JP2012038666A - マグネシウム電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マグネシウムからなる負極110と、負極110からマグネシウムイオンを溶出させる水系電解液を保持可能な保液部120とを備え、保液部120は、クエン酸塩の水溶液を水系電解液として保持することで、負極110と正極との間で持続的に起電力を発生させる。これにより、クエン酸塩イオンと負極110から溶出したマグネシウムイオンとが錯体化し、マグネシウムイオンの溶解度が増大する。その結果、負極110における酸化マグネシウムの析出を抑制しマグネシウムの持続的電解を可能にすることにより、マグネシウム電池100の負極容量を持続的に大きくすることができる。
【選択図】図1
Description
(マグネシウム電池の構成)
図1は、マグネシウム電池100の断面図である。マグネシウム電池100は、負極110、セパレータ120、酸素吸着体130および正極集電体140を備えている。負極110は、マグネシウムで構成されており、マグネシウム電池100の一方の端部に設けられている。セパレータ120が水溶液を保持しているときは、このマグネシウムが水溶液に溶出し(Mg→Mg+2+2e−)、マグネシウムイオンを発生させる。なお、セパレータ120および酸素吸着体130が保液部を構成し、水系電解液を保持可能にしている。
上記の実施形態では、電解液が多価カルボン酸イオンを含んでいれば十分であるが、電解液は、さらに3価以上のカルボン酸イオンを配位している水酸化アルミニウム錯体を含んでいることが好ましい。これにより、マグネシウムからなる負極110において水素化電圧が増大するため、酸性域でも自己放電を抑制して、マグネシウム本来の容量が得られる。その結果、正極反応により電解液のpHが変動した場合でも電池の起電力を維持できる。3価以上のカルボン酸としてはクエン酸が挙げられる。水酸化アルミニウムがクエン酸イオンと錯体化することで(Al(OH)4 −⇔(Al(OH)−)x(C6H8O7 3−)y)、水酸化アルミニウムが沈殿しなくなる。カルボン酸イオンの配位が3価以上でなければならないのは、カルボキシル基が立体構造をとることが必要だからと考えられる。
110 負極
120 セパレータ(保液部)
130 酸素吸着体(保液部)
140 正極集電体
Claims (7)
- マグネシウムからなる負極と、
前記負極からマグネシウムイオンを溶出させる水系電解液を保持可能な保液部と、を備え、
前記保液部は、クエン酸塩の水溶液を水系電解液として保持することを特徴とするマグネシウム電池。 - 前記保液部は、乾燥状態においてクエン酸塩を保持することを特徴とする請求項1記載のマグネシウム電池。
- 前記保液部は、水系電解液としてクエン酸塩の水溶液を保持することを特徴とする請求項1記載のマグネシウム電池。
- 前記水系電解液に含まれるクエン酸イオンの濃度は、0.21mol/L以上0.89mol/L以下であることを特徴とする請求項3記載のマグネシウム電池。
- 前記水系電解液のpHは、7以上11以下であることを特徴とする請求項3または請求項4記載のマグネシウム電池。
- 前記水系電解液は、クエン酸イオンを配位している水酸化アルミニウム錯体を含むことを特徴とする請求項3から請求項5のいずれかに記載のマグネシウム電池。
- クエン酸塩をマグネシウム電池の電解質として利用する方法。
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