JP2708884B2 - Non-aqueous electrolyte battery - Google Patents
Non-aqueous electrolyte batteryInfo
- Publication number
- JP2708884B2 JP2708884B2 JP1151153A JP15115389A JP2708884B2 JP 2708884 B2 JP2708884 B2 JP 2708884B2 JP 1151153 A JP1151153 A JP 1151153A JP 15115389 A JP15115389 A JP 15115389A JP 2708884 B2 JP2708884 B2 JP 2708884B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- battery
- negative electrode
- aqueous electrolyte
- electrolyte battery
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/46—Alloys based on magnesium or aluminium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、アルミニウム合金を負極に用いた非水電解
液電池に関する。The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery using an aluminum alloy for a negative electrode.
（ロ）従来の技術 アルミニウムからなる負極を用いた非水電解液電池
は、高エネルギー密度、低自己放電率及び低コストであ
るという利点を有すると考えられる。(B) Conventional technology A non-aqueous electrolyte battery using a negative electrode made of aluminum is considered to have advantages of high energy density, low self-discharge rate, and low cost.
そして、これは、アルミニウムの体積当りの理論エネ
ルギー密度が8041Ah/lであり、リチウムの４倍に相当す
る。また、単位エネルギー当りのコストが0.67円/Ahで
あり、リチウムの1/8に相当することに基づく。The theoretical energy density per volume of aluminum is 8041 Ah / l, which is equivalent to four times that of lithium. The cost per unit energy is 0.67 yen / Ah, which is equivalent to 1/8 of lithium.
そしてたとえば、正極活物質としてMnO2、V2O5、Cr
O2、Ag2CrO4等を用いた電池を考えると、作動電圧が約
1.3V程度となり、既存のアルカリ乾電池、水銀電池、銀
電池と互換使用しうると、理論上、推察される。And, for example, MnO 2 , V 2 O 5 , Cr
Considering a battery using O 2 , Ag 2 CrO 4 etc., the operating voltage is about
It is theoretically speculated that the voltage will be about 1.3 V and can be used interchangeably with existing alkaline dry cells, mercury cells, and silver cells.
しかし、この種のアルミニウムを負極とする電池は、
アルミニウムの電気化学的反応性が低く、負極の利用率
が小さいという問題がある。例えば、MnO2を正極活物質
とした正極と、アルミニウムからなる負極を用い、電池
を構成した場合、10KΩの負荷で約1.3Vの作動電圧を示
し、負極の利用率は約50％となる。However, batteries using this type of aluminum as the negative electrode
There is a problem that the electrochemical reactivity of aluminum is low and the utilization rate of the negative electrode is small. For example, when a battery is configured using a positive electrode using MnO 2 as a positive electrode active material and a negative electrode made of aluminum, an operating voltage of about 1.3 V is exhibited under a load of 10 KΩ, and the utilization rate of the negative electrode is about 50%.
（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであって、
アルミニウムを用いた負極の利用率を改善し、放電特性
に優れた非水電解液電池を提供しようとするものであ
る。(C) Problems to be solved by the invention The present invention has been made in view of the above points,
An object of the present invention is to improve the utilization rate of a negative electrode using aluminum and provide a nonaqueous electrolyte battery having excellent discharge characteristics.
（ニ）課題を解決するための手段 本発明の非水電解液電池は、アルミニウムより標準電
極電位が貴である金属を含むアルミニウム合金からなる
負極と、正極と、溶媒及びアルミニウム塩からなる非水
電解液とを有することを特徴とするものである。(D) Means for Solving the Problems The non-aqueous electrolyte battery of the present invention comprises a negative electrode made of an aluminum alloy containing a metal having a standard electrode potential nobleer than aluminum, a positive electrode, a non-aqueous solution made of a solvent and an aluminum salt. And an electrolytic solution.
そして、このアルミニウムより標準電極電位が貴であ
る前記金属として、Cu、Fe、Bi、In、Ga、Ti、Cr、Zn、
Ag、Cd、Au、Mn、Mo、Ni、Nb、Pd、Pt、Si、Sn、Coから
なる群より選択された少なくとも１種を用いる必要があ
る。And, as the metal whose standard electrode potential is more noble than this aluminum, Cu, Fe, Bi, In, Ga, Ti, Cr, Zn,
It is necessary to use at least one selected from the group consisting of Ag, Cd, Au, Mn, Mo, Ni, Nb, Pd, Pt, Si, Sn, and Co.
また、前記アルミニウム塩としては、AlCl3、Al（ClO
4）３、LiAlCl4からなる群より選択された少なくとも１
種を使用するのが好ましい。Further, as the aluminum salt, AlCl 3 , Al (ClO
4 ) At least one selected from the group consisting of 3 , LiAlCl 4
Preferably, a seed is used.
（ホ）作用 非水電解液電池の負極としてアルミニウムより標準電
極電位が貴である金属を含むアルミニウム合金を用いた
場合、前記金属がアルミニウム中に固溶しているので、
合金表面の電導性が高くなり、非水電解液中における電
気化学的反応を促進させる。その結果、この種電池の作
動電圧を高くできると共に、負極の利用率の向上を計る
ことができる。(E) Action When an aluminum alloy containing a metal whose standard electrode potential is more noble than aluminum is used as the negative electrode of the nonaqueous electrolyte battery, since the metal is dissolved in aluminum,
The conductivity of the alloy surface is increased, and the electrochemical reaction in the non-aqueous electrolyte is promoted. As a result, the operating voltage of this type of battery can be increased, and the utilization rate of the negative electrode can be improved.
そして、アルミニウムより標準電極電位が貴である金
属として、Cu、Fe、Bi、In、Ga、Ti、Cr、Zn、Ag、Cd、
Au、Mn、Mo、Ni、Nb、Pd、Pt、Si、Sn、Coからなる群よ
り選択された少なくとも１種のものを用いる必要があ
る。And as a metal whose standard electrode potential is more noble than aluminum, Cu, Fe, Bi, In, Ga, Ti, Cr, Zn, Ag, Cd,
It is necessary to use at least one selected from the group consisting of Au, Mn, Mo, Ni, Nb, Pd, Pt, Si, Sn, and Co.
（ヘ）実施例 ◎実験１ （実施例１） 電解二酸化マンガン90重量％、導電剤としての黒鉛５
重量％、結着剤としてのフッ素樹脂粉末を５重量％加え
て混合した後、この混合物を加圧成型して、径15.0mm、
厚み1.5mmの成型体を得た。この成型体を250〜350℃の
温度で熱処理して正極とする。(F) Examples ◎ Experiment 1 (Example 1) 90% by weight of electrolytic manganese dioxide, graphite 5 as a conductive agent
After adding and mixing 5% by weight of a fluororesin powder as a binder and 5% by weight, the mixture was molded under pressure to a diameter of 15.0 mm,
A molded body having a thickness of 1.5 mm was obtained. This molded body is heat-treated at a temperature of 250 to 350 ° C. to form a positive electrode.
一方、負極は、厚みが約0.2mmのAl−Cu合金板を径12.
0mmに打ち抜いたものである。このアルミニウム合金
は、銅（アルミニウムより標準電極電位が貴である金
属）を３重量％含んでいる。On the other hand, the negative electrode has an Al-Cu alloy plate having a thickness of about 0.2 mm and a diameter of 12.
It was punched to 0mm. This aluminum alloy contains 3% by weight of copper (a metal having a higher standard electrode potential than aluminum).
非水電解液は、プロピレンカーボネートにアルミニウ
ム塩としての過塩素酸アルミニウム［Al（ClO4）３］を
１モル/l溶解させたものを用い、またセパレータはポリ
プロピレン不織布を用いて、直径20.0mm、厚み2.5mmの
電池を作製し、本発明電池Ａとした。The non-aqueous electrolyte used was one in which aluminum perchlorate [Al (ClO 4 ) 3 ] as an aluminum salt was dissolved at 1 mol / l in propylene carbonate, and the separator was 20.0 mm in diameter using a polypropylene nonwoven fabric. A battery having a thickness of 2.5 mm was prepared and was referred to as Battery A of the present invention.
（実施例２） 前記実施例１において用いた過塩素酸アルミニウムに
代えて、塩化アルミニウム（AlCl3）を用いた以外は同
様にして、本発明電池Ｂを作製した。Instead of the aluminum perchlorate used in the Example 2 Example 1, except for using aluminum chloride (AlCl 3) in the same manner, to prepare a present battery B.
（実施例３） 前記実施例１において用いた過塩素酸アルミニウムに
代えて、塩化アルミニウムリチウム（LiAlCl4）を用い
た以外は同様にして、本発明電池Ｃを作製した。Example 3 A battery C of the present invention was produced in the same manner except that lithium aluminum chloride (LiAlCl 4 ) was used in place of the aluminum perchlorate used in Example 1.
（比較例） 前記実施例１において用いた負極としてのアルミニウ
ム合金に代えて、アルミニウム金属を用いた以外は同様
にして、比較電池Ｄを作製した。(Comparative Example) A comparative battery D was prepared in the same manner except that aluminum metal was used instead of the aluminum alloy as the negative electrode used in Example 1 above.
これらの電池A,B,C,Dを用い、電池の放電特性を比較
した。この時の条件は、温度25℃において負荷10KΩ
で、各電池を放電するいうものである。Using these batteries A, B, C, and D, the discharge characteristics of the batteries were compared. The condition at this time is a load of 10KΩ at a temperature of 25 ° C.
Then, each battery is discharged.
この結果を、第１図に示す。これより、本発明電池
Ａ、Ｂ、Ｃは、比較電池Ｄに比して、放電作動電圧が高
く、放電容量が大きいことが理解される。The result is shown in FIG. From this, it is understood that the batteries A, B, and C of the present invention have a higher discharge operation voltage and a larger discharge capacity than the comparative battery D.
◎実験２ 前記実験１では、溶質であるアルミニウム塩を変化さ
せて電池を構成したが、ここでは負極のアルミニウム合
金に使用せる金属を種々変えて電池を作製し、その特性
を比較した。Experiment 2 In Experiment 1, the battery was configured by changing the aluminum salt as a solute. Here, batteries were manufactured by changing various metals used for the aluminum alloy of the negative electrode, and their characteristics were compared.
第１表に、この結果を示す。第１表では、電池の放電
時の作動電圧と、負極の利用率が示してある。尚、アル
ミニウム合金中への、アルミニウムより標準電極電位が
貴である金属及び卑である金属（Mg）の量は、３重量％
に固定してある。Table 1 shows the results. Table 1 shows the operating voltage at the time of discharging the battery and the utilization rate of the negative electrode. In addition, the amount of the metal whose standard electrode potential is more noble than aluminum and the base metal (Mg) in the aluminum alloy is 3% by weight.
It is fixed to.
第１表より、本発明電池は、比較電池に比して、作動
電圧及び負極の利用率が高いものであり、優れた放電特
性を有するものであることがわかる。尚、アルミニウム
より標準電極電位が卑である金属（Mg）を用いた比較電
池は、放電作動電圧は1.42Vと高いが、負極の利用率が4
7％と極端に低い。 Table 1 shows that the battery of the present invention has a higher operating voltage and a higher utilization rate of the negative electrode than the comparative battery, and has excellent discharge characteristics. A comparative battery using a metal (Mg) having a lower standard electrode potential than aluminum has a discharge operating voltage as high as 1.42 V, but has a negative electrode utilization rate of 4%.
Extremely low at 7%.
ここでは、アルミニウム合金中のアルミニウムより貴
な標準電極電位を有する金属の添加量を３重量％として
いるが、その添加量は、アルミニウムと固溶体化し、ア
ルミニウム合金を形成する範囲内であれば良い。そし
て、具体的には、種々の元素において、その上限は10重
量％程度としているのが望ましい。尚、添加量が10重量
％を越えると、電池の放電容量の低下を招くので、好ま
しいとは言えない。Here, the addition amount of the metal having a standard electrode potential which is more noble than aluminum in the aluminum alloy is set to 3% by weight, but the addition amount may be within a range that forms a solid solution with aluminum to form an aluminum alloy. Specifically, it is desirable that the upper limit of various elements is about 10% by weight. If the amount exceeds 10% by weight, the discharge capacity of the battery is reduced, so that it is not preferable.
（ト）発明の効果 本発明の如く、負極として、アルミニウムより標準電
極電位が貴である、Cu、Fe、Bi、In、Ga、Ti、Cr、Zn、
Ag、Cd、Au、Mn、Mo、Ni、Nb、Pd、Pt、Si、Sn、Coから
なる群より選択された少なくとも１種の金属を含むアル
ミニウム合金を用いた非水電解液電池は、放電作動電圧
が高く且つ負極の利用率が大きく、優れた放電特性を有
するものであり、その工業的価値は極めて大きい。(G) Effects of the invention As in the present invention, as the negative electrode, the standard electrode potential is nobler than aluminum, Cu, Fe, Bi, In, Ga, Ti, Cr, Zn,
Ag, Cd, Au, Mn, Mo, Ni, Nb, Pd, Pt, Si, Sn, non-aqueous electrolyte battery using an aluminum alloy containing at least one metal selected from the group consisting of Co, It has a high operating voltage, a high utilization rate of the negative electrode, and excellent discharge characteristics, and its industrial value is extremely large.
第１図は電池の放電特性図である。 A,B,C……本発明電池、Ｄ……比較電池。 FIG. 1 is a discharge characteristic diagram of a battery. A, B, C: battery of the present invention, D: comparative battery.
Claims (2)
d、Au、Mn、Mo、Ni、Nb、Pd、Pt、Si、Sn、Coからなる
群より選択された少なくとも１種の、アルミニウムより
標準電極電位が貴である金属を含むアルミニウム合金か
らなる負極と、正極と、溶媒及びアルミニウム塩からな
る非水電解液とを有することを特徴とする非水電解液電
池。1. Cu, Fe, Bi, In, Ga, Ti, Cr, Zn, Ag, C
d, Au, Mn, Mo, Ni, Nb, Pd, Pt, Si, Sn, Negative electrode made of at least one aluminum alloy containing a metal whose standard electrode potential is more noble than aluminum, selected from the group consisting of Co And a non-aqueous electrolyte battery comprising a solvent and an aluminum salt.
３、LiAlCl4からなる群より選択された少なくとも１種
であることを特徴とする請求項（１）記載の非水電解液
電池。2. The method according to claim 1, wherein said aluminum salt is AlCl 3 , Al (ClO 4 ).
3. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the battery is at least one selected from the group consisting of LiAlCl 4 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151153A JP2708884B2 (en) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | Non-aqueous electrolyte battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151153A JP2708884B2 (en) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | Non-aqueous electrolyte battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0317961A JPH0317961A (en) | 1991-01-25 |
| JP2708884B2 true JP2708884B2 (en) | 1998-02-04 |
Family
ID=15512517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1151153A Expired - Fee Related JP2708884B2 (en) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | Non-aqueous electrolyte battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2708884B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5810954B2 (en) * | 2012-02-09 | 2015-11-11 | 株式会社豊田中央研究所 | Non-aqueous battery |
| US20220013769A1 (en) * | 2018-11-22 | 2022-01-13 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Anode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, anode, battery, and laminate |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS561468A (en) * | 1979-06-19 | 1981-01-09 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Aluminium battery with organic electrolyte |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP1151153A patent/JP2708884B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0317961A (en) | 1991-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3148293B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JPH05101846A (en) | Non-aqueous electrolytic secondary battery | |
| JP2664484B2 (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
| JPS62243247A (en) | Nonaqueous secondary battery | |
| JP2708884B2 (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
| JP3177257B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP3152307B2 (en) | Lithium secondary battery | |
| JP2925672B2 (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
| JPH06310125A (en) | Negative electrode for lithium secondary battery | |
| JP2804549B2 (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
| JP2919531B2 (en) | Battery | |
| JP2804577B2 (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
| JPH0582128A (en) | Lithium secondary battery | |
| JPS63285878A (en) | Nonaqueous secondary battery | |
| JP2755760B2 (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
| JP2004047406A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JPH10125317A (en) | Monaqueous electrolyte secondary battery | |
| JPH0770315B2 (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
| JPS63175348A (en) | Lithium cell | |
| JPH03182059A (en) | Secondary battery with non-aqueous electrolytic solution | |
| JP2708887B2 (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
| JP2714078B2 (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
| JPS63150867A (en) | Nonaqueous secondary cell | |
| JP2865386B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JPH1021904A (en) | Alkaline storage battery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |