JP2804549B2 - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JP2804549B2 JP2804549B2 JP1290224A JP29022489A JP2804549B2 JP 2804549 B2 JP2804549 B2 JP 2804549B2 JP 1290224 A JP1290224 A JP 1290224A JP 29022489 A JP29022489 A JP 29022489A JP 2804549 B2 JP2804549 B2 JP 2804549B2
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- aqueous electrolyte
- electrolyte battery
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- 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。
液電池に関する。
（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。
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。
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/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。
ルギー密度が8041Ah/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。
しかし、アルミニウムの表面には不働態皮膜が存在す
るためアルミニウムの電極電位が、標準電位より約1V貴
となり、正極活物質としてのMnO2、V2O5、CrO2等と組み
合わせて電池を作製した場合、作動電圧が約1.3V程度と
なる。その結果、既存のアルカリ乾電池、銀電池に比べ
て、作動電圧が低くなってしまうという問題がある。
るためアルミニウムの電極電位が、標準電位より約1V貴
となり、正極活物質としてのMnO2、V2O5、CrO2等と組み
合わせて電池を作製した場合、作動電圧が約1.3V程度と
なる。その結果、既存のアルカリ乾電池、銀電池に比べ
て、作動電圧が低くなってしまうという問題がある。
（ハ） 発明が解決しようとする課題 本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであって、
アルミニウムを負極活物質として用いた非水電解液電池
の作動電圧を向上させて、放電特性に優れた電池を提供
しようとするものである。
アルミニウムを負極活物質として用いた非水電解液電池
の作動電圧を向上させて、放電特性に優れた電池を提供
しようとするものである。
（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
極電池が卑であって、且つCa、Ba、Li、Na、Ｋからなる
群より選択された少なくとも１種の添加金属とアルミニ
ウムとよりなるアルミニウム合金特に前記添加金属とア
ルミニウムの固溶体よりなる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
電解液とから構成されことを特徴とするものである。
極電池が卑であって、且つCa、Ba、Li、Na、Ｋからなる
群より選択された少なくとも１種の添加金属とアルミニ
ウムとよりなるアルミニウム合金特に前記添加金属とア
ルミニウムの固溶体よりなる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
電解液とから構成されことを特徴とするものである。
そして、この種非水電解液電池の正極としては、二酸
化マンガンからなる正極が好適する。
化マンガンからなる正極が好適する。
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。
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。
（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
極電位が卑である添加金属とアルミニウムとよりなるア
ルミニウム合金、特に前記添加金属とアルミニウムの固
溶体よりなるアルミニウム合金を用いた場合、前記添加
金属と前記アルミニウムとの混成電位を生じ、負極の電
極電位が卑となるので、電池の起電力が増大し、作動電
圧の向上を図ることができる。
極電位が卑である添加金属とアルミニウムとよりなるア
ルミニウム合金、特に前記添加金属とアルミニウムの固
溶体よりなるアルミニウム合金を用いた場合、前記添加
金属と前記アルミニウムとの混成電位を生じ、負極の電
極電位が卑となるので、電池の起電力が増大し、作動電
圧の向上を図ることができる。
ここで、アルミニウムより標準電極電位が卑であっ
て、且つCa、Ba、Li、Na、Ｋからなる群より選択された
少なくとも１種の添加金属を用いることが、電池の作動
電圧を高くする上で必要である。
て、且つCa、Ba、Li、Na、Ｋからなる群より選択された
少なくとも１種の添加金属を用いることが、電池の作動
電圧を高くする上で必要である。
そして、この種非水電解液電池の正極としては、二酸
化マンガンからなる正極が電圧の安定性から好適であ
る。
化マンガンからなる正極が電圧の安定性から好適であ
る。
また、前記アルミニウム塩としては、AlCl3、Al（ClO
4）３、LiAlCl4等を使用するのが望ましい。
4）３、LiAlCl4等を使用するのが望ましい。
（ヘ） 実施例 以下に、本発明の実施例と比較例との対比に言及し詳
述する。
述する。
◎ 実験１ （実施例 １） 電解二酸化マンガン90重量％に、導電材としての黒鉛
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15.0m
m、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。
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15.0m
m、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。
一方、負極は、厚みが約0.2mmのAl−Ca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、Ca（アルミニウムより標準電極電位が卑である添加
金属）を１重量％含んでいる。
0mmに打ち抜いたものである。このアルミニウム合金
は、Ca（アルミニウムより標準電極電位が卑である添加
金属）を１重量％含んでいる。
非水電解液は、アセトニトリルにアルミニウム塩とし
ての塩化アルミニウム［AlCl3］を１モル／溶解させ
たものを用い、又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。
ての塩化アルミニウム［AlCl3］を１モル／溶解させ
たものを用い、又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。
（実施例 ２） 前記実施例１において用いた塩化アルミニウムに代え
て、過塩素酸アルミニウム［Al（ClO4）３］を用いた以
外は同様にして、本発明電池Ｂを作製した。
て、過塩素酸アルミニウム［Al（ClO4）３］を用いた以
外は同様にして、本発明電池Ｂを作製した。
（実施例 ３） 前記実施例１において用いた塩化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。
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。
（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。
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。
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10
kΩで、各電池を放電するというものである。
を比較した。この時の条件は、温度25℃において負荷10
kΩで、各電池を放電するというものである。
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。
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。
◎ 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。
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。
第１表に、この結果を示す。第１表では、電池の放電
時の作動電圧が示してある。
時の作動電圧が示してある。
尚、アルミニウム合金中のアルミニウムより標準電極
電位が卑である添加金属の量は、１重量％固定してあ
る。参考までに、アルミニウムより標準電極電位は卑で
はあるが、本発明には適さないものを参考例として例示
してある。
電位が卑である添加金属の量は、１重量％固定してあ
る。参考までに、アルミニウムより標準電極電位は卑で
はあるが、本発明には適さないものを参考例として例示
してある。
この第１表から、本発明電池は、Ca、Ba、Li、Na、Ｋ
をアルミニウムと合金化させた負極を用いているので、
作動電圧が1.43V以上となっており、電池の作動電圧を
顕著に向上させることがわかる。
をアルミニウムと合金化させた負極を用いているので、
作動電圧が1.43V以上となっており、電池の作動電圧を
顕著に向上させることがわかる。
ここでは、アルミニウム合金中のアルミニウムより卑
な標準電極電位を有する添加金属の添加量を１重量％と
してるが、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。
な標準電極電位を有する添加金属の添加量を１重量％と
してるが、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。
尚、固溶体を形成しない即ち合金化していない添加金
属が存在すると、電池の作動電圧が２段となり、平坦性
の悪い放電特性となるので好ましいとは言えない。
属が存在すると、電池の作動電圧が２段となり、平坦性
の悪い放電特性となるので好ましいとは言えない。
◎ 実験３ 前記実験２では、負極のアルミニウム合金中に含まれ
る添加金属の種類を変化させて電池を構成したが、ここ
ではその添加量を種々変えて電池を作製し、その放電特
性を比較した。このときの各電池の作製条件は、前記実
施例１と同様とした。また、この時の放電条件は、25℃
の温度で負荷10kΩにて各電池を放電するというもので
ある。
る添加金属の種類を変化させて電池を構成したが、ここ
ではその添加量を種々変えて電池を作製し、その放電特
性を比較した。このときの各電池の作製条件は、前記実
施例１と同様とした。また、この時の放電条件は、25℃
の温度で負荷10kΩにて各電池を放電するというもので
ある。
この結果を、第２図乃至第５図に示す。第２図は添加
金属としてBaを用いた場合、第３図は添加金属としてCa
を用いた場合、第４図は添加金属としてLiを用いた場合
を、それぞれ示す。
金属としてBaを用いた場合、第３図は添加金属としてCa
を用いた場合、第４図は添加金属としてLiを用いた場合
を、それぞれ示す。
この結果より、Baの添加量は1.5重量％以下（第２図
参照）、Caの添加量は1.5重量％以下（第３図参照）、L
iの添加量は4.0重量％以下（第４図参照）とすることに
より、作動電圧が２段になることが抑制され、作動電圧
が高い状態に維持されることが理解できる。尚、ここで
作動電圧とは、放電曲線が略平坦なところの電圧を表し
ている。但し、前記添加範囲を越えると添加金属とアル
ミニウムが固溶体とならない部分も生じ、電池の作動電
圧が２段となってしまうので好ましいとは言えない。
参照）、Caの添加量は1.5重量％以下（第３図参照）、L
iの添加量は4.0重量％以下（第４図参照）とすることに
より、作動電圧が２段になることが抑制され、作動電圧
が高い状態に維持されることが理解できる。尚、ここで
作動電圧とは、放電曲線が略平坦なところの電圧を表し
ている。但し、前記添加範囲を越えると添加金属とアル
ミニウムが固溶体とならない部分も生じ、電池の作動電
圧が２段となってしまうので好ましいとは言えない。
本発明において固溶体とは、異なる物質即ち添加金属
とアルミニウムとが互いに均一に溶けあった固相を意味
し、負極のアルミニウム合金が固溶体を形成することに
より、この種電池において混成電位が得られ、作動電圧
が一段となって高い状態に維持されるものである。
とアルミニウムとが互いに均一に溶けあった固相を意味
し、負極のアルミニウム合金が固溶体を形成することに
より、この種電池において混成電位が得られ、作動電圧
が一段となって高い状態に維持されるものである。
（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
電位が卑であって、且つCa、Ba、Li、Na、Ｋからなる群
より選択された少なくとも１種の添加金属とアルミニウ
ムよりなるアルミニウム合金、特に前記添加金属とアル
ミニウムの固溶体よりなる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、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。
電位が卑であって、且つCa、Ba、Li、Na、Ｋからなる群
より選択された少なくとも１種の添加金属とアルミニウ
ムよりなるアルミニウム合金、特に前記添加金属とアル
ミニウムの固溶体よりなる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、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。
第１図は電池の放電特性図、第２図乃至第４図は添加金
属量と電池の作動電圧を示す図であり、第２図は添加金
属としてBaを用いた場合、第３図は添加金属としてCaを
用いた場合、第４図はLiを用いた場合をそれぞれ示す。 Ａ、Ｂ、Ｃ……本発明電池、 Ｄ……比較電池。
属量と電池の作動電圧を示す図であり、第２図は添加金
属としてBaを用いた場合、第３図は添加金属としてCaを
用いた場合、第４図はLiを用いた場合をそれぞれ示す。 Ａ、Ｂ、Ｃ……本発明電池、 Ｄ……比較電池。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 6/16 H01M 4/46 H01M 4/06
Claims (4)
- 【請求項１】アルミニウムより標準電極電位が卑であっ
て、且つCa、Ba、Li、Na、Ｋからなる群より選択された
少なくとも１種の添加金属とアルミニウムとよりなるア
ルミニウム合金からなる負極と、正極と、溶媒及びアル
ミニウム塩よりなる非水電解液とから構成されることを
特徴とする非水電解液電池。 - 【請求項２】前記アルミニウム合金が、前記添加金属と
アルミニウムの固溶体よりなることを特徴とする請求項
記載の非水電解液電池。 - 【請求項３】前記正極が、二酸化マンガンからなること
を特徴とする請求項記載の非水電解液電池。 - 【請求項４】前記アルミニウム塩が、AlCl3、Al（Cl
O4）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記載の非水電解液
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1290224A JP2804549B2 (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1290224A JP2804549B2 (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03152874A JPH03152874A (ja) | 1991-06-28 |
| JP2804549B2 true JP2804549B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=17753364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1290224A Expired - Fee Related JP2804549B2 (ja) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2804549B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5810954B2 (ja) * | 2012-02-09 | 2015-11-11 | 株式会社豊田中央研究所 | 非水系電池 |
| JP6055336B2 (ja) | 2013-02-25 | 2016-12-27 | 本田技研工業株式会社 | 二次電池用の負極活物質及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56103873A (en) * | 1980-01-24 | 1981-08-19 | Nobuyuki Koura | A /fes2 secondary battery having an organic electrolyte |
-
1989
- 1989-11-08 JP JP1290224A patent/JP2804549B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03152874A (ja) | 1991-06-28 |
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| JPH0345862B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |