jeweils einen Boden, einen umlaufenden Mantel, einen den Boden und den Mantel verbindenden Übergangsbereich und eine endständige Schnittkante auf. Der Boden des Zellenbechers und der Boden des Zellendeckels sind bevorzugt jeweils eben und vorzugsweise kreisförmig, gegebenenfalls auch oval, ausgebildet. Der Mantel des Zellenbechers und der Mantel des Zellendeckels lassen sich bevorzugt als ringförmige Segmente eines Hohlzylinders mit kreisförmigem oder ovalem Querschnitt beschreiben. In der Regel sind die Mäntel von Zellenbecher und Zellendeckel orthogonal zu den dazugehörigen Böden ausgerichtet.
Die erwähnten Übergangsbereiche von Zellenbecher und Zellendeckel umfassen bevorzugt die Teile von Zellenbecher und Zellendeckel, die außerhalb der Ebene des jeweiligen Bodens liegen, aber noch nicht Teil des dazugehörigen Mantels sind. Die Übergangsbereiche können abgerundet ausgebildet sein, beispielsweise schulterförmig, oder auch die Form einer scharfen Kante haben.
Zellenbecher und Zellendeckel sind bevorzugt aus metallischen Materialien wie vernickeltem Stahl oder Blech gefertigt. Weiterhin geeignet sind insbesondere auch Trimetalle, beispielsweise mit der Abfolge Nickel, Stahl und Kupfer (von außen nach innen).
Bei der Montage eines Knopfzellengehäuses wird der Zellendeckel mit der Schnittkante voraus in den Zellenbecher eingeschoben. Räumlich und elektrisch sind die beiden Teile im resultierenden Gehäuse durch die erwähnte Dichtung voneinander getrennt, die somit nicht nur dichtende Funktionen wahrnimmt sondern auch isolierende. Weiterhin sind im resultierenden Gehäuse die Böden von Zellenbecher und Zellendeckel parallel zueinander angeordnet. Der Abstand der Böden definiert die Höhe der Knopfzelle, die Verbindungsgerade durch die Mittelpunkte der Böden die Bezugsachse (axiale Richtung) entlang der bei der Montage der Knopfzelle das Einschieben des Zellendeckels in den Zellenbecher erfolgt.
Der Zellenbecher und der Zellendeckel können beispielsweise aus vernickeltem Tiefziehblech als Stanzziehteile hergestellt werden. Gewöhn- lieh ist der Zellenbecher positiv gepolt und der Zellendeckel negativ. Der flüssigkeitsdichte Verschluss solcher Zellen erfolgt häufig durch Umbör- deln des Randes des Zellenbechers.
Metall-Luft-Zellen weisen eine relativ hohe Energiedichte auf, weil der Bedarf an Sauerstoff an der Kathode durch Luftsauerstoff aus der Umgebung gedeckt werden kann. Entsprechend sind aber gezielte Maßnahmen erforderlich, um der Kathode beim Entladevorgang Sauerstoff aus der Umgebungsluft zuzuführen. Und beim Ladevorgang muss umgekehrt an der Luft-Kathode entstehender Sauerstoff abgeführt werden. Zu diesem Zweck werden die Gehäuse von Metall-Luft-Zellen gezielt mit Eintritts- bzw. Austrittsöffnungen versehen. In der Regel geschieht dies, indem Löcher in die Gehäuse gestanzt werden. Innerhalb der Gehäuse erfolgt die Feinverteilung des eintretenden Luftsauerstoffs üblicherweise über geeignete Membranen oder Filter. So wird das Gehäuse von Zink- Luft-Knopfzellen in aller Regel unter Verwendung eines Zellenbechers gefertigt, in dessen Boden Lufteintrittslöcher gestanzt sind.
Zur Fertigung von Zink-Luft-Knopfzellen wird in einen solchen Zellenbecher ein Filterpapier (oder eine sonstige geeignete mikroporöse Schicht) eingelegt, das den Boden des Bechers und die darin eingestanzten Lufteintrittslöcher abdeckt. Das Filterpapier dient als Mittel zur Feinverteilung von über die Lufteintrittslöcher eintretendem Luftsauerstoff innerhalb der Zelle.
Aus der US-4,118,544 ist eine Knopfzelle mit einem solchen Mittel zur Luftverteilung bekannt. Bei der in dieser Druckschrift beschriebenen Knopfzelle wird der Eintritt von Luft in die Zelle über eine mikroporöse Schicht oder aber durch die Größe der Lufteintrittslöcher reguliert. Die Größe der Poren der mikroporösen Schicht bzw. der Lufteintrittslöcher beschränkt die elektrische Leistung der Zelle. Kurzzeitig sollen die Zelle allerdings auch stärkere Ströme abgegeben können. Dies ist möglich, da in der Zelle - funktionell analog zu dem erwähnten Filterpapier - eine Schicht zur Luftverteilung (air diffusion layer) vorgesehen ist, in der eine gewisse Menge Sauerstoff gespeichert ist.
Auf dem Filterpapier wird anschließend die Luft-Kathode abgelegt, an dem die Reduktion von Luftsauerstoff erfolgen kann. Diese wird wiederum mit einem flächigen Separator abgedeckt, der in der Zelle die Grenzschicht zwischen Anoden- und Kathodenraum bildet. Kombiniert wird ein solches vormontiertes Becherteil in der Regel mit einem napfförmigen Zellenbecher, der mit Zinkpulver oder einem geeigneten anderen reduzierbaren Metall als Anodenmaterial sowie mit Elektrolyt befüllt ist und auf dessen Außenseite eine ringförmige Kunststoffdichtung aufgezogen ist. Dieser wird in den Zellenbecher eingeschoben, so dass die Kunststoffdichtung zwischen den beiden Gehäuseteilen zum Liegen kommt. Durch Umbördeln des endständigen Randes des Zellenbechers über den eingeschobenen Zellendeckel wird die Zelle flüssigkeitsdicht verschlossen.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Metall-Luft- Knopfzelle mit vereinfachtem Aufbau und verbesserter Kapazität bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Knopfzelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Knopfzelle sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
Bei einer erfindungsgemäßen Metall-Luft-Knopfzelle handelt es sich insbesondere um eine Zink-Luft-Knopfzelle, also um eine Knopfzelle, bei der die Anode metallisches Zink enthält oder aus metallischem Zink besteht. An Stelle von Zink kann als elektrochemisches Aktivmaterial z.B. auch Aluminium oder Magnesium zum Einsatz kommen. Die erfindungsgemäße Metall-Luft-Knopfzelle kann sowohl eine primäre als auch eine sekundäre (wiederaufladbare) Metall-Luft-Knopfzelle sein. Das Gehäuse der erfindungsgemäßen Metall-Luft-Knopfzelle unterscheidet sich grundsätzlich nicht von dem klassischer Knopfzellen, es umfasst die eingangs beschriebenen Komponenten, also einen Zellenbecher, einen Zellendeckel und eine Dichtung. Auf die entsprechenden Ausführungen zu diesen Teilen wird hiermit Bezug genommen.
Weiterhin weist das Gehäuse der erfindungsgemäßen Knopfzelle wie die Gehäuse aus dem Stand der Technik bekannter Knopfzellen Eintrittsöffnungen in Form von Löchern auf, über die Luftsauerstoff in das Gehäuse eintreten kann. Bei diesen Eintrittsöffnungen handelt es sich bevorzugt um Rundlöcher.
Eines der zentralen Merkmale der vorliegenden Erfindung ist, dass zumindest ein Teil der Eintrittsöffnungen bzw. der Löcher im Gehäuse einer erfindungsgemäßen Knopfzelle eine Öffnungsfläche < 0,025 mm2, bevorzugt < 0,01 mm2, aufweist. Besonders bevorzugt liegt die Öffnungsfläche dieser Eintrittsöffnungen in einem Bereich zwischen 0,00000000785 mm2 und 0,00785 mm2, insbesondere zwischen 0,0000196 mm2 und 0,00709 mm2.
Die Gehäuse von klassischen Metall-Luft-Knopfzellen weisen üblicherweise deutlich größere Eintrittsöffnungen auf. So sind Löcher mit Durchmessern von 0,4 mm (entspricht bei im Wesentlichen kreisrunden Löchern einer Fläche von ca. 0,125 mm2) und mehr als Eintrittsöffnungen keine Seltenheit. Diese Löcher wurden bei erfindungsgemäßen Knopfzellen zumindest teilweise durch erheblich kleinere Eintrittsöffnungen ersetzt, was große Vorteile mit sich bringt. Es wurde nämlich gefunden, dass solch kleine Löcher gleichzeitig die Funktion eines Mittels zur Feinverteilung von über die Eintrittslöcher eintretendem Luftsauerstoff übernehmen können. Das beschriebene Einlegen eines Filterpapiers oder eines funktionell gleichwertigen mikroporösen Materials kann bei der Fertigung von erfindungsgemäßen Metall-Luft-Knopfzel- len entsprechend entfallen, was den Fertigungsprozess deutlich vereinfacht.
Die in der eingangs erwähnten US-4, 118,544 beschriebenen Zink-Luft- Zellen weisen ebenfalls sehr kleine Lufteintrittsöffnungen auf. Nicht erkannt wurde von den Erfindern der in der US-4, 1 18,544 beschriebenen Zellen allerdings, dass durch das Einbringen besonders kleiner Löcher ins Gehäuse ein Verzicht auf die eingangs erwähnte Schicht zur Luftverteilung (air diffusion layer) ermöglicht wird. Durch den Wegfall dieser Schicht steht mehr Innenvolumen für Aktivmaterial zur Verfügung. Die erfindungsgemäße Knopfzelle zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass zwischen den Eintrittsöffnungen im Gehäuse und der Luft-Kathode kein separates, z.B. einem Filterpapier funktional entsprechendes Mittel zur Luftverteilung angeordnet ist. Die Zellen gemäß der vorliegenden Erfindung weisen daher in der Regel eine sehr viel höhere Kapazität als vergleichbare klassische Knopfzellen auf.
Die Gesamtzahl der Eintrittsöffnungen liegt bei einer erfindungsgemäßen Zelle bevorzugt zwischen 1 und 128, bevorzugt zwischen 2 und 48, besonders bevorzugt zwischen 4 und 36, insbesondere zwischen 8 und 32.
Die erfindungsgemäße Knopfzelle weist bevorzugt ausschließlich Eintrittsöffnungen auf, die eine Öffnungsfläche mit den genannten Maßen < 0,025 mm2 aufweisen. Es sind allerdings auch Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zelle denkbar, die zusätzlich zu den Eintrittsöffnungen mit der Öffnungsfläche < 0,025 mm2 noch eine oder mehrere größere Eintrittsöffnungen mit Öffnungsflächen > 0,025 mm2 aufweisen.
Bevorzugt sind die Eintrittsöffnungen in den Boden des Zellenbechers einer erfindungsgemäßen Knopfzelle eingebracht. Eine in den Zellenbecher eingelegte Luft-Kathode kann direkt von eintretendem Luft- sauerstoff angeströmt werden. Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Knopfzelle eine Luftkathode in Form einer flachen Schicht auf, die den Boden des Zellenbechers, insbesondere die darin eingebrachten Eintrittsöffnungen, derart abdeckt, dass durch die Eintrittsöffnungen eintretender Luftsauerstoff nicht an der Luftkathode vorbei ins Gehäuse eindringen kann.
Die Luftkathode kann vom Boden des Zellenbechers durch einen Abstandshalter, beispielsweise ein flaches Netz oder Gitter, getrennt sein, bevorzugt liegt sie aber direkt und unmittelbar auf diesem auf.
Besonders bevorzugt kommen in erfindungsgemäßen Metall-Luft- Knopfzellen als Luftkathoden kunststoffgebundene Gasdiffusionselektroden in Form von flachen Schichten zum Einsatz. Solche Gasdiffusionselektroden sind beispielsweise in der DE 37 22 019 A1 beschrieben. In solchen Elektroden bildet ein Kunststoffbinder (meist Polytetrafluor- ethylen, kurz PTFE) eine poröse Matrix aus, in die Partikel aus einem elektrokatalytisch aktiven Material (z.B. aus einem Edelmetall wie Platin oder Palladium oder aus einem Manganoxid) eingelagert sind. Diese müssen die erwähnte Umsetzung von Luftsauerstoff katalysieren können. Die Herstellung solcher Elektroden erfolgt in aller Regel, indem eine Trockenmischung aus dem Binder und dem Katalysator zu einer Folie ausgewalzt wird. Diese kann wiederum in ein Metallnetz, zum Beispiel aus Silber, Nickel oder versilbertem Nickel, eingewalzt werden. Das Metallnetz bildet eine Ableiterstruktur innerhalb der Elektrode und dient als Stromableiter. Alternativ oder zusätzlich kann ein Metallnetz oder Metallgitter auf dem Boden des Zellenbechers einer erfindungsgemäßen Knopfzelle abgelegt werden, bevor die schichtförmige Luftkathode in den Zellenbecher eingelegt wird. Es kann dann als Stromableiter und/oder als der erwähnte Abstandshalter dienen.
Besonders bevorzugt sind die Eintrittsöffnungen im Wesentlichen gleichmäßig über den Boden des Zellenbechers verteilt. Unter einer gleichmäßigen Verteilung soll insbesondere verstanden werden, dass, wenn man den Boden durch eine Gerade in zwei gleich große Bereiche aufteilt, jeder dieser Bereiche eine ähnliche, vorzugsweise die gleiche Anzahl von Eintrittsöffnungen aufweist. Die Anordnung der Eintrittsöffnungen ist dabei grundsätzlich beliebig variierbar. Sie können beispielsweise in Form von konzentrischen Kreisen oder rasterartig angeordnet sein.
Das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Knopfzelle, insbesondere einer erfindungsgemäßen Zink-Luft-Knopfzelle, weist in der Regel eine Dicke zwischen 0,08 mm und 0,15 mm auf. Dies gilt insbesondere für den Bereich, der von den Eintrittsöffnungen durchbrochen ist, also insbesondere den Boden des erwähnten Zellenbechers.
Wie oben erwähnt, handelt es sich bei den Eintrittsöffnungen bevorzugt um Rundlöcher. Diese müssen allerdings nicht unbedingt einen konstanten Lochdurchmesser aufweisen. In besonders bevorzugten Ausführungsformen sind die Löcher, ausgehend von der Gehäuseaußenseite, zur Gehäuseinnenseite hin konisch aufgeweitet. Der Lochdurchmesser steigt also von außen nach innen an.
An dieser Stellen noch einige Worte zum Begriff„Öffnungsfläche": Wenn der Querschnitt der Löcher bzw. der Eintrittsöffnungen in Längsrichtung (also von der Gehäuseaußenseite zur Gehäuseinnenseite oder umgekehrt) variiert, so entspricht im Sinne der vorliegenden Anmeldung die Öffnungsfläche dem kleinsten bestimmbaren Querschnitt in Längsrichtung. Ansonsten entspricht die Öffnungsfläche der (konstanten) Querschnittsfläche der Löcher bzw. der Eintrittsöffnungen.
Der kleinste bestimmbare Durchmesser der Löcher bzw. der Eintrittsöffnungen, insbesondere der als Rundlöcher ausgebildeten Eintrittsöffnungen, überschreitet bevorzugt nicht den Grenzwert von 0, 15 mm, liegt besonders bevorzugt unter 0,1 mm. Besonders bevorzugt liegt der kleinste bestimmbare Durchmesser der Eintrittsöffnungen in einem Bereich zwischen 0,0001 mm und 0, 1 mm, insbesondere zwischen 0,005 mm und 0,095 mm. Zur Fertigung einer Metall-Luft-Knopfzelle gemäß der vorliegenden Erfindung werden elektrochemische Aktivkomponenten, also beispielsweise die erwähnte Zinkanode und die ebenfalls bereits erwähnte Luft- Kathode, in ein Gehäuse eingeschlossen, das sich dadurch auszeichnet, dass es die beschriebenen, insbesondere als Rundlöcher ausgebildeten Eintrittsöffnungen für Luftsauerstoff mit der Öffnungsfläche < 0,025 mm2, bevorzugt < 0,01 mm2, aufweist.
So kann z.B. zur Fertigung einer erfindungsgemäßen Zink-Luft-Knopfzelle ein napfförmiger Zellenbecher mit als Rundlöcher ausgebildeten Eintrittsöffnungen im Bodenbereich, die einen Durchmesser zwischen 10 μιτι und 100 pm aufweisen, bereitgestellt werden. Das Einlegen eines Filterpapiers als Luftsauerstoff-Verteiler kann, wie erwähnt, entfallen. Stattdessen wird der Innenboden des Zellenbechers bevorzugt unmittelbar mit einer flachen Luftkathodenschicht abgedeckt, an der die Reduktion von über die Eintrittsöffnungen herangeführtem Luftsauerstoff erfolgen kann. Ansonsten kann verfahren werden wie aus dem Stand der Technik bekannt.
Die Eintrittsöffnungen für Luftsauerstoff mit einer Öffnungsfläche < 0,025 mm2 werden besonders bevorzugt mittels eines Lasers in das Gehäuse geschmolzen. Bei den Eintrittsöffnungen des Gehäuses einer erfindungsgemäßen Zelle handelt es sich also bevorzugt um in das Gehäuse eingeschmolzene Rundlöcher und nicht um gestanzte Löcher. Sie weisen entsprechend auch nicht zwingend eine kreisrunde Form auf. Die oben erwähnte Konusform kann dabei erhalten werden, indem die Öffnungen von der Seite aus in das Gehäuse eingebracht werden, die in der fertigen Zelle die Innenseite des Gehäuses bildet.
Geeignete Laser sind beispielsweise kommerziell erhältliche Faserlaser, also Festkörperlaser, bei denen der dotierte Kern einer Glasfaser das aktive Medium bildet. Die Betriebsparameter des Laser müssen möglichst exakt an die Dicke des Gehäuses angepasst werden, in das die Eintrittsöffnungen eingebracht werden sollen. Die Leistung lässt sich beispielsweise durch Variation der Pulsfrequenz des Lasers modulieren.
Die genannten und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich insbesondere auch aus der nun folgenden Beschreibung der Zeichnungen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Dabei können die einzelnen Merkmale der Erfindung für sich allein oder in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die beschriebenen Ausführungsformen dienen lediglich zur Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung und sind in keiner Weise einschränkend zu verstehen.
Figurenbeschreibung
Fig. 1 zeigt schematisch den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Metall-Luft-Knopfzelle 100. Dargestellt sind der napfförmige Zellenbecher 101 , der darin eingeschobene, ebenfalls napfförmige Zellendeckel 102, und die dazwischen angeordnete Kunststoffdichtung 103, aus denen das Gehäuse der erfindungsgemäßen Zelle gebildet ist. Die Dichtung 103 trennt den Zellenbecher 101 und den Zellendeckel 102 räumlich und elektrisch voneinander. Das Gehäuse weist eine zylindrische Form auf. Stirnseitig wird das Gehäuse durch die Böden des Zellenbechers 101 und des Zellendeckels 102 begrenzt, mantelseitig durch den umlaufenden Mantel des Zellenbechers 101.
Die Luft-Kathode 104 ist in der Zelle 100 als dünne Schicht enthalten, die den Boden des Zellenbechers 101 vollständig abdeckt. Die Kathodenschicht liegt dabei direkt und unmittelbar auf dem Innenboden des Zellenbechers 101 auf. Sie umfasst eine poröse Matrix aus einem Kunststoff, in dem ein Katalysator dispergiert ist. Ein Metallnetz 108 bildet innerhalb der Matrix eine Ableiterstruktur. Oberhalb der Kathodenschicht 104 ist der flächige Separator 105 abgebildet. Dieser trennt die Luft-Kathode 104 vom Anodenraum 106 der Zelle 100. In diesen ist als Aktivmaterial ein Metallpulver, insbesondere Zink, eingebracht. In den Boden des Zellenbechers 101 sind mittels eines Lasers die Eintrittsöffnungen 107a-d eingeschmolzen. Die beiden außenliegenden Eintrittsöffnungen weisen dabei größere Durchmesser auf als die beiden zentral angeordneten. Eine der Eintrittsöffnungen ist vergrößert dargestellt (nicht maßstabsgetreu). Zu erkennen ist, dass die Eintrittsöffnung zur Gehäuseinnenseite hin von außen kommend konisch aufgeweitet ist. Die Eintrittsöffnung weist also keinen konstanten Durchmesser auf. Der Durchmesser der konisch ausgebildeten Eintrittsöffnung beträgt an der Außenseite ca. 15 μηι (dA>, an der Innenseite dagegen ca. 60 μιη (di). Das Gehäuse des dargestellten Zellenbechers weist im Bodenbereich eine Dicke von ca. 130 μιη auf. Davon ausgehend, dass die Eintrittsöffnung an der Außenseite (wo der Querschnitt am kleinsten ist) einen kreisrunden Querschnitt aufweist, lässt sich die Öffnungsfläche der Eintrittsöffnung berechnen, sie beträgt ca. 0,0001767 mm2.
In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Boden der in Fig. 1 im Querschnitt dargestellten Zelle 100 abgebildet. Bei dem Boden handelt es sich um eine der zwei Stirnseiten der Zelle 100, die zweite wird vom Boden des in den Zellenbecher 101 eingeschobenen Zellendeckels 102 gebildet. Der Schnitt der in Fig. 1 dargestellten Zelle 100 erfolgte entlang der Linie Z-Z'. Zu erkennen sind insgesamt 20 Eintrittsöffnungen für Luftsauerstoff, darunter die in der geschnittenen Darstellung in Fig. 1 abgebildeten Eintrittsöffnungen 107a-d. Die 20 Eintrittsöffnungen sind in Form von zwei konzentrisch angeordneten Kreisen gleichmäßig über den Zellenboden verteilt. Dabei weisen die Eintrittsöffnungen des inneren Kreises geringere Öffnungsflächen und Durchmesser auf als die Eintrittsöffnungen des äußeren Kreises.

Claims

Patentansprüche
1. Metall-Luft-Knopfzelle, insbesondere Zink-Luft-Knopfzelle, umfassend als elektrochemische Aktivkomponenten eine metallhaltige Anode und eine Luft-Kathode und ein diese umschließendes Gehäuse mit Eintrittsöffnungen, über die Luftsauerstoff in das Gehäuse eintreten kann, wobei das Gehäuse einen Zellenbecher und einen Zellendeckel aufweist und die Eintrittsöffnungen in den Boden des Zellenbechers eingebracht sind und wobei zumindest ein Teil der Eintrittsöffnungen eine Öffnungsfläche < 0,025 mm2, bevorzugt < 0,01 mm2, aufweist, und wobei die Luftkathode die Form einer flachen Schicht aufweist und unmittelbar auf dem Boden des Zellenbechers aufliegt.
2. Knopfzelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnungen im Wesentlichen gleichmäßig über den Boden des Zellenbechers verteilt sind.
3. Knopfzelle nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtzahl der Eintrittsöffnungen zwischen 1 und 128, bevorzugt zwischen 2 und 48, besonders bevorzugt zwischen 4 und 36, insbesondere zwischen 8 und 32, liegt.
4. Knopfzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse Eintrittsöffnungen mit unterschiedlich großen Öffnungsflächen aufweist.
5. Knopfzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine Gehäusedicke zwischen 0,08 und 0,15 mm aufweist, insbesondere in dem Bereich, der von der Eintrittsöffnungen durchbrochen ist.
6. Knopfzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Eintrittsöffnungen zur Gehäuseinnenseite hin von außen konisch aufweiten.
PCT/EP2011/064209 2010-08-20 2011-08-18 Metall-luft-zelle mit hoher kapazität Ceased WO2012022778A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11757197.6A EP2606519B1 (de) 2010-08-20 2011-08-18 Metall-luft-zelle mit hoher kapazität
US13/817,051 US9077049B2 (en) 2010-08-20 2011-08-18 Metal-air cell having high capacity
CN201180050854.5A CN103238230B (zh) 2010-08-20 2011-08-18 具有高容量的金属空气电池

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010039557.9 2010-08-20
DE102010039557A DE102010039557A1 (de) 2010-08-20 2010-08-20 Metall-Luft-Zelle mit hoher Kapazität

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012022778A1 true WO2012022778A1 (de) 2012-02-23

Family

ID=44651672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/064209 Ceased WO2012022778A1 (de) 2010-08-20 2011-08-18 Metall-luft-zelle mit hoher kapazität

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9077049B2 (de)
EP (1) EP2606519B1 (de)
CN (1) CN103238230B (de)
DE (1) DE102010039557A1 (de)
WO (1) WO2012022778A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150024290A1 (en) * 2013-07-17 2015-01-22 Varta Microbattery Gmbh Metal-air button cells and method of manufacturing the same
EP3432382A1 (de) 2017-07-19 2019-01-23 VARTA Microbattery GmbH Metall/luft-zelle in knopfzellenform und herstellungsverfahren

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202013005368U1 (de) * 2013-06-15 2014-09-16 Varta Microbattery Gmbh Lagerstabile Gaserzeugungszelle
KR102420010B1 (ko) * 2015-07-29 2022-07-12 삼성전자주식회사 금속-공기 전지장치 및 금속-공기 전지장치의 작동 방법
CN106115868A (zh) * 2016-08-29 2016-11-16 福州品行科技发展有限公司 多用富氢水杯及其使用方法
CN106115867A (zh) * 2016-08-29 2016-11-16 福州品行科技发展有限公司 一种便携式可伸缩富氢水杯及其使用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4118544A (en) 1977-09-28 1978-10-03 P.R. Mallory & Co. Inc. Metal-air depolarized cell having restricted gas passageway
DE3722019A1 (de) 1987-07-03 1989-01-12 Varta Batterie Verfahren zur herstellung einer kunststoffgebundenen gasdiffusionselektrode, die einen manganoxidkatalysator der ueberwiegenden zusammensetzung mno(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)o(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)* x mn(pfeil abwaerts)5(pfeil abwaerts)o(pfeil abwaerts)8(pfeil abwaerts) enthaelt
US6284400B1 (en) * 1995-05-05 2001-09-04 Rayovac Corporation Metal-air cathode can, and electrochemical cell made therewith
US20070054168A1 (en) * 2005-09-06 2007-03-08 Hao Chang Zinc/air cell

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5356729A (en) * 1993-06-15 1994-10-18 Aer Energy Resources, Inc. Diffusion controlled air manager for metal-air battery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4118544A (en) 1977-09-28 1978-10-03 P.R. Mallory & Co. Inc. Metal-air depolarized cell having restricted gas passageway
DE3722019A1 (de) 1987-07-03 1989-01-12 Varta Batterie Verfahren zur herstellung einer kunststoffgebundenen gasdiffusionselektrode, die einen manganoxidkatalysator der ueberwiegenden zusammensetzung mno(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)o(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)* x mn(pfeil abwaerts)5(pfeil abwaerts)o(pfeil abwaerts)8(pfeil abwaerts) enthaelt
US6284400B1 (en) * 1995-05-05 2001-09-04 Rayovac Corporation Metal-air cathode can, and electrochemical cell made therewith
US20070054168A1 (en) * 2005-09-06 2007-03-08 Hao Chang Zinc/air cell

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150024290A1 (en) * 2013-07-17 2015-01-22 Varta Microbattery Gmbh Metal-air button cells and method of manufacturing the same
CN104505557A (zh) * 2013-07-17 2015-04-08 瓦尔达微电池有限责任公司 金属空气钮扣电池及其制造方法
US9406986B2 (en) * 2013-07-17 2016-08-02 Varta Microbattery Gmbh Metal-air button cells and method of manufacturing the same
EP3432382A1 (de) 2017-07-19 2019-01-23 VARTA Microbattery GmbH Metall/luft-zelle in knopfzellenform und herstellungsverfahren
WO2019015881A1 (de) 2017-07-19 2019-01-24 Varta Microbattery Gmbh Metall/luft-zelle in knopfzellenform und herstellungsverfahren
US11258121B2 (en) 2017-07-19 2022-02-22 Varta Microbattery Gmbh Metal/air cell in button cell form and production method

Also Published As

Publication number Publication date
US20130183596A1 (en) 2013-07-18
CN103238230A (zh) 2013-08-07
CN103238230B (zh) 2016-02-24
EP2606519A1 (de) 2013-06-26
EP2606519B1 (de) 2017-08-16
DE102010039557A1 (de) 2012-02-23
US9077049B2 (en) 2015-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2606519B1 (de) Metall-luft-zelle mit hoher kapazität
EP2771922B1 (de) Knopfzelle mit elektrodenwickel
EP3041062B1 (de) Elektrochemische zelle
DE69132116T2 (de) Von Luft gestützte alkalische Zellen
EP2692903B1 (de) Wasserstoffentwicklungszelle mit Kathodentasche
EP3491682B1 (de) Elektrochemische zelle und vorrichtung mit der zelle
EP2697851B1 (de) Metall-luft-knopfzellen und ihre herstellung
EP2827398B1 (de) Metall-Luft-Knopfzellen und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP3745490B1 (de) Verfahren zur herstellung einer batterie und gemäss dem verfahren hergestellte batterie
EP3151304B1 (de) Knopfzelle auf lithium-ionen-basis
DE3852795T2 (de) Elektrochemische Zelle.
EP3520167B1 (de) Zink/luft-knopfzelle
WO2019015881A1 (de) Metall/luft-zelle in knopfzellenform und herstellungsverfahren
DE102015207069A1 (de) Batterie mit prismatischem Metallgehäuse
EP2471131B1 (de) Elektrochemisches element mit reduziertem innenwiderstand
EP4044327A1 (de) Metall-luft-zelle und verfahren zur herstellung
EP4329083A1 (de) Elektrochemische energiespeicherzelle und verfahren zur herstellung
WO2019162019A1 (de) Elektrode, metall/luft-zelle, verfahren und schichtverbund
EP4465393A1 (de) Elektrochemische knopfzelle und verfahren zur herstellung
DE102018216521A1 (de) Batteriezelle mit zumindest einer elektrochemischen Zelle und Verfahren zum Herstellen derselben
EP3477750A1 (de) Metall/luft-zelle sowie ihre herstellung
WO2015169845A1 (de) Gasdiffusionselektrode und deren verwendung
DE102004018350A1 (de) Galvanisches Element

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180050854.5

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11757197

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13817051

Country of ref document: US

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2011757197

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011757197

Country of ref document: EP