專利名稱：具有改良的高倍率性能的耗氧電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特別是在間歇性使用期間具有改良的高倍率性能和大功率放電容量的耗氧電化學(xué)電池組和電池。
背景技術(shù)：
使用來(lái)自電池外部的氧作為活性材料從而產(chǎn)生電能的電化學(xué)電池組電池能夠被用于給各種便攜電子設(shè)備供電。氧進(jìn)入電池，在此其能夠被用作耗氧電極(例如，正電極)中的活性材料，其中耗氧電極促進(jìn)氧和電池電解質(zhì)的反應(yīng)，并且導(dǎo)致最終對(duì)于反電極(例如， 負(fù)電極)活性材料的氧化。耗氧電極中促進(jìn)氧與電解質(zhì)反應(yīng)的材料通常被稱為催化劑。不過(guò)，這些電極中使用的一些材料不是真正的催化劑，因?yàn)樗鼈兡軌蛑辽俨糠直贿€原，特別是在相對(duì)高倍率的電池放電過(guò)程中被還原。耗氧電池的一個(gè)示例是氧去極化的金屬/空氣電池，其中來(lái)自電池外部的空氣進(jìn)入電池，并且氧被正電極或空氣電極還原。負(fù)電極活性材料是金屬，例如鋅，在電池放電期間其被氧化。金屬/空氣電池通常具有堿性水溶液(例如Κ0Η)電解質(zhì)。耗氧電池的另一示例是燃料電池。例如金屬/空氣電池的耗氧電池的優(yōu)點(diǎn)在于其具有大能量密度，因?yàn)檎姌O的至少一部分活性材料來(lái)自于電池外部，從而減少了電池體積或使得更大體積可用于負(fù)電極活性材料。耗氧電池能夠具有最大放電倍率。最大放電倍率能夠由氧能進(jìn)入耗氧電極的速率來(lái)限制。過(guò)去，致力于增加進(jìn)入電池內(nèi)的氧的速率并且/或者限制不良?xì)怏w(例如二氧化碳)的進(jìn)入速率(不良?xì)怏w的進(jìn)入會(huì)導(dǎo)致不良反應(yīng))，以及限制能夠填充電池內(nèi)的孔隙空間的水進(jìn)入或損失的速率，從而分別試圖容納更大體積的放電反應(yīng)產(chǎn)物或者使電池干透。這些方法的示例能夠見(jiàn)于美國(guó)專利No. 6，558，828、美國(guó)專利No. 6，492，046、美國(guó)專利 No. 5，795，667、美國(guó)專利No. 5，733，676、美國(guó)專利公開(kāi)No. 2002/0150814以及國(guó)際專利申請(qǐng)No. W002/35641。不過(guò)，改變這些氣體中一種氣體的擴(kuò)散速率通常會(huì)影響其他氣體的擴(kuò)散速率。即使已經(jīng)致力于平衡高速氧擴(kuò)散和低速CO2和水?dāng)U散的需求，但仍限制了成功的可能。在較大放電倍率時(shí)，更重要的是使得足量氧進(jìn)入氧還原電極中，不過(guò)在較小放電倍率期間以及當(dāng)電池不使用時(shí)，最小化CO2和水?dāng)U散的重要性增加。為了僅在高倍率放電期間使得進(jìn)入電池內(nèi)的空氣流動(dòng)增加，已經(jīng)使用了風(fēng)扇和泵來(lái)向電池內(nèi)驅(qū)使空氣(例如美國(guó)專利No. 6，500，575和No. 6，641，947以及美國(guó)專利公開(kāi)No. 2003/0186099),不過(guò)這樣的空氣驅(qū)動(dòng)器及其控制器會(huì)增加制造成本和復(fù)雜性，并且風(fēng)扇(即使是微型風(fēng)扇)會(huì)占據(jù)各個(gè)電池、多電池的電池組和設(shè)備內(nèi)的寶貴體積。又一種方法已經(jīng)在氧還原電極和外部環(huán)境之間使用不透水隔膜，其具有因?yàn)榭諝鈮毫Σ疃軌虼蜷_(kāi)和關(guān)閉的翼片，所述空氣壓力差例如是由于電池組放電時(shí)的氧消耗而造成的(例如美國(guó)專利公開(kāi)No. 2003/0049508)。不過(guò)，壓力差可能較小并且會(huì)被電池組外部的大氣條件所影響。共同受讓的美國(guó)專利公開(kāi)No. 2008/0254345公開(kāi)了由致動(dòng)器操作的閥，該致動(dòng)器響應(yīng)施加于致動(dòng)器兩端的電勢(shì)變化來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉閥。當(dāng)電池沒(méi)有正被用于提供功率時(shí)最小化了氧能夠進(jìn)入電池的速率，不過(guò)閥打開(kāi)并且氧進(jìn)入電池的速率隨功率需求的增加而增大。所有這些現(xiàn)有技術(shù)的方法具有一種或更多種缺點(diǎn)。例如，可能必須通過(guò)限制高倍率放電性能以便最小化低倍率放電或不放電期間的電池退化，或者通過(guò)限制電池的總使用壽命以便提供理想的高倍率放電性能，來(lái)進(jìn)行折衷。閥、風(fēng)扇和電子控制器能夠被用于增加最大放電倍率，不過(guò)這些部件會(huì)增加復(fù)雜性和成本、使用一部分電池容量來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)這些部件以及占據(jù)電池、電池組或電池組供電的設(shè)備內(nèi)的寶貴空間。本發(fā)明的目標(biāo)在于提供氧去極化的電池組，其包含一個(gè)或多個(gè)空氣去極化的電池，例如金屬/空氣電池，其具有優(yōu)異的高倍率且高能放電容量。本發(fā)明的目標(biāo)還在于提供具有最小附加復(fù)雜性和成本的改進(jìn)的氧去極化電池組，其消耗最小化的放電容量，并且如果占據(jù)的話則占據(jù)電池、電池組或使用電池組的設(shè)備內(nèi)很少的額外空間。本發(fā)明的另一目標(biāo)在于提供改進(jìn)電池組放電倍率性能的手段，其能夠與其他所需電池、電池組和設(shè)備特征及控制器結(jié)合使用，例如用于控制氧和其他氣體進(jìn)入和離開(kāi)電池的運(yùn)動(dòng)的空氣管理器。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開(kāi)了用于提供功率來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)電子設(shè)備的電池組。電池組包括一個(gè)或多個(gè)耗氧電池，并且所述一個(gè)或多個(gè)耗氧電池包括具有一個(gè)或多個(gè)氧進(jìn)入端口的殼體、被置于殼體內(nèi)的耗氧第一電極、被置于殼體內(nèi)的相反第二電極、被置于殼體內(nèi)的電解質(zhì)、與第一電極電接觸的第一電接觸端子以及與第二電極電接觸的第二電接觸端子。來(lái)自殼體外部的氧能夠進(jìn)入殼體從而到達(dá)耗氧電極。當(dāng)電池組準(zhǔn)備待用且不提供功率來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)電子設(shè)備時(shí)，在耗氧電池中的至少一個(gè)耗氧電池的第一和第二端子之間完成電路，并且該電路包括在所述耗氧電池中的至少一個(gè)耗氧電池上的犧牲漏電部(sacrificial drain)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開(kāi)了提供功率來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)電子設(shè)備的電池組和能夠由電池組運(yùn)轉(zhuǎn)的電子設(shè)備的組合。電池組包括一個(gè)或多個(gè)耗氧電池，并且所述一個(gè)或多個(gè)耗氧電池包括具有一個(gè)或多個(gè)氧進(jìn)入端口的殼體、被置于殼體內(nèi)的耗氧第一電極、被置于殼體內(nèi)的相反第二電極、被置于殼體內(nèi)的電解質(zhì)、與第一電極電接觸的第一電接觸端子以及與第二電極電接觸的第二電接觸端子。來(lái)自殼體外部的氧能夠進(jìn)入殼體從而到達(dá)耗氧電極。當(dāng)電池組準(zhǔn)備待用且不提供功率來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)電子設(shè)備時(shí)，在耗氧電池中的至少一個(gè)耗氧電池的第一和第二端子之間完成電路，并且該電路包括在所述耗氧電池中的至少一個(gè)耗氧電池上的犧牲漏電部。通過(guò)參考下述說(shuō)明、權(quán)利要求和附圖，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將進(jìn)一步理解并意識(shí)到本發(fā)明的這些和其他特征、優(yōu)點(diǎn)和目標(biāo)。除非在此特別說(shuō)明，否則所有公開(kāi)的特征、值和范圍均在室溫(20-25攝氏度)和環(huán)境大氣壓力及相對(duì)濕度下被確定。


在附圖中
圖1是根據(jù)一種實(shí)施例的紐扣形電池的截面立面圖； 圖2是根據(jù)另一種實(shí)施例的棱柱形電池的截面立面圖； 圖3是根據(jù)一種實(shí)施例的圖2中電池的分解立體圖，其具有流體調(diào)節(jié)系統(tǒng)； 圖4是圖3中電池的立體圖，其中電池和流體調(diào)節(jié)系統(tǒng)被部分組裝到電池組中； 圖5是圖4所示的完全組裝的電池組的立體圖； 圖6是具有已經(jīng)安裝的圖2的電池組的設(shè)備的分解立體圖； 圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池與常規(guī)電池相比，限制電流作為時(shí)間函數(shù)的示圖； 圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池與常規(guī)電池相比，限制電流作為時(shí)間函數(shù)的示圖； 圖9是總結(jié)了本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)期間的電池電壓的表格；以及圖10是總結(jié)了本發(fā)明實(shí)施例的剩余電池容量的表格。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括具有至少一個(gè)耗氧電池的電池組，其使用來(lái)自電池外部的氧作為電極中一個(gè)電極的活性材料。電池具有消耗氧的電極以及相反電極。例如，電池能夠是金屬-空氣電池，其中正電極(在下文可以被稱為陽(yáng)極)還原氧，并且負(fù)電極(在下文可以被稱為陰極)包含金屬，例如在鋅-空氣電池中是鋅，該金屬作為負(fù)電極活性材料，在電池放電期間該負(fù)電極活性材料被氧化。鋅-空氣電池能夠具有堿性水溶液電解質(zhì)，例如水中的氫氧化鉀、 氫氧化鈉和/或氫氧化鋰。在另一示例中，電池能夠是燃料電池，其中兩個(gè)電極的活性材料均來(lái)自電池外部，并且電極中一個(gè)電極的活性材料是氧。雖然通常理想的是當(dāng)不需要給設(shè)備供電時(shí)約束或防止氧進(jìn)入電池，以便避免放電容量的不必要損失，不過(guò)這并不總是實(shí)用的。但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電池不被使用時(shí)，使用氧作為活性材料的電池的放電容量以及倍率性能(放電期間能夠傳輸?shù)淖畲箅娏骰螂娏?能夠隨時(shí)間退化。這在已經(jīng)準(zhǔn)備好使用或被使用從而氧可用于耗氧電極的電池中特別明顯。雖然不希望被理論限制，但是公認(rèn)的是倍率性能的退化是進(jìn)入電池的一種或更多種雜質(zhì)(例如二氧化碳)與氧的不良反應(yīng)的結(jié)果。具體地，公認(rèn)的是二氧化碳與電解質(zhì)反應(yīng)，并且反應(yīng)產(chǎn)物導(dǎo)致耗氧電極的損壞。例如，在具有包含氫氧化鉀的堿性水溶液電解質(zhì)的鋅-空氣電池中，反應(yīng)(I)能夠發(fā)生
(I) CO2 + 2K0H -> K2CO3 + H2O
如果在空氣電極中存在的產(chǎn)生的碳酸鉀在電解質(zhì)中的濃度超過(guò)飽和極限則會(huì)結(jié)晶。固體碳酸鉀會(huì)沉淀在空氣電極的孔洞中并且減少可用反應(yīng)面積，使電極膨脹和損壞，阻擋空氣進(jìn)入空氣電極，以及減少電解質(zhì)的離子導(dǎo)電性。在反應(yīng)I中的水的形成也能夠增加電池內(nèi)水的蒸汽壓并且導(dǎo)致從電池中損失水，這還會(huì)促進(jìn)電池倍率性能的降低。在15攝氏度且101325 壓力的情況下，大氣空氣通常包含大約20. 9476體積百分比的氧和大約0. 0314體積百分比的二氧化碳，或者基于氧體積大約0. 15體積百分比的二氧化碳。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通常在大氣空氣中存在的水平處或之上的二氧化碳水平會(huì)導(dǎo)致耗氧電池的倍率性能的退化，并且預(yù)期的是較低水平的二氧化碳也能夠?qū)е嘛@著退化。確信的是，當(dāng)使用的是氧源而不是大氣空氣源時(shí)，在15攝氏度且101325 壓力情況下，根據(jù)氧體積，少至0. 05體積百分比或更少的二氧化碳同樣會(huì)是有害的。
還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)準(zhǔn)備待用但沒(méi)有用于提供能量，例如運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備時(shí)，氧氣能夠進(jìn)入電池的倍率性能的退化能夠通過(guò)將電池置于輕度犧牲放電部(例如通過(guò)電池的正端子和負(fù)端子之間的高電阻負(fù)載，或者通過(guò)其他方式以小電流或小功率放電)而被顯著減少。如這里所用，當(dāng)已經(jīng)從其未密封且銷售的封裝中移除(例如，移除了空氣通路或空氣進(jìn)入端口蓋，例如凸舌或膠帶)時(shí)，或安裝在電子設(shè)備或其他器具中以便電池組將用于從其獲得或向其提供功率時(shí)，電池組準(zhǔn)備待用。在一種實(shí)施例中，在電池已經(jīng)被使用之后，包括例如電池正提供功率來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備時(shí)，始終存在犧牲漏電部。在另一實(shí)施例中，可以去除犧牲漏電部，以便例如當(dāng)電池不提供功率時(shí)其存在，但當(dāng)電池正用于運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備時(shí)其不存在。能夠通過(guò)電路提供犧牲漏電部，該電路被裝納在電池組內(nèi)，或者至少部分電路能夠是使用電池組的設(shè)備的一部分。犧牲漏電部能夠是能例如通過(guò)開(kāi)關(guān)而斷開(kāi)和閉合的電路的一部分。開(kāi)關(guān)可以是同樣用于開(kāi)啟和關(guān)閉設(shè)備的開(kāi)關(guān)，或者其能夠是獨(dú)立開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)能夠被手動(dòng)操作，或者其能夠被電子地操作?？刂齐娐纺軌虮挥糜跀嚅_(kāi)和閉合包括犧牲漏電部的電路?？刂齐娐纺軌蛟陔姵亟M內(nèi)，或者至少一部分控制電路能夠在設(shè)備內(nèi)?？刂齐娐愤€能夠被用于確定設(shè)備模式，以便當(dāng)設(shè)備處于不從電池組汲取功率來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備功能的模式時(shí)，犧牲漏電部不連接到電池組。在又一實(shí)施例中，犧牲漏電部能夠變化。為了最小化電池放電容量的消耗，理想的是使用的犧牲放電部足夠但不顯著超過(guò)最小需求，從而減少倍率性能的退化。能夠根據(jù)所需最小倍率性能和預(yù)期的電池使用規(guī)則， 通過(guò)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)地確定最佳背景漏電(background drain)。當(dāng)電池沒(méi)有被使用時(shí)將氧能夠進(jìn)入其中且到達(dá)耗氧電極的耗氧電池置于輕度犧牲放電部上，在如下情況下特別有利，即當(dāng)空氣用作氧源時(shí)例如二氧化碳等不良流體雜質(zhì)與氧一同存在的情況下。雖然本發(fā)明能夠用于任意類型的耗氧電池或電池組，不過(guò)其對(duì)于金屬-空氣電池和燃料電池是特別有利的，具體地是那些使用大氣空氣作為氧源的電池。本發(fā)明的特征在下文中參考金屬-空氣電池在實(shí)施例中被進(jìn)一步具體描述，該電池例如圖1和圖2所示。 圖1的電池是紐扣電池，其具有圓柱形橫截面且最大高度小于其直徑，圖2的電池是棱柱形電池，其具有非圓柱形橫截面，不過(guò)本發(fā)明能夠有利地用于其他尺寸、形狀和構(gòu)造的耗氧電池。紐扣電池10包括負(fù)電極(陽(yáng)極)外殼26，其通常是杯狀金屬部件。電池10包括正電極 (陰極)外殼12，其是杯狀的且優(yōu)選地由鍍鎳鋼制成，以便其具有相對(duì)平坦的中心區(qū)域14，該中心區(qū)域14延續(xù)到具有均一高度的直立壁16并由該壁16圍繞?？商娲?，陰極外殼12 的底部的中心區(qū)域14可以從底部的周邊部分向外突出。至少一個(gè)孔18存在于陰極外殼12 的底部中以用作空氣進(jìn)入端口。棱柱形電池110包括陽(yáng)極外殼1 和陰極外殼112，優(yōu)選地其由鍍鎳鋼制成。陽(yáng)極外殼1 和陰極外殼112大致是棱柱形的并且優(yōu)選地是矩形的，其外殼126、112均限定連接到基底或中心區(qū)域的四個(gè)線性或非線性側(cè)壁，該基底或中心區(qū)域優(yōu)選地是基本平面的?？商娲?，陰極外殼112能夠具有基底，該基底帶有從外殼基底的周邊部分向外突出的區(qū)域。根據(jù)需要，外殼能夠包括單個(gè)或多個(gè)臺(tái)階。參考圖1和圖2，例如金屬/空氣電池中的空氣電極20、120的正電極被置于陰極外殼12、112內(nèi)鄰近于氧源，例如在空氣進(jìn)入端口 18、118外部。空氣電極20、120可以包含任意適當(dāng)催化劑材料。在鋅-空氣電池中，空氣電極20、120能夠包括例如碳的導(dǎo)電材料、例如錳的氧化物(MnOx)的催化材料和例如聚四氟乙烯(PTFE)的粘結(jié)材料的混合物?？諝怆姌O20、120優(yōu)選地具有層壓于其上的疏水透氧隔膜層22、122，例如聚四氟乙烯(PTFE)膜。 PTFE層22、122被層壓在空氣電極20、120最靠近氧源的側(cè)面上?？諝怆姌O20、120還能夠包含集電器，例如在空氣電極20、120的相對(duì)于疏水層22、122的側(cè)面上嵌入其內(nèi)的金屬屏 (優(yōu)選地由鎳膨脹金屬制成)。電池10、110還能夠包含在疏水層22、122和氧源之間的附加隔水膜23、123，例如PTFE膜。多孔材料層21、121能夠被置于空氣電極20、120和陰極外殼底部14、114之間以便有助于空氣均勻地分布于電極20、120。密封劑129能夠被用于將空氣電極的部分粘結(jié)到陰極外殼112。至少一層分隔物M、1M被置于空氣電極20、120上方、在空氣電極20、120和負(fù)電極之間。陽(yáng)極外殼沈、1 形成電池10、110的頂部。陽(yáng)極外殼沈、1 優(yōu)選地具有基體，該基體包含的材料具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。外殼基體在一種實(shí)施例中是單層材料，例如但不限于鋼(例如不銹鋼、低碳鋼或冷軋鋼)、鋁、鈦或銅，優(yōu)選地是低碳鋼。陽(yáng)極外殼基體能夠被預(yù)電鍍(在形成為外殼之前被電鍍)或者包覆有至少一個(gè)附加層。優(yōu)選的預(yù)電鍍和覆層材料包括但不限于鎳、銅、銦、錫及其組合物，其能夠用于防止或最小化對(duì)于基體的腐蝕。陽(yáng)極外殼 26,126能夠被后電鍍(在形成為外殼之后被電鍍)從而提供改進(jìn)的抗腐蝕和/或外觀。在優(yōu)選實(shí)施例中，至少形成的陽(yáng)極外殼26、1沈的內(nèi)側(cè)表面包括銅、錫和鋅的合金。預(yù)電鍍或包覆層或二者能夠提供如下優(yōu)點(diǎn)，即防止后電鍍層中的任何針孔、損毀或其它缺陷暴露于較小氫過(guò)電壓的基體材料，并且促進(jìn)粘附于后續(xù)施加的層。在電池制造期間，陽(yáng)極外殼沈、1沈能夠被反轉(zhuǎn)，并且負(fù)電極組合物或陽(yáng)極混合物 28,128以及電解質(zhì)被置于陽(yáng)極外殼沈、1沈內(nèi)。陽(yáng)極混合物插入能夠是兩步過(guò)程，其中干的陽(yáng)極混合物材料首先被沉積(例如被分配)到陽(yáng)極外殼沈、1 的凹入部分內(nèi)，之后KOH溶液被分配，或者陽(yáng)極混合物的濕和干成分能夠被事先混合且之后在一步中被沉積到陽(yáng)極外殼 26U26 內(nèi)。在堿性鋅/空氣電池的實(shí)施例中，陽(yáng)極混合物觀、1 能夠包括鋅和堿性水溶液電解質(zhì)溶液。能夠包括少量添加劑以便阻止電池中的氣脹并且/或者改進(jìn)性能。示例包括但不限于氧化鋅、氫氧化銦、表面活性劑和其他有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物。陽(yáng)極混合物觀、1觀還能夠包括粘結(jié)劑或凝膠劑。優(yōu)選的鋅粉末是低氣脹的鋅組合物，特別用于沒(méi)有添加水銀的電池中。示例被公開(kāi)于美國(guó)專利No. 6，602，629 (Guo等人)、No. 5，464，709 (Getz等人)和 No. 5，312，476 (Uemura等人)，其全部?jī)?nèi)容并入本文以供參考。陽(yáng)極混合物觀、1觀的組合物能夠變化以便提供所需的過(guò)程和電池性能特征。電池殼體包括陰極外殼12、112和陽(yáng)極外殼26、126，它們彼此電絕緣且密封。在一種實(shí)施例中，殼體能夠包括由不導(dǎo)電彈性材料制成以便提供密封的墊圈30、130。墊圈30、 130的底部邊緣能夠具有面向內(nèi)的唇緣32、132，其鄰抵于陽(yáng)極外殼沈、1沈的邊沿。密封劑可以被施加到墊圈30、130、陰極外殼12、112以及/或者陽(yáng)極外殼沈、1 的密封表面。為了組裝電池10、110，包括被插入空氣電極20、120的陰極外殼12、112能夠被反轉(zhuǎn)且被向下壓抵于陽(yáng)極杯/墊圈組件，其與反轉(zhuǎn)的陽(yáng)極外殼沈、1沈預(yù)組裝在一起，從而陽(yáng)極外殼沈、1 的邊沿面向上。當(dāng)反轉(zhuǎn)時(shí)，陰極外殼12、112的邊緣向內(nèi)變形，從而陰極外殼 12、112的邊沿34、134被壓抵于墊圈30、130以便在陽(yáng)極外殼26、126和陰極外殼12、112之間形成密封和電絕緣屏障。
適當(dāng)?shù)耐股?未示出)能夠被放置在開(kāi)口 18、118之上直到電池10、110準(zhǔn)備待用從而在使用前阻止空氣進(jìn)入電池10?？商娲?，電池10、110能夠被密封在不透氣的袋或其它容器中直到準(zhǔn)備待用。當(dāng)電池被使用時(shí)，氧進(jìn)入電池10、110的速率能夠被陰極外殼12、112內(nèi)的開(kāi)口 18、 188的數(shù)量、尺寸和位置所限制。在一些實(shí)施例中，氧進(jìn)入電池10、110的速率能夠進(jìn)一步被控制，例如通過(guò)流體調(diào)節(jié)系統(tǒng)被控制。例如，電池組還能夠具有流體調(diào)節(jié)系統(tǒng)以用于調(diào)節(jié)將氧送至正電極(例如在空氣去極化電池中是空氣電極)的速率，從而針對(duì)高倍率或大功率電池放電而言提供來(lái)自于電池外部的足量氧，且同時(shí)最小化小倍率放電或不放電期間其它氣體進(jìn)入正電極以及進(jìn)入或來(lái)自電池的水獲得或損失。流體調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠相對(duì)簡(jiǎn)單，例如在電池組使用時(shí)打開(kāi)且不使用時(shí)關(guān)閉的手動(dòng)操作閥，或者流體調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以更復(fù)雜，例如US2008/0254345中公開(kāi)的閥，其并入本文以供參考。流體調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠位于電池內(nèi)、包含電池的電池組內(nèi)、安裝有電池組的設(shè)備內(nèi)，或者流體調(diào)節(jié)系統(tǒng)的各部分能夠位于多于一個(gè)電池、電池組和設(shè)備內(nèi)。在一種實(shí)施例中，如圖3所示，電池組140包括電池100和流體調(diào)節(jié)系統(tǒng)150。外殼 112具有底表面114，在該底表面114中提供一個(gè)或多個(gè)空氣進(jìn)入端口 118，以便氧可以通達(dá)電池殼體的內(nèi)部從而到達(dá)正電極40，流體調(diào)節(jié)系統(tǒng)150被固定到外殼112的底表面114的外部。根據(jù)這個(gè)具體實(shí)施例的流體調(diào)節(jié)系統(tǒng)150可以包括閥，該閥具有第一板62和可運(yùn)動(dòng)的第二板66，該第一板62具有多個(gè)孔隙64，該可運(yùn)動(dòng)的第二板66包括與第一板62中形成的孔隙64在尺寸、形狀、數(shù)量和位置上對(duì)應(yīng)的多個(gè)孔隙68?？紫?4和68的尺寸、形狀、數(shù)量和位置優(yōu)選地被優(yōu)化從而提供被應(yīng)用到流體消耗電極的理想體積和分布的流體?？紫?4 的尺寸、形狀、數(shù)量和相對(duì)位置不必與孔隙68的尺寸、形狀、數(shù)量和相對(duì)位置相同。例如，如果孔隙64在尺寸上稍不同于孔隙68，則孔隙64和68的精確對(duì)齊對(duì)于實(shí)現(xiàn)通過(guò)板62和66 的最大總體開(kāi)口面積而言并非是必要的。流體調(diào)節(jié)系統(tǒng)150包括底盤(pán)550，其具有導(dǎo)電框架和一體形成在其內(nèi)的部件。導(dǎo)電框架和組裝在其上的電氣部件基本被封裝在不導(dǎo)電底盤(pán)陽(yáng)0內(nèi)。底盤(pán)550大體限定中心開(kāi)口 555并且包括向內(nèi)延伸的壁架552。運(yùn)動(dòng)板66的周邊位于向內(nèi)延伸的壁架552的底表面上且鄰抵于該底表面。此外，底盤(pán)550具有肋板554，其在板66上方延伸跨過(guò)開(kāi)口 555。肋板陽(yáng)4被示為大體形成為通過(guò)開(kāi)口 555對(duì)角延伸的V形且用于將運(yùn)動(dòng)板66的中心部分平坦地保持在下方固定板62之上。在所示實(shí)施例中，固定板62連接到底盤(pán)550的底側(cè)，且電池100連接到底盤(pán)550的頂側(cè)。在這種設(shè)置中，來(lái)自外部環(huán)境的流體(例如氧和其他氣體) 可以在閥打開(kāi)時(shí)借助于閥進(jìn)入電池100的流體進(jìn)入端口。底盤(pán)550還被示為具有壓接式連接器開(kāi)口 560，其形成在所需部位且適于接收形狀記憶合金(SMA)電線致動(dòng)器8 和82b的壓接頭562。壓接式連接器開(kāi)口 560可以在底盤(pán)550成形期間被一體成形，或者可以通過(guò)去除材料(例如機(jī)加工或蝕刻)而隨后成形，以便形成所需開(kāi)口形狀和尺寸?？蚣?00中用作接觸墊520的相應(yīng)電路元件從各壓接式連接器開(kāi)口 560延伸。接觸墊520被形成為框架500的導(dǎo)電電路元件的一部分并且適于與SMA電線致動(dòng)器8 和82b電接觸從而向其供應(yīng)電流。框架500還包括多個(gè)電路元件，其用作從底盤(pán)550延伸的電池組觸頭530、532、53^、534b、536a和536b，其均適于彎曲以接觸電池 100的端子。觸頭530、532、53^、534b、536a和536b能夠從底盤(pán)550的角落(如所示)或其它部分延伸。流體調(diào)節(jié)系統(tǒng)150包括閥致動(dòng)器，其包括第一和第二 SMA電線8 和82b。根據(jù)所示實(shí)施例，SMA電線8 和82b借助于弓形槽564連接到杠桿84。具體地，第一 SMA電線 82a在壓接頭562和一個(gè)槽564之間延伸并且可以被啟用從而沿一個(gè)方向拉動(dòng)杠桿84來(lái)打開(kāi)閥，而第二 SMA電線82b連接在端部壓接頭562和另一個(gè)槽564之間以便沿相反方向拉動(dòng)杠桿84來(lái)關(guān)閉閥。杠桿84包括致動(dòng)器銷88，其接合運(yùn)動(dòng)板66從而如本文所述在打開(kāi)閥位置和關(guān)閉閥位置之間移動(dòng)板66。雖然閥致動(dòng)器如這里所示和所述使用經(jīng)由相應(yīng)弓形槽564連接到杠桿84的兩根SMA電線8 和82b，但是應(yīng)該意識(shí)到可以使用其他類型和設(shè)置的閥致動(dòng)器來(lái)相對(duì)于固定板62致動(dòng)運(yùn)動(dòng)板66從而打開(kāi)和關(guān)閉閥。此外，應(yīng)該意識(shí)到雖然這里示出且描述了大致線性致動(dòng)運(yùn)動(dòng)板66，不過(guò)可以使用其他構(gòu)造的閥來(lái)控制氧向電池 100的流動(dòng)。將致動(dòng)器和閥組裝到底盤(pán)550之后，電池100被組裝到底盤(pán)550的頂表面，如圖4 所示。在電池100附連到底盤(pán)550的情況下，電池組觸頭向上彎曲且與電池100的適當(dāng)端子接觸。在所示實(shí)施例中，電池組觸頭530、53如和534b向上彎曲且接觸形成正端子的罩 34的側(cè)壁。還應(yīng)該意識(shí)到，電池組觸頭532 (不可見(jiàn))類似地接觸形成正端子的外殼112的側(cè)壁。剩余電池組觸頭536a和536b向上彎曲并且接觸形成電池100的負(fù)端子的外殼126。 下方電絕緣膠帶580被應(yīng)用到外殼112的側(cè)壁上、在電池組觸頭536a和536b下方，以便使得觸頭536a和536b與電池組正端子電絕緣。電池組觸頭536a和536b進(jìn)一步延伸超出絕緣膠帶580到達(dá)形成電池組負(fù)端子的外殼1 上并接觸該外殼126。之后如圖5所示在電池組觸頭536a和536b之上施加疊覆的電絕緣膠帶582。在另一實(shí)施例中，流體調(diào)節(jié)系統(tǒng)被并入到能夠由氧去極化電池或包含一個(gè)或多個(gè)電池的電池組供電的設(shè)備內(nèi)。一種這樣的實(shí)施例被公開(kāi)于2008年12月22日提交的共同受讓的美國(guó)申請(qǐng)No. 61/139，651，其并入本文以供參考。在這個(gè)實(shí)施例中，氧去極化電池或電池組被安裝在設(shè)備內(nèi)，并且設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)部件約束空氣從外部環(huán)境向電池/電池組的流動(dòng)。這能夠通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)，即將流動(dòng)約束材料置于空氣進(jìn)入電池/電池組的進(jìn)入點(diǎn)與設(shè)備外部之間，使得空氣向電池/電池組的最大流動(dòng)速率小于進(jìn)入電池/電池組的無(wú)阻流動(dòng)速率。圖6示出了一種示例，其中由一個(gè)電池100構(gòu)成的電池組被安裝在設(shè)備610中。電池100被反轉(zhuǎn)成用作負(fù)接觸端子的陽(yáng)極外殼1 面向電池組盒616的內(nèi)部。設(shè)備610具有殼體612以及通達(dá)到形成在殼體612內(nèi)的電池組盒616的開(kāi)口 614，該殼體612具有頂部、 底部和側(cè)壁。電池組盒616包括開(kāi)口 614，該開(kāi)口 614被構(gòu)造成具有適于接收一個(gè)或多個(gè)電池100的尺寸和外形。雖然示出了單個(gè)電池100，不過(guò)設(shè)備610能夠使用一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的電池100或者包含一個(gè)或多個(gè)電池100的電池組。設(shè)備610通常包括電連接件(未示出)，其允許在各電池100和設(shè)備610內(nèi)的電路之間產(chǎn)生電接觸。電連接件可以包括設(shè)置在電池組盒616內(nèi)從而與陰極外殼112的側(cè)面和陽(yáng)極外殼126的面向下表面產(chǎn)生接觸的導(dǎo)電觸頭。殼體612內(nèi)包括帽或蓋618，其限定電池組盒616上方的頂表面。蓋可以被使用者打開(kāi)從而允許通達(dá)到電池組盒16內(nèi)并且可以被關(guān)閉從而覆蓋電池組盒616和電池100。 為了確保蓋618的關(guān)閉，蓋618可以包括鎖定凸舌622，其接合設(shè)備殼體612內(nèi)的槽6M從而將蓋618保持在關(guān)閉位置。當(dāng)電池100需要被移除和/或插入時(shí)，使用者可以致動(dòng)凸舌 622從而脫離與槽624的連接并且將蓋618樞轉(zhuǎn)到打開(kāi)位置。設(shè)備610包括空氣管理器，其形式為粘附到蓋618的內(nèi)部表面的流體流動(dòng)約束材料630。流體流動(dòng)約束材料630被示為單層的可透過(guò)流體且可壓縮的材料，其提供在外部環(huán)境和電池100的空氣進(jìn)入端口 118之間的流體管理。此外，當(dāng)蓋618處于關(guān)閉位置時(shí)材料 630提供對(duì)于電池100的頂面的流體密封。材料630所提供的密封可以允許空氣從蓋618 內(nèi)的開(kāi)口 620通過(guò)一定厚度的材料630滲透到電池100內(nèi)的空氣進(jìn)入端口 118，且同時(shí)阻止來(lái)自材料630的橫向側(cè)面的顯著流體流動(dòng)。根據(jù)另一實(shí)施例，材料630可以提供從開(kāi)口 620到空氣進(jìn)入端口 118的第一滲透速率的第一滲透路徑以及以第二滲透速率來(lái)自材料630的橫向側(cè)面的第二滲透路徑，使得空氣可以根據(jù)需要從側(cè)面軸向地傳輸。在又一實(shí)施例(未示出)中，通向電池組盒616的開(kāi)口能夠位于蓋618和材料630之間的界面的外側(cè)，例如在電池組盒616的另一表面內(nèi)，并且 /或者蓋618和開(kāi)口 614之間的間隙能夠用作空氣進(jìn)入電池組盒616的開(kāi)口。在后一實(shí)施例中，材料630提供從材料630的橫向側(cè)面到空氣進(jìn)入端口 118的滲透路徑。根據(jù)設(shè)備610 的應(yīng)用，材料630可以按不同方式被構(gòu)造，以便針對(duì)不同設(shè)備具有不同空氣滲透速率。流體流動(dòng)約束材料630能夠是松散層，其能夠被附著到電池100的相鄰表面114， 或者其能夠借助于粘結(jié)層632被附著到蓋618的內(nèi)側(cè)表面。粘結(jié)層632可以例如包括丙烯酸基粘合劑。通過(guò)將流體流動(dòng)約束材料630粘結(jié)到蓋618的內(nèi)側(cè)表面，材料630可以容易地用于不同電池或電池組，因?yàn)椴煌姵鼗螂姵亟M被安裝到設(shè)備610內(nèi)且從設(shè)備610更換。 在一種實(shí)施例中，粘合劑632可以被設(shè)置在流體流動(dòng)約束材料630上，以便不阻礙蓋618內(nèi)的開(kāi)口 620。根據(jù)其他實(shí)施例，粘合劑632可以覆蓋開(kāi)口 620并且可以被選擇成用作具有理想空氣或流體滲透性以便調(diào)節(jié)從其流動(dòng)通過(guò)的流體的流體滲透控制層。在另一實(shí)施例中， 流體流動(dòng)約束材料能夠被粘附到電池組盒616的另一內(nèi)部表面；開(kāi)口 620能夠位于電池組盒的帽614或另一部分內(nèi)，并且/或者蓋618和開(kāi)口 614之間的間隙能夠用作流體進(jìn)入端流體流動(dòng)約束材料630能夠具有類似于電池100的相鄰表面114的形狀和尺寸， 并且當(dāng)蓋618關(guān)閉時(shí)該材料630占用蓋618和電池100之間的空間體積，具體地占用空氣進(jìn)入端口 42和蓋開(kāi)口 620之間的區(qū)域。流體流動(dòng)約束材料630基于材料630的流體滲透性來(lái)控制流體通路。當(dāng)電池組盒616的蓋618關(guān)閉時(shí)，流體流動(dòng)約束材料630被壓縮在蓋 618的內(nèi)側(cè)表面和電池100的相鄰表面114之間，以便提供對(duì)于電池100的表面114的流體密封。根據(jù)一種實(shí)施例，流體流動(dòng)約束材料630是壓縮泡沫，其允許電池100和電池組盒 616 (包括蓋618)具有尺寸變化。流體流動(dòng)約束材料630約束流體以受控流體滲透速率從外部大氣向電池100流動(dòng)。流體流動(dòng)約束材料630可以是一種泡沫材料，其可被壓縮且具有空氣約束性，并且具有用作流向設(shè)備610內(nèi)的電池100的流體的節(jié)流機(jī)構(gòu)的一個(gè)層或更多層。流體約束材料630 還提供對(duì)于電池100的表面114的可預(yù)知且可再生的密封，并且借助于因泡沫材料630的彈性而導(dǎo)致的壓縮來(lái)確保并維持流體密封。泡沫材料630抵靠電池100的表面能夠約束空氣擴(kuò)散，且同時(shí)大塊材料630對(duì)于空氣能夠是高度地不約束的。大塊材料的與向電池100 形成密封相對(duì)的表面能夠借助于粘合劑被可靠地固定到設(shè)備盒壁，例如蓋618，不過(guò)也能夠使用其他適當(dāng)手段來(lái)固定材料630。流體約束材料630可以使用的材料類型可以變化，因?yàn)榭諝饷芊庑枨髸?huì)根據(jù)設(shè)備的類型及其應(yīng)用而變化。泡沫材料630可以在一側(cè)或兩側(cè)上具有附加表層，并且一個(gè)表層可以接觸電池 100的表面114。附加表層可以包括流體約束材料，例如硅橡膠，從而最小化橫向流體(例如空氣)泄漏(即，在泡沫層630和電池100的表面114之間的界面處的泄漏)。泡沫材料630 和附加表層的空氣滲透性可以是相同的或者可以是不同材料，使得表層是提供空氣流動(dòng)控制的更具約束性的材料。例如，可以通過(guò)熱和/或化學(xué)物改變泡沫材料630從而實(shí)現(xiàn)所需空氣滲透控制層來(lái)使泡沫層630形成有一個(gè)或多個(gè)表層。通過(guò)熔融或溶解泡沫材料630的表面來(lái)降低其孔隙率，可以實(shí)現(xiàn)所需空氣或其它流體的滲透性。示例 1
制造了類似于圖2所示電池的PP355棱柱形堿性水溶液鋅-空氣電池。陰極外殼由鍍鎳鋼制成，陽(yáng)極外殼由三復(fù)合鎳-不銹鋼-銅制成且在內(nèi)表面上具有銅層，以及熱塑性聚合物墊圈。空氣電極包括催化混合物，該混合物包含氧化錳催化劑、提供導(dǎo)電性的碳以及聚四氟乙烯(PTFE)粘結(jié)劑；鎳膨脹金屬集電器；以及疏水層，其通過(guò)在電極面向陰極外殼內(nèi)的空氣進(jìn)入端口的側(cè)面上層壓PTFE膜而制成。PTFE膜層被設(shè)置成鄰近于空氣電極，并且多孔紙被設(shè)置成鄰近于空氣進(jìn)入端口。陽(yáng)極包括未混合鋅粉末、氫氧化鉀水溶液電解質(zhì)、交聯(lián)聚丙烯酸鈉粘結(jié)劑和添加劑的混合物，其中添加劑包括氫氧化銦、氧化鋅和陰離子表面活性劑。分離器包括兩層聚丙烯膜，即鄰近空氣電極的疏水性聚丙烯隔膜以及鄰近負(fù)電極的水可濕性非織造聚丙烯隔膜，且在空氣電極和疏水性分離器層之間且在疏水性和水可濕性分離器層之間具有包含聚乙烯醇和合成纖維膠的粘合劑。電池被分隔成三塊，塊1具有在陰極外殼中被暴露的所有空氣進(jìn)入端口，塊2具有由具有硅酮基粘合劑的相對(duì)非多孔性的聚酯薄膜帶覆蓋的、除電池中心的一個(gè)空氣進(jìn)入端口之外的所有空氣進(jìn)入端口，且塊3具有覆蓋有相對(duì)多孔醫(yī)用帶的所有空氣進(jìn)入端口，從而提供通向電池的三個(gè)空氣通路水平。這被實(shí)現(xiàn)為模擬設(shè)備中的條件，其中電池可用的空氣速率被限制到不同的程度，這是由于通向設(shè)備的電池組盒的受限空氣通路或者通過(guò)被結(jié)合到設(shè)備、電池組或電池內(nèi)的空氣管理器來(lái)節(jié)流空氣通路。通過(guò)測(cè)量限制電流(極限電流) 來(lái)確定氧進(jìn)入空氣電極的相對(duì)速率以及各塊的倍率性能來(lái)測(cè)試電池。按照1. 1伏特恒定電壓下30秒之后全開(kāi)電池(即，在塊2和塊3中從電池去除帶) 所能傳輸?shù)南拗?穩(wěn)態(tài))電流來(lái)確定倍率性能。最初測(cè)試來(lái)自各塊的選定電池的限制電流， 且之后在室溫和約百分之五十相對(duì)濕度的情況下存儲(chǔ)剩余電池。周期性地，電池脫離存儲(chǔ)且針對(duì)限制電流被測(cè)試。在下面的表格中總結(jié)了結(jié)果，該表格示出了在列表中的存儲(chǔ)時(shí)間之后電池各塊的平均限制電流(mA)。三個(gè)塊中初始(0個(gè)月)限制電流的差異是由于正常變異性。塊1 (對(duì)于進(jìn)入電池的空氣沒(méi)有約束)的限制電流在6個(gè)月后下降到4mA。塊2 (相比塊1中的電池約束進(jìn)入電池的空氣)的限制電流也隨時(shí)間下降，不過(guò)與塊1相比具有較慢的下降速率。塊3 (進(jìn)一步約束進(jìn)入電池的空氣)的限制電流與塊2相比以更慢的速率下降。這些結(jié)果表明約束能夠進(jìn)入電池的空氣的量將降低其倍率性能，倍率性能隨時(shí)間退化， 并且通過(guò)約束能夠進(jìn)入電池的空氣的量會(huì)減緩倍率性能退化的速率。這些結(jié)果與上文所述理論一致，該理論是隨氧進(jìn)入電池的二氧化碳與電解質(zhì)反應(yīng)從而形成碳酸鉀，這對(duì)于具有耗氧電極的電池(例如金屬空氣電池)的倍率性能具有不利影響。當(dāng)進(jìn)入電池的空氣的量減小時(shí)，進(jìn)入電池的二氧化碳的量減少，從而減少產(chǎn)生碳酸鉀的速率。
表來(lái)自各塊的選定電池脫離測(cè)試并且以25mA恒定電流放電至1. 0伏特，并且計(jì)算與每個(gè)電池的預(yù)定實(shí)際平均最大放電容量相比的放電效率。這些結(jié)果也在上表中示出。在兩個(gè)月之后，塊1中全開(kāi)電池中剩下小于一半的容量。塊2和塊3中的電池大部分容量保持到五個(gè)月之后但是基本上六個(gè)月后就沒(méi)有了。示例 2
來(lái)自示例ι中各塊1、塊2和塊3的額外電池被存儲(chǔ)在室溫且大約百分之五十相對(duì)濕度情況下，且電池的端子兩端放置了各種電阻。電池被周期地測(cè)試以便確定電壓和限制電流。 限制電流如示例1中所述被測(cè)試。從電壓測(cè)量和所用電阻計(jì)算相應(yīng)的電池電流，隨時(shí)間的平均電流被用于估計(jì)所用的總?cè)萘?，并且從所用的?jì)算總?cè)萘亢兔總€(gè)電池的預(yù)定平均放電容量來(lái)估計(jì)剩余放電容量。圖7提供了針對(duì)塊2，限制電流作為存儲(chǔ)時(shí)間函數(shù)的比較圖，示出了不帶電阻的電池以及隨時(shí)間對(duì)限制電流提供最佳改進(jìn)(即，最少退化)的帶電阻(從大約7000至14000 歐姆)的電池。圖8提供了針對(duì)塊3的類似的比較圖，其帶有和不帶有6000至11000歐姆電阻。圖7和圖8示出了當(dāng)使用電阻將電池置于輕度犧牲放電部(light sacrificial discharge)上時(shí)限制電流退化速率的實(shí)質(zhì)性降低。圖9部分總結(jié)了電池電壓，并且圖10部分總結(jié)了在塊1、塊2和塊3的端子間帶有電阻的情況下被存儲(chǔ)的塊1、塊2和塊3中電池的剩余容量。輕度犧牲放電部能夠被用于實(shí)質(zhì)性降低電池已經(jīng)被激活后隨時(shí)間發(fā)生的電池電壓和倍率性能二者的退化。不過(guò)，輕度犧牲放電部隨時(shí)間消耗一部分電池放電容量，因此理想的是使用盡可能輕度的犧牲放電部。隨時(shí)間保持較高電壓和倍率性能的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于所需應(yīng)用消耗放電容量的缺點(diǎn)的最佳平衡，從而提供了最佳整體電池組性能。例如環(huán)境溫度和濕度的其他因素也能夠影響電池放電倍率性能的退化速率。能夠在除上述示例中的條件之外的不同條件下進(jìn)行測(cè)試，以便有助于根據(jù)電池組和設(shè)備預(yù)期使用所處的環(huán)境來(lái)選擇最適當(dāng)?shù)臓奚烹姟ｋm然已經(jīng)關(guān)于某些優(yōu)選實(shí)施例在這里具體描述了本發(fā)明，不過(guò)在不背離本發(fā)明精神的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)許多改進(jìn)和改變。因此，我們僅試圖通過(guò)所附權(quán)利要求的范圍來(lái)限制本發(fā)明，而不是借助于描述這里所示的實(shí)施例的細(xì)節(jié)和手段來(lái)限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種提供功率來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)電子設(shè)備的電池組，包括一個(gè)或多個(gè)耗氧電池，所述一個(gè)或多個(gè)耗氧電池包括具有一個(gè)或多個(gè)氧進(jìn)入端口的殼體、被置于所述殼體內(nèi)的耗氧第一電極、 被置于所述殼體內(nèi)的相反第二電極、被置于所述殼體內(nèi)的電解質(zhì)、與所述第一電極電接觸的第一電接觸端子以及與所述第二電極電接觸的第二電接觸端子，其中來(lái)自所述殼體外部的氧能夠進(jìn)入所述殼體從而到達(dá)耗氧電極；當(dāng)所述電池組準(zhǔn)備待用且不提供功率來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)所述電子設(shè)備時(shí)，在所述耗氧電池中的至少一個(gè)耗氧電池的第一和第二端子之間完成電路；并且該電路包括在所述耗氧電池中的所述至少一個(gè)耗氧電池上的犧牲漏電部。
2.如權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述電解質(zhì)是堿性電解質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的電池組，其中所述電解質(zhì)是含水電解質(zhì)。
4.如權(quán)利要求3所述的電池組，其中所述電解質(zhì)包括氫氧化鉀。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電池組，其中來(lái)自所述殼體外部的所述氧被包含在來(lái)自所述殼體外部的大氣空氣中。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電池組，其中來(lái)自所述殼體外部的所述氧在15攝氏度且101325 壓力的情況下基于所述氧的體積包含至少0. 05體積百分比的二氧化碳。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電池組，其中氧能夠進(jìn)入所述殼體的速率進(jìn)一步被約束成小于在所述空氣進(jìn)入端口不受約束情況下氧能夠進(jìn)入所述殼體的速率。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電池組，其中當(dāng)所述電池組提供功率來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)所述設(shè)備時(shí)也存在所述犧牲漏電部。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電池組，其中所述耗氧電池中的至少一個(gè)是紐扣電池，該紐扣電池具有圓柱形橫截面以及小于最大直徑的最大高度。
10.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的電池組，其中所述耗氧電池中的至少一個(gè)是具有非圓柱形橫截面的棱柱形電池。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電池組，其中所述電池組包括從由金屬-空氣電池和燃料電池構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)或多個(gè)電池。
12.如權(quán)利要求11所述的電池組，其中所述電池組包括一個(gè)或多個(gè)金屬-空氣電池。
13.一種如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電池組和能夠由該電池組提供功率的電子設(shè)備的組合。
14.如權(quán)利要求13所述的電池組和電子設(shè)備的組合，其中包括所述犧牲漏電部的所述電路是所述電池組的一部分。
15.如權(quán)利要求13所述的電池組和電子設(shè)備的組合，其中包括所述犧牲漏電部的所述電路是所述設(shè)備的一部分。
16.如權(quán)利要求13-15中任一項(xiàng)所述的電池組和電子設(shè)備的組合，其中包括所述犧牲漏電部的所述電路能夠被斷開(kāi)和閉合。
17.如權(quán)利要求16所述的電池組和電子設(shè)備的組合，其中包括所述犧牲漏電部的所述電路能夠通過(guò)手動(dòng)操作開(kāi)關(guān)被斷開(kāi)和閉合。
18.如權(quán)利要求17所述的電池組和電子設(shè)備的組合，其中所述開(kāi)關(guān)被用于打開(kāi)和關(guān)閉所述設(shè)備。
19.如權(quán)利要求16所述的電池組和電子設(shè)備的組合，其中包括所述犧牲漏電部的所述電路能夠被電子地?cái)嚅_(kāi)和閉合。
20.如權(quán)利要求19所述的電池組和電子設(shè)備的組合，其中包括所述犧牲漏電部的所述電路能夠被控制電路斷開(kāi)和閉合。
21.如權(quán)利要求20所述的電池組和電子設(shè)備的組合，其中所述控制電路確定設(shè)備模式。
22.如權(quán)利要求21所述的電池組和電子設(shè)備的組合，其中所述設(shè)備模式是所述設(shè)備不從所述電池組汲取功率來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備功能時(shí)所處的模式。
全文摘要
公開(kāi)了一種耗氧電池組，例如金屬-空氣電池或燃料電池電池組，使用來(lái)自電池組外部的氧作為活性材料，且具有改良的高倍率性能。在電池組已經(jīng)被使用之后，在電池組不被用于提供動(dòng)力期間輕度犧牲漏電部被置于電池組上，以便降低可能隨時(shí)間發(fā)生的倍率性能的退化，特別是當(dāng)電池組被間歇使用時(shí)。還公開(kāi)了耗氧電池組和能夠由該電池組提供功率的電子設(shè)備的組合。
文檔編號(hào)H01M10/44GK102356508SQ201080012317
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者J. 穆?tīng)?W. 申請(qǐng)人:永備電池有限公司