制备金属粉末团聚体的方法和包括该团聚体的产品的制作方法

专利名称：制备金属粉末团聚体的方法和包括该团聚体的产品的制作方法
背景技术：
本发明一般地涉及一种制备金属粉末团聚体的方法。更具体地，本发明针对一种制备金属粉末的刚性、多孔、无粘结剂的团聚体的方法。本发明也针对包括了该刚性、无粘结剂团聚体的设备。
细粒金属粉末应用于许多种设备以保证理想的化学反应。例如，将催化剂并入内燃机驱动的交通工具的催化转化。催化剂促进将潜在有害的烟雾转化为环境可接收的气体或液体。在另一个例子中，将金属粉末用于在固体骨架中储存气体(如氢气)，从而使与作为压缩气体的氢气的储存和传输相关的危害最小化。细粒金属粉末也用于电池和燃料电池。可商购的电池，包括可再充电和不可再充电的电池，用于给便携式设备如闪光灯、照相机和磁带录音机提供动力。一种用于制备可再充电电池的化学系统包括了在电极之一中分割成细粒的金属氢化物。另一个通常用于制备不可再充电电池的化学系统，也称之为一次电池，使用碱性电解液、作为活性阴极物质的二氧化锰和作为活性阳极物质的锌。通常在作为凝胶体部分的电池中心区域中处理锌。在将锌并入电池之前，将锌进行粉碎从而获得多数颗粒分布于25微米-500微米范围内的一定量的锌粉末。单独的颗粒悬浮于阳极硅胶中，其防止电池中的锌颗粒沉淀。
电池制备的一个长期目标是制备出能够更长时间地驱动设备的电池。在需要大电流的设备中，改进该电池性能的需求尤其强烈。日本公开57(1982)-182972中公开了电池的该高放电特性能够通过并入5-30wt％的粒子锌(25微米或更小的粒径)而改善。遗憾的是，随着25微米或更小的颗粒的百分比增加，阳极的粘性可能变得太高而无法在高速制备机器中处理。克服这一问题的一种方法是将所有的锌粒子加工进入单一的多孔体中。例如，US2480839公开了一种由锌粉末或颗粒制备的阳极，将其在充分的压力下压缩以使颗粒团聚成中空圆柱状的粘附体。在另一例子中，US3645793记载了用弱酸清洗锌粉末而后挤压锌以形成多孔结构。这些专利旨在粘附结构的制备，其适用于电化学电池中的电极。所有颗粒都包括于压紧工序并形成压缩电极的一部分。因此，这些方法不太适用于在同一电极中包括了团聚电化学活性颗粒和非团聚电化学活性颗粒的电极制备。
其它处理分裂为细粒的金属粉末的方法包括利用凝聚剂形成团聚体的步骤。凝聚剂可以是粘结剂，其作为粘合剂使颗粒彼此紧固从而保证团聚体的形成。可替换地，该凝聚剂可以是成孔剂，其促进团聚体的形成，但是随后从团聚体中除去从而在团聚体中形成孔。遗憾的是，使用凝聚剂对团聚粉末的性能具有负面影响。例如，若电池包括使用包括了有机粘结剂如聚乙烯醇(PVA)的电化学活性物质团聚体的电极，则该颗粒自然被电绝缘的PVA所覆盖。该覆盖层增加了该包括经覆盖的团聚颗粒的电极的内电阻。随着电极内电阻的增加，电池运行时间减少。而且，在粘结剂成本以及粘结剂占用空间体积方面具有相关潜在问题。随着粘结剂占用空间体积的增加，电化学活性物质数量必须被减少以给粘结剂空间。随着活性物质数量减少，电池运行时间减少。
因此，需要一种方法，其能制备出体积小、刚性、无粘结剂的团聚体，而不会损坏团聚颗粒性能。该方法不需要使用添加剂如粘结剂或成孔剂来保证团聚体的制备。
发明概要本发明的方法包括制备刚性、无粘结剂的团聚体，其具有合适尺寸用于与非团聚体颗粒混合以制备可流动混合物。
在一个实施方案中，本发明是一种包括如下步骤的方法提供粉碎形式的电化学活性物质，而后形成基本由电化学活性物质组成的刚性、无粘结剂的团聚体。
在另一实施方案中，本发明是一种包括电极的电化学电池，该电极包括基本由电化学活性物质组成的刚性、无粘结剂的团聚体。
在另一实施方案中，本发明是一种氢气储存容器，其包括刚性、无粘结剂团聚体。
附图简述附

图1显示了本发明方法的一种实施方案的步骤；附图2是本发明电化学电池的横截面，其包括由附图1所示方法制备的刚性、无粘结剂的团聚体；附图3是辊轧压缩机和成粒工艺的示意图；附图4显示了内电阻数据的线形图；附图5显示了内电阻数据的线形图；附图6显示了电池保养数据的柱状图；附图7是锌粉末团聚体的扫描电子显微图；附图8是锌粉末团聚体的扫描电子显微图；和附图9是锌粉末团聚体的扫描电子显微图。
发明详述限定下列术语和短语以在此使用。
短语“刚性、无粘结剂的团聚体”指在不使用粘结剂的情况下刚性地结合到一起的颗粒组合。因此，在该刚性、无粘结剂的团聚体中，每一个颗粒都物理地紧固至少一个其它颗粒。那些彼此紧邻但并非通过物理连接而结合的颗粒并不被考虑为形成刚性、无粘结剂的团聚体。
术语“团聚颗粒”指形成团聚体的两个或更多颗粒。
术语“非团聚颗粒”指彼此并非物理地连接的两个或更多颗粒。
现在参考附图且更具体地参考附图1，其显示了包括必需和选择性步骤的工艺步骤流程图。步骤10包括提供一定数量粉碎状的电化学活性物质。在一个优选的实施方案中，该活性物质是通过熔融锌的气压雾化或离心雾化而制备的锌粉末。该锌颗粒主体通常处于25微米-500微米尺寸范围。在步骤12中，在继续对粉碎粉末处理之前，可基于颗粒尺寸、形状或一些其它特征对颗粒进行分类。在步骤14中，粉碎粉末形成多孔、刚性、无粘结剂的团聚体，其基本由电化学活性物质组成。优选地，该电化学活性物质占该刚性、无粘结剂的团聚体的100wt％。然而，由于在商业制备过程中杂质的存在，在制备过程中少量外来物质可能无意中被并入到一些刚性、无粘结剂的团聚体中。优选地，该污染物占刚性团聚体的1wt％以下。更优选地，该污染物占刚性团聚体的0.1wt％以下。最优选地，该污染物占刚性团聚体的0.01wt％以下。
可通过在制备过程(例如压缩工艺、直接熔融工艺或感应加热工艺)中调节工艺参数将步骤14中形成的刚性、无粘结剂的团聚体制备成理想密度和尺寸。然而，若刚性团聚体大于所需尺寸，可将其粒化，如步骤16所述，以减少刚性团聚体尺寸。粒化可在一种机器中实现，例如包括叶片和/或打浆刀以使原始刚性团聚体破碎成更小的刚性团聚体的机器。若需要的话，可如步骤18所示将该破碎的刚性团聚体分类以产生具有所需尺寸的刚性团聚体。可通过筛选团聚体而实现分类。也可如步骤20所示对团聚体进行退火处理。
适用于本发明方法的电化学活性物质是锌或锌合金，其包括一种或多种下列元素铟、铋、铝、镁或铅。合适的锌合金包括100ppm铋、200ppm铟和100ppm铝。适用于电化学电池中的粉碎锌合金可购自Umicore(比利时)、Noranda(加拿大)、Big River Zinc(美国)、和Mitsui(日本)。该颗粒可成形为如US6022639所公开的薄片；如US4606869公开的球状颗粒；如WO98/50969所公开的多种其它形状；或不规则形状。
如附图1中步骤12所示，在形成多孔、刚性、无粘结剂团聚体之前，可对该粉碎活性物质进行处理以分离出理想尺寸范围内的颗粒。使用单一网筛如200目网筛的筛分方法是一种对颗粒进行分类的合适方式。可替换地，可采用两次网筛筛分工序。例如，可对该粉碎活性物质如此处理选择那些仅能通过40目网筛而不能通过325目网筛的颗粒。通过选择特定范围内的颗粒可影响刚性团聚体的多孔性。优选的粒径范围是25微米-70微米。更优选的粒径范围是25微米-50微米。
可采用许多制备工艺实现由粉碎的电化学活性物质形成刚性、无粘结剂团聚体的步骤。在一个优选的实施方案中，形成团聚体的步骤采用了压紧方法。用于将经粉碎的物质形成刚性、无粘结剂团聚体的合适方式包括轧辊压实机或高压压出机。除了依靠压力将颗粒形成团聚体之外，也可将许多种形式的能量与压力一起使用致使颗粒团聚。例如，除了使用压力之外，可通过将一些颗粒与超声焊接器接触从而引起一些颗粒相对于邻接颗粒振动而使颗粒直接彼此熔合。振动导致产生了充分的热量以引起颗粒局部的彼此熔接。可使用感应加热来代替超声焊接器从而产生颗粒的直接熔合。
如附图1中步骤20所示，可对电化学活性物质团聚体进行退火。退火过程实现如下通过将团聚体加热至足够的温度，以释放在用于产生团聚体的工艺中在团聚体内产生的压力。对于很多粉碎金属粉末而言，例如锌，该团聚的锌必须加热至100℃以上但远低于锌熔点的温度。优选地，团聚体温度不超过200℃。
参考附图3，可通过将一些粉碎颗粒喂入轧辊压实机30中对立轧辊之间的缝隙而实现颗粒的压紧来形成团聚体。压实机30包括粉末储仓32、水平螺杆的第一螺杆运输机34、垂直螺杆的第二螺杆运输机36、第一轧辊38合第二轧辊40。第一轧辊38以顺时针方向旋转，如箭头A所示，而第二轧辊40以反时针方向旋转，如箭头B所示。轧辊38和40可由硬化钢制备。轧辊38和40之间的缝隙(未示出)是变量之一，可被调节而形成具有理想多孔性的团聚体。轧辊38和40的表面可修饰以增加轧辊和粉碎物质之间的摩擦系数。在一个优选的实施方案中，两个轧辊表面均涂覆了陶瓷层以提高轧辊和锌颗粒之间的摩擦系数。可替换地，可对轧辊表面进行喷砂处理以改善其夹持粉碎物质的能力并强迫其通过轧辊之间的缝隙。
位于轧辊压实机30之下的是制粒机42，其包括筛46。随着储料仓32中的粉碎粉末48被喂入并通过轧辊38和40之间的缝隙，该粉末形成细薄的团聚体条50，其太长而不能用于柱状AA碱性电化学电池(约50mm高和14mm直径)。用打浆刀设备44(其将片状颗粒打碎成更小的刚性团聚体52)使条50碰撞。在筛分网46中的开孔使得部分破碎的刚性团聚体通过该网筛并在贮槽54中积累。若需要的话，可将该累积的团聚体通过额外的制粒和筛分机器进行处理直到获得所需尺寸范围内的刚性、无粘结剂团聚体。优选地，该刚性、无粘结剂的团聚体将通过40目的网筛。若需要的话，可除去能够通过325目网筛的团聚体。
除了团聚体尺寸之外，该刚性、无粘结剂团聚体的振实密度(tapdensity)也是可用于鉴别适用于电化学电池的团聚体的特征之一。优选地，团聚体的振实密度小于2.95g/cc。更优选地，振实密度小于2.85g/cc。甚至更优选地，振实密度小于2.60g/cc。最优选地，振实密度小于2.40g/cc。使用下列工序测量振实密度。第一步，将50克无粘结剂的锌团聚体分散进入50毫升量筒。第二步，将包含锌团聚体的量筒紧固到振实密度分析器例如由Boynton Beach，Florida，U.S.A的Quanta Chrome Corp制备的AT-2型“Auto Tap”振实密度分析器。第三步，设置振实密度分析器拍打(tap)520次。第四步，运行振实密度分析器从而通过在垂直方向上迅速置换量筒520次来拍打该量筒。第五步，读取量筒中团聚的锌的最终体积。第六步，通过用团聚体重量除以拍打后团聚体所占体积确定团聚体的振实密度。
对粉碎电化学活性物质的压紧以形成刚性、无粘结剂团聚体是优选的制备方法，因为可以迅速并廉价地产生大量团聚体。附图7所示的是团聚的锌颗粒的扫描电子显微图(SEM)。该团聚体是使用在制备过程中没有利用额外的能量输入的轧辊压紧方法制备而得。尽管进行了压紧，独立的锌颗粒仍然是团聚体中容易辨认的成分。团聚体是高度多孔结构，其能够将液体如电化学电池中的电解液储存到团聚体中。该团聚体在没有使用粘结剂或成孔剂的情况下形成。因此，颗粒表面并未涂覆并且颗粒间的空隙并未填塞可能抑制锌颗粒电化学性能的粘结剂。
其它方法，在此称之为直接熔合方法，也可用于产生刚性、无粘结剂的团聚体。一种熔合方法利用超声波能量来将电化学活性物质颗粒彼此熔合直到获得具有理想振实密度和尺寸的无粘结剂、刚性团聚体。附图8显示的是使用超声波能量形成的锌团聚体。该团聚体在没有使用粘结剂或凝聚剂的情况下形成。将单独颗粒彼此熔合的超声波的使用并没有使单独颗粒的尺寸和形状变形。团聚体是高度多孔结构，能够将液体捕获并保留在团聚体的孔中。
附图9显示的是使用压紧和超声波能量形成的锌颗粒的SEM。单独的锌颗粒在压紧工艺中得以压缩从而消除了颗粒之间的许多空隙。
现在参考附图2，其显示了电化学电池的横截面示意图。从电池外部开始，电池组成部分为容器60、位于容器60内表面附近的第一电极62、接触第一电极62内表面66的分离器64、位于由分离器64和紧固到容器60的关闭件70所限定的腔室内的第二电极68。容器60具有开放端72、闭合端74和其间的侧壁76。闭合端74、侧壁76和关闭件70限定了电池电极和电解液所占用的空间。一些电解液例如37wt％的氢氧化钾水溶液与第一电极62、第二电极68和分离器64接触。
第一电极62包括作为电化学活性物质的二氧化锰和导电成分如石墨。添加剂如Teflon和聚乙烯，可添加至二氧化锰和石墨的可流动干燥混合物。将混合物相对于容器60内表面78模制从而形成圆筒将分离器64嵌入第一电极62所限定的圆筒中从而在第一电极62内表面上提供非导电性、离子可渗透层。
第二电极68包括电化学活性成分例如锌颗粒、胶凝剂和含水碱性电解液。合适的胶凝剂是交联聚丙烯酸，例如可从Noveon ofCleveland，Ohio，U.S.A获得的Carbopol 940。羟甲基纤维素、polyacrylanide和聚丙烯酸钠是其它适用于碱性电解溶液的胶凝剂例子。含水碱性电解液包括36wt％氢氧化钾、3wt％氧化锌、和0.3wt％硅酸钠。溶液其余部分是水。将0.1N氢氧化钾的含水碱性溶液并入第二电极的制备过程。其它添加剂，例如有机和/或无机防腐剂也可包括到第二电极中。氢氧化铟是一种合适的无机防腐剂例子。混合第二电极的成分以形成可流动凝胶。锌颗粒通常占第二电极(其在此也可称之为阳极)的63-72wt％。
关闭件70紧固于容器60开放端从而将电化学活性成分密封到电池内。关闭件包括密封件80和集电器82。在其它实施方案中，该密封体可以是环形垫圈。密封件包括一个出口，其使得若电池内部压力过剩时密封件可以破裂。密封件可由尼龙6，6或其它材料如金属制备，只要集电器与作为第一电极集电器的容器电绝缘。集电器82是由黄铜制备的伸长钉状元件。该集电器嵌入穿过密封件中的中心孔。
为论证本发明方法可能产生的优势，根据下列说明制备常规的锌粉末并然后用于制备电化学电池。电池特征为通过在性能试验上对其进行放电来确定电池运行时间。也测量典型电池的内电阻。显示于附图4和附图5的数据证明了由电池阳极中刚性、无粘结剂的锌团聚体制备的电池在电池放电过程中具有比那些具有并未包括任何刚性、无粘结剂的锌团聚体的等量电化学活性物质的对比控制电池更低的内电阻。而且，如附图6所示，包括刚性、无粘结剂的锌团聚体的电池比具有并未包括任何刚性、无粘结剂的锌团聚体的等量电化学活性物质的电池明显更长的运行时间。
在一个试验中，本发明电池阳极制备如下。首先，提供颗粒形式的一些锌合金。锌合金包括100ppm铋、200ppm铟和100ppm铝。锌粉末筛分如下通过在具有多个开孔的网筛上处理颗粒且然后将颗粒振荡通过网筛使得小于开孔的颗粒通过网筛且大于开孔的颗粒不能通过网筛。网筛如此构造每一个开孔都具有与网筛中每一个其它开孔相同的尺寸。筛分锌粉末使得在粉末第一部分中收集小于70微米且大于25微米的颗粒。大于70微米的颗粒收集于粉末第二部分。仅将第一部分粉末喂入附图3所示的辊轧压实机和制粒机。合适的辊轧压实机和制粒机可购自Elmhurst，Illinois，U.S.A的Fitzpatrick Company。在该试验中，压实机的辊子由316不锈钢制备且在施加陶瓷涂覆之前具有32-62RA的辊表面抛光度。陶瓷涂层厚度0.13mm-0.18mm且硬度为72 Rockwell C。辊子速率为3转/分钟。辊子压力为2260磅/线性英寸。水平螺杆速率为16RPM，且垂直螺杆速率为175RPM。辊子之间的缝隙设定为0.254mm。
在通过辊轧压实机之后，粉碎颗粒形成为团聚颗粒条，其被喂入将该团聚条破碎为更小的团聚颗粒细粒的制粒机。制粒机转子速率为1000RPM。制粒机筛网孔为1.27mm。然后使用40目(美国标准)筛网对通过制粒机筛网孔的团聚体进行分类。40目筛网中的开孔只允许小于420微米的团聚体通过筛网。该筛分过程产生了通过40目筛网的团聚体的第一分布和没有通过40目筛网的团聚体的第二分布。在第一分布中的刚性、无粘结剂的团聚体具有2.83g/cc振实密度且团聚体尺寸处于150微米和300微米之间。然后仅用团聚体第一分布制备下列阳极混合物。阳极成分的数量是以重量百分比计。
然后用每一个阳极混合物制备AA尺寸电池。在所有的五个批号内，除了阳极混合物之外所有电池组分都完全一致。
附图6显示了用于在每个下列测试条件下放电的所有五个批号电池的运行时间。每个电池都是“脉冲”测试，通过在1安培的速率下电池放电60秒且然后使电池在下一个脉冲开始之前停息5秒。每一个“60秒运行/5秒关闭”循环被视为一个脉冲。持续该测试直到电池闭合电路电压降至0.9伏特截止电压以下。记录在电池闭合电路电压降至该截止电压之前的脉冲数。以条形表形式显示于附图6的是从脉冲试验中收集的数据。批号1是在阳极中仅包括非团聚锌颗粒的“控制”组。在批号1中的电池提供的平均脉冲数限定为100％用于产生相对于其它组所能够规范化的数值性能标准。批号2中的电池仅包括团聚锌颗粒。在批号3中，一半的锌(以重量计)是团聚的且另一半没有团聚。在批号4中，每个电池中四分之一的锌是团聚的且四分之三没有团聚。在批号5中，每个电池中八分之一的锌是团聚的且八分之七的锌没有团聚。附图6中的数据论述了其中至少一部分的锌团聚成为刚性、无粘结剂的团聚体的电化学电池提供的运行时间超过那些仅包括非团聚锌的对比电池约13％-23％。而且，所包括的锌中不超过一半是刚性、无粘结剂的团聚体形式的电池比所包括的锌全部是刚性、无粘结剂的团聚体形式的电池具有更长的寿命。因此，这就论证了将刚性、无粘结剂的锌团聚体包括到碱性电化学电池阳极中的优点。
在另一试验中，在相似于前述用于制备团聚体批号2-5的工艺中(除了将团聚体尺寸在批号6中限制到小于825微米但是大于250微米并且在批号7中小于250微米但大于100微米)团聚一定数量的粉碎锌颗粒。制得三个AA尺寸的电池组来表征将刚性、无粘结剂的锌团聚体并入阳极对于放电过程(以前述的60秒运行/5秒关闭、1安培恒定电流试验)中的电池内电阻的影响。用于制备三组电池的阳极配方显示如下。阳极成分的数量以重量百分比计。
在所有的3组中，除了阳极混合物之外所有电池组分都完全相同。
附图4中显示的是两个线性图表，其显示了线90代表的批号6、线92代表的批号8的电池在脉冲试验中放电时内电阻的变化。数据清晰地显示了批号6(其仅包括刚性、无粘结剂的团聚体)中的电池比批号8(其仅利用非团聚的锌)中的对比电池在放电过程中具有更低的电压降。更低的电压降指示了更低的内电阻。随着电池内电阻降低，电池运行时间增加。
附图5中显示的是两个线性图表，其显示了线94代表的批号7、线96代表的批号8的电池在脉冲试验上放电时内电阻的变化。该数据清晰地显示了批号7(其包括50wt％刚性、无粘结剂的团聚体和50wt％非团聚锌)中的电池比批号8(其仅利用非团聚的锌)中的对比电池在脉冲试验上的放电过程中具有更低的电压降。
附图4、5和6中的数据论证了通过在电池放电过程中降低阳极内电阻从而使得电池运行时间增加，在电化学电池的阳极中包括刚性、无粘结剂的锌团聚体改进了电池性能。
以上说明仅考虑为优选的实施方案。该领域熟练人员和进行或利用本发明的人员将可想到发明的修改。因此，应当理解的是附图和上述的实施方案仅仅是用于阐述性目的且无意于限制发明范围，该发明通过根据专利法法则(包括等同物原则)阐述的下列权利要求所限定。
权利要求
1.一种用于电化学电池电极中的团聚体的制备方法，包括步骤a)提供一种粉碎形式的电化学活性物质；和b)形成基本由所述电化学活性物质组成的刚性、无粘结剂团聚体。
2.权利要求1的方法，其中所述团聚体由所述电化学活性物质组成。
3.权利要求1的方法，其中所述团聚体的振实密度小于2.85g/cc。
4.权利要求1的方法，其中所述团聚体的振实密度小于2.60g/cc。
5.权利要求1的方法，其中所述团聚体的振实密度小于2.40g/cc。
6.权利要求1的方法，其中在形成团聚体之前，将所述活性物质限制为将通过40目网筛而不能通过325目网筛的颗粒。
7.权利要求1的方法，其中至少95wt％的所述团聚体将通过40目网筛而不能通过325目网筛。
8.权利要求1的方法，其中所述形成步骤包括压紧所述活性物质。
9.权利要求8的方法，其中所述方法进一步包括将经压紧的团聚体制粒从而形成粒化团聚体的步骤。
10.权利要求9的方法，其中所述制粒过程减小团聚体尺寸。
11.权利要求8的方法，其中所述方法进一步包括选择能够通过40目网筛的粒化团聚体的步骤。
12.权利要求1的方法，其中所述形成步骤包括直接熔合所述粉碎的活性物质的步骤。
13.权利要求12的方法，其中直接熔合所述粉碎的活性物质的步骤包括将所述活性物质暴露于超声波振动。
14.权利要求1的方法，其中所述活性物质包括锌。
15.权利要求1的方法，其中所述活性物质包括锌合金。
16.权利要求15的方法，其中所述锌合金包括至少一种下列元素铋、铟、镁和铝。
17.权利要求1的方法，其中所述方法进一步包括将所述刚性、无粘结剂团聚体进行退火的步骤。
18.权利要求17的方法，其中所述退火步骤包括将所述团聚体加热至100℃以上但低于所述活性物质的熔点。
19.一种电化学电池，具有包括了许多由权利要求1的方法制备的团聚体的电极。
20.权利要求19的电化学电池，其中所述电极包括电化学活性物质的非团聚颗粒。
21.权利要求20的电化学电池，其中所述电化学活性物质的非团聚颗粒包括所述电极中电化学活性物质总量的至少50wt％。
22.权利要求20的电化学电池，其中所述非团聚颗粒包括成形为薄片状的颗粒。
23.一种制备金属粉末团聚体的方法，包括步骤a)提供一些粉碎的金属粉末；和b)形成所述金属粉末的刚性、无粘结剂团聚体，其中所述金属粉末占所述团聚体重量的至少99.0％且所述团聚体具有2.85g/cc或更低的振实密度。
24.权利要求23的方法，其中所述金属粉末占所述团聚体重量的至少99.9％。
25.权利要求24的方法，其中所述金属粉末占所述团聚体重量的至少99.99％。
26.权利要求23的方法，其中步骤(a)包括对所述量的金属粉末分类以产生至少第一部分粉末和至少第二部分粉末，然后在步骤(b)中仅将所述第一部分粉末形成刚性、无粘结剂团聚体。
27.权利要求26的方法，其中所述第一部分粉末能够通过具有多个相同尺寸开孔的网筛并且所述第二部分不能通过所述网筛。
28.权利要求27的方法，其中所述网筛是200目网筛。
29.权利要求23的方法，其中形成于步骤(b)中的所述团聚体能够通过40目网筛。
30.权利要求23的方法，其中在步骤(b)中形成所述无粘结剂团聚体之后，将所述团聚体分类以产生至少两种团聚体分布，至少包括团聚体第一分布和团聚体第二分布，其中所述团聚体第一分布能够通过具有多个相同尺寸开孔的网筛并且所述第二团聚体分布不能通过所述网筛。
31.一种具有电极的电化学电池，该电极具有包括由权利要求23制备的刚性、无粘结剂的电化学活性物质团聚体。
32.权利要求31的电化学电池，其中所述无粘结剂的电化学活性物质团聚体包括锌。
33.权利要求32的电化学电池，其中所述无粘结剂的电化学活性物质团聚体包括锌合金。
34.用于制备金属粉末团聚体的方法，包括步骤(a)提供一些无粘结剂的粉碎金属粉末；和(b)通过用于将所述金属粉末形成为无粘结剂团聚体的方式加工所述金属粉末，从而形成无粘结剂团聚体。
35.权利要求34的方法，其中在步骤(b)之后，通过用于将所述团聚体筛分为至少两种团聚体分布的方式对所述无粘结剂团聚体加工。
36.权利要求34的方法，其中在步骤(a)之后和步骤(b)之前，所述方法包括通过用于将所述金属粉末筛分为至少第一粉末部分和至少第二粉末部分的方式加工所述金属粉末的步骤。
全文摘要
公开了制备刚性、无粘结剂的粉末金属团聚体的方法。该团聚体具有低振实密度。也公开了包括由电化学活性粉末制备的无粘结剂团聚体的产品。
文档编号H01M4/42GK1762063SQ200480007316
公开日2006年4月19日 申请日期2004年1月16日 优先权日2003年1月17日
发明者P·R·-F·蔡, N·崔 申请人:永备电池有限公司