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CA1293019C - Process for stabilising primary electrochemical generators having reactive zinc anodes, with aluminum or magnesium; stabilised anode made according to saidprocess; and generator including said anode - Google Patents

Process for stabilising primary electrochemical generators having reactive zinc anodes, with aluminum or magnesium; stabilised anode made according to saidprocess; and generator including said anode

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Publication number
CA1293019C
CA1293019C CA000511790A CA511790A CA1293019C CA 1293019 C CA1293019 C CA 1293019C CA 000511790 A CA000511790 A CA 000511790A CA 511790 A CA511790 A CA 511790A CA 1293019 C CA1293019 C CA 1293019C
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
anode
zinc
radical
metal
aluminum
Prior art date
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Expired - Fee Related
Application number
CA000511790A
Other languages
French (fr)
Inventor
Rene Vignaud
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.)
Compagnie Industrielle des Piles Electriques CIPEL SA
Original Assignee
Compagnie Industrielle des Piles Electriques CIPEL SA
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 Compagnie Industrielle des Piles Electriques CIPEL SA filed Critical Compagnie Industrielle des Piles Electriques CIPEL SA
Priority to CA000511790A priority Critical patent/CA1293019C/en
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Publication of CA1293019C publication Critical patent/CA1293019C/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • Y02E60/12

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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

"PROCEDE DE STABILISATION DES GENERATEURS ELECTROCHIMI QUES PRIMAIRES A ANODES REACTIVES EN ZINC, ALUMINIUM OU MAGNESIUM; ANODE STABILISEE OBTENUE PAR CE PROCEDE; ET GENERATEUR COMPORTANT UNE TELLE ANODE" L'invention a pour objet un procédé de stabilisation d'un générateur électrochimique primaire comportant au moins une anode réactive en un métal pris dans le groupe du zinc, de l'aluminium et du magnesium, caractérisé en ce qu'on ajoute à ladite électrode un pourcentage de 0,001 % à 1 % en poids, par rapport au métal, d'au moins un sulfure d'alcoyle et d'alcool polyéthoxylé répondant à la formule R-S-(CH2)2-(O-CH2-CH2-)n-OH. formule dans laquelle : - R est un radical alcoyle, ramifié ou non ramifié, un radical aryle ou un radical alcoylaryle (R est de préférence le radical tertiododécyle), et - n est compris entre 2 et 100. Elle concerne également une anode obtenue par le procédé précité et un générateur électrochimique primaire, à électrolyte alcalin ou salin, comportant une anode de ce type. (pas de dessin)"PROCESS FOR STABILIZING ELECTROCHEMICAL GENERATORS WHICH PRIMERS WITH REACTIVE ANODES IN ZINC, ALUMINUM OR MAGNESIUM; STABILIZED ANODE OBTAINED BY THIS PROCESS; AND GENERATOR COMPRISING SUCH ANODE" The subject of the invention is a method for stabilizing a primary electrochemical generator comprising at least one reactive anode made of a metal taken from the group of zinc, aluminum and magnesium, characterized in that a percentage of 0.001% to 1% by weight, relative to the metal, is added to said electrode '' at least one alkyl sulfide and polyethoxylated alcohol corresponding to the formula RS- (CH2) 2- (O-CH2-CH2-) n-OH. formula in which: - R is an alkyl radical, branched or unbranched, an aryl radical or an alkylaryl radical (R is preferably the tertiododecyl radical), and - n is between 2 and 100. It also relates to an anode obtained by the aforementioned process and a primary electrochemical generator, with alkaline or saline electrolyte, comprising an anode of this type. (no drawing)

Description

~Z~3~9 "PROCEDE DE STABILISATION DES GENERATEURS ELECTROCHI11~-QUES PRIMAIRES A ANODES REACTIVES EN ZINC, ALUMINIUM OU
MAGNESIUM; ANODE STABILISEE OBTENUE PAR CE PROC~DE: ET
GENERATEUR COMPORTANT UNE TELLE ANODE"
L'inventlon concerne les générateurs electrochi-miques primaires, ou piles électriques, comportant des anodes tres reactives en zinc, aluminium ou magnesium, notamment du type bioxyde de manganese/zinc, oxyde d ar-gent/zinc, oxyde de mercure/zinc, air/zinc, chlorure lO d argent/magnesium et air/aluminium, avec un electrolyte alcalin ou salin, tel qu'une solution aqueuse de potasse ou de chlorure de zinc et de chlorure d ammonium respec-tivement, solution dans laquelle l anode est corrodable.
Si de telles piles permettent d'obtenir des lS énergies élevées, elles présentent, du fait de la corro-dabilité de leurs anodes réactives dans l électrolyte alcalln ou salin, une stabilité assez réduite avec - perte de la capacité de la pile au cours du stockage resultant d'une solubilisation partielle de l'anode dans l'électrolyte, - dégagement continu et important d hydrogene gazeux provoquant l'éjection d'électrolyte et le gonfle-ment ou meme parfois l'éclatement de la pile;
l importance de ces phénomenes nuisibles e.s t accrue en cas d'elévation de la température, par exemple en cas de stockage dans un pays chaud.
Pour pallier ces inconvenients et stabiliser une pile du type précite, notamment à électrolyte alcalin, on a proposé de la stabiliser soit en incorporant du mercure dans l'anode ~avec formation d'un amalgame) dans le cas du zinc, soit d ajouter certains composes organi-ques.
On a tout d abord proposé d incorporer un cer-tain pourcentage de mercure, par exemple de 5 à 15 Z en poids par rapport au metal actif dans le cas ou celui-ci , _ .
lZ93~19 est constitue par du zinc, notamment pour une pile a électrolyte alcalin.
En effet, le mercure présente la propriete d ac-croitre la surtens1on d'hydrogene du métal dans lequel il est incorporé (et ceci d'autant plus que sa concen-tration y est importante) en inhibitan~ la réaction de réduction du proton, Malheureusement le mercure et plus particuliè-rement ses composes sont toxiques. Ceci impose des me-sures de sécurité strictes dans les processus de fabri-cation industrielle, et, par ailleurs, la dissemination des piles mises au rebut après usage constitue une cause de pollution dangereuse.
Il y a donc interet à éviter 1 utilisation de mercure ou au moins à réduire la teneur en mercure des piles pour des raisons ecologiques. D'ailleurs la regle-mentation tend à limiter progressivement cette teneur.
Mais une teneur en mercure par rapport au zinc dans 1 anode inférleure a environ 3 ~/. en poids ne pro-cure pas une stabilité suffisante aux piles a électro-lyte alcalin, On a par ailleurs proposé d'ajouter à une pile à
anode de zinc, aluminium ou magnesium, pour la stabili-ser, un certain nombre de composés organiques, tels que la diéthanolamide de l'acide oleique, le monolauryl-éther, des amines, des composés d ammonium quaternaires et certains polymeres de l'oxyde d ethylene, pour rem-placer, en totalité ou en partie, le mercure.
De tels composes n assurent malheureusement pas une stabilité suffisante et sont eux-memes souvent d em-ploi difficile ou d efficacité réduite.
En ce qui concerne plus particulièrement les po-lymeres d oxyde d éthylene, on peut citer le brevet US
n 3.847.669 et le brevet français n 2.156~662 de la société Union Carbide, qui proposent d ajouter, à une anode en zinc contenant moins de 8 ~/. de mercure, un po-lZ93~19 lymere d'oxyde d'ethylene, pris dans le groupe des di-, tri- et poly-ethylene glycols ayant un poids moleculaire moyen de 190 a 7000, leurs éthers d'alcoyle et leurs es-ters d'acides alcanoiques, ceci afin d'ameliorer la sta-bilité des piles dotees de telles anodes. On préconisedans ces deux brevets la mise en oeuvre de radicaux al-coyle ou alkanoate a 1 a 4 atomes de carbone.
D'un au~re c~té, la d~deresse a décrit dans le brevet français no. 2 567 328, mis à la disposition du public le 10 janvier 1986 pour "Procédé de stabilisation des généra-teurs électrochimiques primaires ~ anodes réactives en zinc, aluminium ou magnesium et anode pour un tel gené-rateur stabilisee par ce procede", un procéde de stabi-lisation des generateurs électrochimiques primaires com-portant au moins une anode reactive en un métal prisdans le groupe du zinc, de l aluminium et du magnesium, caractérise en ce qu'on ajoute a ladite electrode un pourcentage de 0,01 Z a 1 Z en poids, par rapport au mé-tal, d'au moins un compose organique perfluore du type fluoro-alcool ethoxyle~
Contrairement a ces enseignements, la demande-resse a maintenant decouvert qu'il etait possible de stabiliser une anode réactive en zinc, aluminium ou-ma-gnesium d'un generateur électrochimique primaire, a électrolyte alcalin ou salin, en incorporant a l anode une tres faible quantite (en genéral inferieure à 1 Z en poids par rapport au metal de l anode~ d au moins un s~lfure d alcoyle et d alcool polyethoxylé de formule R-S-~CH2)2-~O CH2 CH2 n ~1 dans laquelle :
- R est un radical alcoyle, ramifie ou non rami-fié, un radical aryle ou un radical alcoylaryle, et - n est compris entre 2 et 100.
L invention a donc pour objet :
a) un procede de stabilisation d-un genérateur electrochimique primaire comportant au moins une anode ~.,, ' .
1293~9 reactive en un métal pris dans le groupe du zinc, de l'aluminium et du magnesium, caracterise en ce qu'on a-joute à ladite anode un pourcentage de O,OO1 Z. a 1 X, erl poids, par rapport au metal, d au moins un sulfure d alcoyle et d alcool polyethoxyle repondant a la formu-R-S-~CH2)2-(o-cH2 CH2 )n (1) formule dans laquelle :
- R est un radical alcoyle, ramifie ou non rami-fié, un radical aryle ou un radical alcoylaryle, et - n est compris entre 2 et 100:
b) une anode stabilisée obtenue par ce procede;
c~ un genérateur electrochimique primaire (pile electrique) comportant une telle anode.
De préference :
- R est un radical alcoyle a environ 12 atomes de carbone, et/ou - n est compris entre 2 et environ 20.
Dans les modes de realisation préférés, le radi-cal R est ramifie et il est notamment constitué par un radical tertiaire.
On peut mettre en oeuvre un seul composé repon-dant à la formule (1) precitée ou bien un melange des deux ou plusieurs composés repondant à cette formule.
De preférence on ajoute egalement a l'anode, ' lorsqu'elle est en zinc, du mercure, mais en une quan-tite relativement faible inférieure à 2 Z en poids par rapport au métal, notamment lorsqu'elle est destinee à
un generateur à électrolyte alcalin.
Grace à l invention, on reduit la corrosion du metal de l anode et on evite les diminutions de capacite de la pile au cours du stockage, le dégagement d hydro-gène, les fuites d électrolyte et le gonflement de la pile, sans avoir recours a une addition de mercure oU~
pour le moins, pour une électrode en zinc, avec une ad-dition de mercure en une teneur reduite repondant au~
,,, ~ B~ . .
1293~19 normes et au~ exigences écologlques.
L invention pourra, de toute façon, etre bien comprise à l'aide du complément de description qu1 suit, l.equel complément est, bien entendu, donné surtout a S titre d indication.
A. Electrode de zinc oour Dile~ dite "alcaline", a élec-trolvte alcalin.
On prépare un melange anodique, destiné à cons-tituer l électrode négative, ou anode, d'une pile, en introduisant successivement dans un melangeur de la pou-dre de zinc amalgamée a 1 't., de la solution de potasse à
40 ~~, un agent gelifiant tel que la carboxyméthylcellu-lose, et l inhibiteur selon l invention. à savoir dans la proportion de 500 ml de solution de potasse et 50 9 de carboxyméthylcellulose par kg de zinc amalgamé.
L'inhibiteur peu-t etre réparti a la surface du zinc amalgamé en mettant en oeuvre un solvant non aqueux (tel que l'alcool éthylique ou l'acetone) que l on éva-pore ensuite, ou en melangeant l inhibiteur a la solu-tion de potasse.
La .masse anodique ainsi obtenue est testée dansune solution de potasse 10 N à 45 C et on mesure la. vi-tesse de corrosion en ~ l/g/jour (microlitre d hydrogène CTPN par gramme de zinc et par jour). Une vitesse supé-rieure a 10 ~l/g/jour est inacceptable dans un genera-teur électrochimique.
On sait en effet que la vitesse de corrosion (déterminée par le volume d'hydrogene degagé par gramme d'echantillon et. par jour, lorsque cet échantillon est immerge dans l électrolyte en question) est largement utilisée pour le controle des echantillons amalgames et montre une très bonne corrélation avec la conservation effective des génerateurs électrochimiques. Pour acce-lerer le test on opere generalement à 45'C.
~S A titre de comparaison, une poudre de zinc non amalgame a une vitesse de corrosion très nettement supe-~z~
rieure à 10 ~l/g/jour (de l'ordre de 2000 ~ l/g/jour), une poudre de zinc amalgamée à 0,2 7. a une vitesse de corrosion de l'ordre de 200 ~1/91 jour, à 1 Z. une vites-se de corrosion de l'ordre de 20 ~ l/g/jour, donc encore supérieure a 10 ~4l/g/jour, amalgamée à 5 Z une vltesse de corroslon de 1,5 ~l/g/jour environ, cette derniere étant acceptable dans la plupart des générateurs.
ExemPles 1 à 4 L inhibiteur est constitue par un compose selon la formule (1) dans laquelle R est le radical tertiodo-decyle, avec différentes valeurs de n :
Exemple 1 : n - 2 ~ Exemple 2 : n = 7 Exemple 3 : n = 11 Exemple 4 : n = 20 La teneur en inhibiteur est dans chaque cas de 0,1 ~/. en poids par rapport au zinc.
On a effectue des mesures de la vitesse de cûr-rosion et on a trouve en ~l/g/ jour :
- pour l exemple 1 : 1,93 - pour l'exemple 2 : 1,57 - pour l'exemple 3 : 1,24 - pour l'exemple 4 : 1,07 Si on met en oeuvre également du mercure, c est-a-dire si l on utilise.une poudre de zinc amalgamé a 0,2 Z de mercure et 0,1 Z d'inhibiteur selon les exem-ples 2 a 4, on a trouvé une vitesse de corrosion expri-mée en ~l/g/jour :
- pour l'exemple 2 : 4,6 ~l/g/jour : 30 - pour l'exemple 3 : 2,8 ~l/g/jour - pour l'exemple 4 : l,9 ~l/g/jour ExemPle d aPPlication industrielle dans un qéné-rateur alcalin a électrode de zinc, ~es génerateurs primaires, tels que décrits dans 35 le brevet francais n 2.503.935 de la demanderesse, ont ete montes en deux series :
- l une comportant une masse anodique composée de poudre de zinc amalgame à S / un electrolyte consti-tue par une solution de potasse a 40 /. et un agent géli-fiant Icarboxyméthylcellulose), les proportions étant de 300 ml de solution de potasse et de 25 9 de carboxyme-thylcellulose par kg de zinc amalgamé;
- l autre comportant dans le meme électrolyte et le meme agent gelifiant une masse anodique dont la poudre de zinc n est amalgamée a qu à 1 /. mais dans laquelle au cours du mélange avec l électrolyte et le gelifiant, on a introduit le composé (1) des exemples 1 a 4 precites dans la proportion de 0 1 Z en poids par rapport au zinc.
Les deux séries ont éte stockées pendant trois mois a 45 C. Au terme de cette période de stockage l ob-servation n a montré aucune exsudation d electrolyte a l extérieur des piles due a une éventuelle surpression.
Le demontage des piles a permis de constater qu il n y a eu aucune expansion du gel anodique. Enfin les élements de ces deux séries en module R 20 déchargés sur une résistance de 3 9 ohms en régime continu, presentent la meme dispersion dans la durée de décharge : 59 h ~ 1 h, c est-a-dire qu il n y a aucune perte de capacité des piles de la seconde serie par rapport a celles de la Z5 premiere.
Autre exemple d'application industrielle dans un généràteur alcalin à électrode de zinc Pour des applications industrielles en pileoùl'électrode négative est constituée d'un gel dont la teneur en mëtal zinc est rela-tivement faible, par exemple ~ à 52 % (en masse), par rapport àl'élec-trolyte, et pour lequel la teneur en mercure de l'alliage de zinc est égalem.ent faible, par exemple inférieure à 1 %, on constate que l'on a intérêt pour maintenir les pe~ormances électriques, en particulier le niveau de tension, à abaisser la teneur en inhibiteur dan9 le gel anodique de la pile à moins de 0,01 % par rapport au zinc, soit entre 100 ppm et 10 ppm. Ainsi, pour un gel anodique comportant :
- 8 _ ~ 2 9 3 ~ 1 9 52 parties d'un alliage de zinc avec 100 ppm de cadmium et 1 % de mercure pour 48 parties de solution KOH 8,5 N contenant 6 % de ZnO et 6 % de carboxy methyl cellulose, 50 ppm par rapport à l'alliage de zinc, d'un alcool dodecyl mercaptopoly-ethoxylé sont ajoutés au cours de la préparation du melange, de préférence juste après l'amalgamation, et intimement mélangés.
Cette faible teneur entre 10 et 100 ppm d'inhibiteur peut égale-ment s'appliquer aux autres compositions de gel, en particulier celles qui sont plus riches en zinc, dès lors que l'on ne souhaite pas un excès de protection excessif contre la corrosion.
~ . Electrode de zinc Dour Dile, dite saline à élec--- trolvte salin.
Il est bien connu que les piles du type bioxyde de manganese/zinc, dites "piles salines", utilisent un ' électrolyte compose d une solution aqueuse de chlorure de zinc et de chlorure d ammonium, dans laquelle 1 elec-trode de zinc a tendance a se corroder pour former de l hydrogene, ce qui a pour consequence de provoquer des fuites d électrolyte, par perforation du godet de zinc, et des pertes de capacite en stock~age.
L'électrode de zinc de ces piles est constituée c~e metal en feuille, donc moins reactif que la poudre ~ dlvisee des générateurs alcalins. Cette feuille de zinc n'est amalgamée qu'en surface, le poids de mercure par pile est par suite 1000 fois plus faible que celui qui est necessaire pour les piles dites "alcalines" à élec-trolyte alcalin.
L effet inhibiteur des composes selon l'inven-tion est mis en évidence par le test de corrosion ef-fectué à ~S C dans une solution saline comprenant 25 Z
en poids de Cl2Zn, 25 Z en poids de NH~Cl et le complé-ment en eau.
1293(~19 g L utilisation d'eprouvettes de zinc en poudre présente l avantage d'apporter une réponse rapide et statistlquement plus homogene. En effet, les languettes tai.llées dans un godet de pile presentent une grande het:érogénéité, de structure due aux lignes de filage du tube, et par suite une grande dispersion dans les ré-ponses a l'essai de corros1on.
Le rapport des surfaces actives et par suite des vitesses de corrosion entre la poudre et la feuille est voisin de 5000.
On a obtenu les vitesses de corrosion suivantes:
a) électrode temoin sans mercure et sans l inhi-biteur selon l invention 2000 ~ l/g/jour;
b) électrode avec 0,01 Z en poids du compose (1) precité selon -l'exemple 2 327 ~ l/g/jour l'exemple 3 170 ~l/g/jour l'exemple 4 136 ~ l/g/jour c) électrode avec 5 Z en poids de mercure 175 ~ l/g/jour L effet inhibiteur du sulfure d alcoyle et d al-cool polyéthoxylé de la formule (1), selon l invention, est tres net, meme en milieu salin.
Comme il va de soi et comme il résulte d ail-25 leurs déja de ce qui précede. 1 invention ne se limitenullement à ceux de ses modes d'application et de reali-sation qui ont éte plus spécialement envisages; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
~ Z ~ 3 ~ 9 "PROCESS FOR STABILIZATION OF ELECTROCHI11 GENERATORS ~ -PRIMARY MATERIALS WITH REACTIVE ANODES IN ZINC, ALUMINUM OR
MAGNESIUM; STABILIZED ANODE OBTAINED BY THIS PROCESS OF: AND
GENERATOR COMPRISING SUCH ANODE "
The invention relates to electrochemical generators primary mics, or electric batteries, comprising very reactive anodes made of zinc, aluminum or magnesium, in particular of the type of manganese dioxide / zinc, oxide of ar-gent / zinc, mercury oxide / zinc, air / zinc, chloride lO silver / magnesium and air / aluminum, with an electrolyte alkaline or saline, such as an aqueous solution of potash or zinc chloride and ammonium chloride respectively tively, solution in which the anode is corrodable.
If such batteries provide lS high energies, they present, due to the corro-of their reactive anodes in the electrolyte alcalln or saline, fairly reduced stability with - loss of battery capacity during storage resulting from partial solubilization of the anode in the electrolyte, - continuous and significant release of hydrogen gas causing the electrolyte ejection and inflates it sometimes even the bursting of the pile;
the importance of these harmful phenomena is increased in temperature rise, for example in case of storage in a hot country.
To overcome these disadvantages and stabilize a battery of the aforementioned type, in particular with an alkaline electrolyte, we proposed to stabilize it either by incorporating mercury in the anode ~ with the formation of an amalgam) in the case of zinc, that is to add certain organic compounds ques.
We first proposed to incorporate a tain percentage of mercury, for example from 5 to 15 Z in weight compared to the active metal in the case where this one , _.
lZ93 ~ 19 is made up of zinc, especially for a battery with alkaline electrolyte.
In fact, mercury has the property of ac-increase the hydrogen surge of the metal in which it is incorporated (all the more so since its concen-tration is important) in inhibitan ~ the reaction of proton reduction, Unfortunately mercury and more particularly its compounds are toxic. This requires measures strict safety measures in the manufacturing process industrial cation, and, moreover, dissemination batteries discarded after use is a cause of dangerous pollution.
There is therefore an interest in avoiding the use of mercury or at least reduce the mercury content of batteries for ecological reasons. Besides the rule-mentation tends to gradually limit this content.
But a mercury content compared to zinc in 1 lower anode at about 3 ~ /. by weight does not pro-not provide sufficient stability to electro-alkaline lyte, It has also been proposed to add to a zinc, aluminum or magnesium anode, for stabilization ser, a number of organic compounds, such as oleic acid diethanolamide, monolauryl-ether, amines, quaternary ammonium compounds and certain polymers of ethylene oxide, to replace place, in whole or in part, the mercury.
Such compounds unfortunately do not provide sufficient stability and are themselves often of em-difficult bending or reduced efficiency.
As regards more particularly the po-ethylene oxide lymers, mention may be made of the US patent n 3,847,669 and the French patent n 2,156 ~ 662 of the Union Carbide, who propose to add, to a zinc anode containing less than 8 ~ /. of mercury, a po-lZ93 ~ 19 ethylene oxide lymer, taken from the group of di-, tri- and poly-ethylene glycols having a molecular weight medium from 190 to 7000, their alkyl ethers and their of alkanoic acids, this in order to improve the sta-bility of the batteries provided with such anodes. In these two patents, the use of al- radicals is recommended.
coyl or alkanoate has 1 to 4 carbon atoms.
On the other side, the woman described in the patent French no. 2,567,328, made available to the public on January 10 1986 for "Process of stabilization of the genera-primary electrochemical teurs ~ reactive anodes in zinc, aluminum or magnesium and anode for such a generation stabilizer by this process ", a stabilization process of primary electrochemical generators carrying at least one reactive anode made of a metal taken from the group of zinc, aluminum and magnesium, characterized in that one adds to said electrode a percentage from 0.01 Z to 1 Z by weight, relative to the met tal, of at least one perfluoric organic compound of the type ethoxyl fluoroalcohol ~
Contrary to these teachings, the demand-resse has now discovered that it is possible to stabilize a reactive anode made of zinc, aluminum or-ma-gnesium of a primary electrochemical generator, a alkaline or saline electrolyte, incorporating an anode a very small amount (generally less than 1 Z in weight relative to the metal of the anode ~ d at least one s ~ lfure of alkyl and polyethoxylated alcohol of formula RS- ~ CH2) 2- ~ O CH2 CH2 n ~ 1 in which :
- R is an alkyl radical, branched or unbranched fié, an aryl radical or an alkylaryl radical, and - n is between 2 and 100.
The subject of the invention is therefore:
a) a method of stabilizing a generator primary electrochemical comprising at least one anode ~. ,, '.
1293 ~ 9 reactive into a metal taken from the zinc group, aluminum and magnesium, characterized in that we have-add to said anode a percentage of O, OO1 Z. to 1 X, erl weight, relative to metal, of at least one sulfide of alkyl and polyethoxyl alcohol corresponding to the formu-RS- ~ CH2) 2- (o-cH2 CH2) n (1) formula in which:
- R is an alkyl radical, branched or unbranched fié, an aryl radical or an alkylaryl radical, and - n is between 2 and 100:
b) a stabilized anode obtained by this process;
c ~ a primary electrochemical generator (battery electric) comprising such an anode.
Preferably:
- R is an alkyl radical having about 12 atoms carbon, and / or - n is between 2 and approximately 20.
In the preferred embodiments, the radi-cal R is branched and it is notably constituted by a tertiary radical.
A single compound can be used.
in the above formula (1) or a mixture of two or more compounds corresponding to this formula.
Preferably we also add to the anode, '' when it is zinc, mercury, but in a quan-relatively small tite less than 2% by weight per compared to metal, especially when it is intended for an alkaline electrolyte generator.
Thanks to the invention, the corrosion of the metal of the anode and we avoid decreases in capacity of the battery during storage, the release of hydro-gene, electrolyte leakage and swelling of the battery, without resorting to the addition of mercury or ~
at the very least, for a zinc electrode, with an ad-edition of mercury in a reduced content responding to ~
,,, ~ B ~. .
1293 ~ 19 standards and environmental requirements.
The invention could, in any case, be well understood using the additional description which follows, What complement is, of course, given above all to As an indication.
A. Zinc or Dile electrode ~ called "alkaline", has elect alkaline trolvte.
An anodic mixture is prepared, intended to cons replace the negative electrode, or anode, of a battery, successively introducing into a blender the of zinc amalgamated at 1 't., of the potassium solution to 40 ~~, a gelling agent such as carboxymethylcellu-lose, and the inhibitor according to the invention. to know in the proportion of 500 ml of potash solution and 50 9 of carboxymethylcellulose per kg of amalgamated zinc.
The inhibitor can be distributed on the surface of the zinc amalgamated using a non-aqueous solvent (such as ethyl alcohol or acetone) that you evacuate then pore, or by mixing the inhibitor with the solution.
potash.
The anodic mass thus obtained is tested in a 10 N potassium hydroxide solution at 45 ° C. and the. vi-corrosion rate in ~ l / g / day (microliter of hydrogen CTPN per gram of zinc per day). A higher speed less than 10 ~ l / g / day is unacceptable in a genera-electrochemical cell.
We know that the rate of corrosion (determined by the volume of hydrogen released per gram of sample and. per day when this sample is immersed in the electrolyte in question) is largely used for the control of amalgam samples and shows a very good correlation with conservation effective electrochemical generators. To access After the test, we generally operate at 45 ° C.
~ HIS comparison, a zinc powder not amalgam has a very significantly higher corrosion rate ~ z ~
less than 10 ~ l / g / day (of the order of 2000 ~ l / g / day), a zinc powder amalgamated at 0.2 7. at a speed of corrosion of the order of 200 ~ 1/91 day, at 1 Z. a speed-corrosion of around 20 ~ l / g / day, therefore still greater than 10 ~ 4l / g / day, amalgamated at 5%
corroslon of about 1.5 ~ l / g / day, the latter being acceptable in most generators.
Examples 1 to 4 The inhibitor consists of a compound according to formula (1) in which R is the tertiodo- radical decyle, with different values of n:
Example 1: n - 2 ~ Example 2: n = 7 Example 3: n = 11 Example 4: n = 20 The inhibitor content is in each case 0.1 ~ /. by weight compared to zinc.
We made measurements of the speed of erosion and we found in ~ l / g / day:
- for example 1: 1.93 - for example 2: 1.57 - for example 3: 1.24 - for example 4: 1.07 If mercury is also used, this is that is to say if you use amalgamated zinc powder 0.2 Z of mercury and 0.1 Z of inhibitor according to the examples ples 2 to 4, we found an express corrosion rate mée in ~ l / g / day:
- for example 2: 4.6 ~ l / g / day : 30 - for example 3: 2.8 ~ l / g / day - for example 4: 1.9 ~ l / g / day EXAMPLE OF INDUSTRIAL APPLICATION IN A PEEN
alkaline erector with zinc electrode, ~ es primary generators, as described in 35 the French patent n 2.503.935 of the plaintiff, have was assembled in two series:
- one with a compound anode mass zinc powder amalgam to S / an electrolyte consisting of killed by a 40 / potassium solution. and a gel agent Icarboxymethylcellulose), the proportions being 300 ml of potassium hydroxide solution and 25 9 of carboxyme-thylcellulose per kg of amalgamated zinc;
- the other comprising in the same electrolyte and the same agent gelling an anode mass whose zinc powder is only amalgamated to 1 /. but in which during mixing with the electrolyte and the gelling agent, the compound (1) of Examples 1 was introduced to 4 above in the proportion of 0 1 Z by weight per compared to zinc.
Both series have been stored for three months at 45 C. At the end of this storage period the servation showed no electrolyte exudation at the outside of the batteries due to possible overpressure.
Removing the batteries revealed that there is no had no expansion of the anode gel. Finally the elements of these two series in module R 20 unloaded on a resistance of 3 9 ohms in continuous mode, present the same dispersion in the discharge time: 59 h ~ 1 h, that is to say that there is no loss of capacity of the batteries of the second series compared to those of the Z5 premiere.
Another example of industrial application in a generator alkaline with zinc electrode For industrial battery applications where the electrode negative consists of a gel whose zinc metal content is relatively tively low, for example ~ 52% (by mass), compared to the trolyte, and for which the mercury content of the zinc alloy is also low, for example less than 1%, we see that we have interest in maintaining electrical pe ~ ormances, in particular the voltage level, to lower the content of inhibitor dan9 anodic gel of the battery at less than 0.01% compared to zinc, i.e. between 100 ppm and 10 ppm. Thus, for an anodic gel comprising:
- 8 _ ~ 2 9 3 ~ 1 9 52 parts of a zinc alloy with 100 ppm of cadmium and 1% mercury for 48 parts of 8.5 N KOH solution containing 6% ZnO and 6%
carboxy methyl cellulose, 50 ppm compared to the zinc alloy, a dodecyl mercaptopoly alcohol-ethoxylated are added during the preparation of the mixture, preferably right after amalgamation, and intimately mixed.
This low content between 10 and 100 ppm of inhibitor can also apply to other gel compositions, in particular those which are richer in zinc, since we do not want an excess excessive corrosion protection.
~. Dour Dile zinc electrode, so-called electro saline - saline trolvte.
It is well known that dioxide type batteries of manganese / zinc, called "salt cells", use a electrolyte composed of an aqueous chloride solution of zinc and ammonium chloride, in which 1 elec-zinc trode tends to corrode to form hydrogen, which has the effect of causing electrolyte leakage, by puncturing the zinc cup, and loss of capacity in stock ~ age.
The zinc electrode of these batteries consists c ~ e sheet metal, therefore less reactive than powder ~ dlvisee of alkaline generators. This zinc sheet is only amalgamated on the surface, the weight of mercury per pile is consequently 1000 times weaker than that which is necessary for so-called "alkaline" batteries alkaline trolyte.
The inhibitory effect of the compounds according to the invention tion is highlighted by the corrosion test ef-performed at ~ SC in a saline solution comprising 25 Z
by weight of Cl2Zn, 25 Z by weight of NH ~ Cl and the complement in water.
1293 (~ 19 g The use of powdered zinc specimens has the advantage of providing a rapid response and statistically more homogeneous. Indeed, the tabs tai.llées in a pile bucket have a large het: erogeneity, of structure due to the spinning lines of the tube, and consequently a great dispersion in the re-responses to the corrosion test.
The ratio of active areas and therefore corrosion rates between the powder and the sheet is close to 5000.
The following corrosion rates were obtained:
a) control electrode without mercury and without inhi-biteur according to the invention 2000 ~ l / g / day;
b) electrode with 0.01 Z by weight of the compound (1) cited above - example 2 327 ~ l / g / day Example 3 170 ~ l / g / day Example 4 136 ~ l / g / day c) electrode with 5 Z by weight of mercury 175 ~ l / g / day The inhibitory effect of alkyl sulfide and al-cool polyethoxylate of formula (1), according to the invention, is very clear, even in saline environments.
As it goes without saying and as it follows from 25 their already from the above. 1 invention is not limited to those of its modes of application and embodiments.
more specifically envisaged; she in embraces, on the contrary, all variants.

Claims (11)

- 10 -Les réalisations de l'invention, au sujet des-quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit: - 10 -The embodiments of the invention, concerning the-what an exclusive property right or lien is claimed, are defined as follows: 1. Procédé de stabilisation d'un générateur électrochimique primaire comportant au moins une anode réactive en un métal choisi dans le groupe du zinc, de l'aluminium et du magnésium et caractérisé en ce qu'on ajoute à ladite anode un pourcentage de 0,001% à 1%, en poids par rapport au métal, d'au moins un sulfure d'alcoyle et d'alcool polyéthoxylé répondant à la formule:
R-S-(CH2)2-(O-CH2-CH2-)n-OH (1) formule dans laquelle:
- R est un radical alcoyle, ramifié ou non ramifié, un radical aryle ou un radical alcoylaryle, et - n est compris entre 2 et 100.
1. Method for stabilizing a generator primary electrochemical comprising at least one anode reactive in a metal chosen from the zinc group, aluminum and magnesium and characterized in that we add at said anode a percentage of 0.001% to 1%, by weight relative to the metal, at least one alkyl sulfide and polyethoxylated alcohol corresponding to the formula:
RS- (CH2) 2- (O-CH2-CH2-) n-OH (1) formula in which:
- R is an alkyl radical, branched or unbranched, a aryl radical or an alkylaryl radical, and - n is between 2 and 100.
2. Procédé de stabilisation selon la revendica-tion 1, caractérisé en ce que R est un radical alcoylé à 12 atomes de carbone. 2. Stabilization process according to the claim tion 1, characterized in that R is an alkyl radical having 12 carbon atoms. 3. Procédé de stabilisation selon la revendica-tion 1 ou 2, caractérisé en cee que R est un radical ramifié. 3. Stabilization process according to the claim tion 1 or 2, characterized in that R is a radical branched. 4. Procédé de stabilisation selon la revendica-tion 1 ou 2, caractérisé en ce que R est un radical tertiaire. 4. Stabilization process according to the claim tion 1 or 2, characterized in that R is a radical tertiary. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que R est le radical tertiododécyle.
5. Method according to claim 1, characterized in that R is the tertiododecyl radical.
6. Procédé de stabilisation selon la revendication 1, 2 ou 5, caractérisé en ce que n est compris entre 2 et environ 20. 6. Stabilization process according to the claim 1, 2 or 5, characterized in that n is included between 2 and about 20. 7. Procédé de stabilisatioin selon la revendica-tion 1, 2 ou 5, caractérisé en ce que l'anode est en zinc et comporte de plus du mercure en une quantité inférieure à 2%
en poids par rapport au métal, notamment lorsqu'elle est destinée à un générateur à électrolyte alcalin.
7. Stabilization process according to the claim tion 1, 2 or 5, characterized in that the anode is made of zinc and additionally contains mercury in an amount less than 2%
by weight compared to metal, especially when it is intended for an alkaline electrolyte generator.
8. Procédé de stabilisation selon la revendica-tion 1, 2 ou 5, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre un mélange de deux ou plusieurs composés selon la formule (1) de la revendication 1. 8. Stabilization process according to the claim tion 1, 2 or 5, characterized in that a mixture of two or more compounds according to formula (1) of claim 1. 9. Anode réactive pour générateur électrochimique primaire, en un métal choisi dans le groupe du zinc, de l'aluminium et du magnésium et caractérisé en ce qu'on ajoute à ladite anode un pourcentage de 0,001% à 1%,, en poids par rapport au métal, d'au moins un sulfure d'alcoyle et d'alcool polyéthoxylé répondant à la formule: ' R-S-(CH2)2-(O-CH2-CH2-)n-OH (1) formule dans laquelle:
- R est un radical alcoyle, ramifié ou non ramifié, un radical aryle ou un radical alcoylaryle, et - n est compris entre 2 et 100.
9. Reactive anode for electrochemical generator primary, in a metal chosen from the zinc group, aluminum and magnesium and characterized in that adds to said anode a percentage of 0.001% to 1%, in weight, relative to metal, of at least one alkyl sulfide and polyethoxylated alcohol corresponding to the formula: ' RS- (CH2) 2- (O-CH2-CH2-) n-OH (1) formula in which:
- R is an alkyl radical, branched or unbranched, a aryl radical or an alkylaryl radical, and - n is between 2 and 100.
10. Générateur électrochimique primaire à
électrolyte alcalin, caractérisé en ce qu'il comporte une anode selon la revendication 9, cette anode étant en zinc et de plus comportant du mercure en une quantité inférieure à
2% en poids par rapport au métal.
10. Primary electrochemical generator at alkaline electrolyte, characterized in that it comprises a anode according to claim 9, this anode being made of zinc and additionally containing mercury in an amount less than 2% by weight relative to the metal.
11. Générateur électrochimique primaire à
électrolyte salin, caractérisé en ce qu'il comporte une anode selon la revendication 9.
11. Primary electrochemical generator at saline electrolyte, characterized in that it comprises a anode according to claim 9.
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