JP4079583B2

JP4079583B2 - アルミニウムを負極に用いた電池

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Publication number: JP4079583B2
Application number: JP2000300994A
Authority: JP
Inventors: 張愛石井; 則雄高見; 光男加曽利
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: JP2002110183A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウムを負極に用いた電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、携帯機器にはマンガン電池、及びアルカリ電池などが広く使用されている。これらのマンガン電池、及びアルカリ電池は亜鉛からなる負極と、二酸化マンガンからなる正極とを備え、起電力は１．５Ｖであるが、携帯機器の発達に伴い、一次電池や二次電池において高電圧、高容量かつ軽量な電池が要望されている。
【０００３】
一方、負極としてアルミニウムを使用する一次電池は、亜鉛を負極として用いる一次電池に比べ、高電圧、高容量、軽量化が期待できるため、古くから検討されている。例えば米国特許２８３８５９１号の明細書には二酸化マンガンを含む正極と、アルミニウムからなる負極と、塩化アルミニウムの弱酸性水溶液からなる電解液とを備えた電池が開示されている。
【０００４】
しかしながら、負極に使用されるアルミニウムは電解液と反応してしまうために、反応生成物が気体として発生したり、自己放電の量が多くなってしまうという問題がある。
【０００５】
また、このアルミニウムを負極として用い、電解液として塩化アルミニウムの弱酸性水溶液を使用したものよりも、より高出力の電池が求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のアルミニウムを負極に用いた電池は、アルミニウムが電解液と反応し、その結果気体の発生や、自己放電を生じさせてしまうという問題があった。また、より高出力の電池が求められている。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みて為されたものであり、高出力で、気体の発生や、自己放電を抑制した負極にアルミニウムを使用した電池を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明としての負極にアルミニウムを用いる電池は、正極と、アルミニウム又はアルミニウム合金を含む負極との間に、電解液を配置したアルミニウムを負極に用いた電池において、前記電解液は、溶媒となる水と、硫酸イオン（ＳＯ_４ ^２−）及び硝酸イオン（ＮＯ_３ ⁻）から選ばれる少なくとも１種類のイオンと、官能基がカルボン酸基（ＣＯＯＨ）、スルホン酸基（ＳＯ _３Ｈ）、水酸基（ＯＨ）およびニトロ基（ＮＯ _２）のいずれか一種又は二種以上である有機酸、前記有機酸の塩、前記有機酸の無水物、前記有機酸のエステル、前記有機酸のイオン及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種の添加剤を０．０００１重量％以上４０重量％以下含み、前記負極の表面に、前記添加剤を含む層又は被膜を備えること特徴とする。
【０００９】
また、本発明の第２発明としての負極にアルミニウムを用いる電池は、正極と、アルミニウム又はアルミニウム合金を含む負極との間に、電解液を配置したアルミニウムを負極に用いた電池において、前記電解液中に、溶媒となる水と、硫酸イオン（ＳＯ_４ ^２−）及び硝酸イオン（ＮＯ_３ ⁻）から選ばれる少なくとも１種類のイオンを含み、前記負極の表面に、官能基がカルボン酸基（ＣＯＯＨ）、スルホン酸基（ＳＯ _３Ｈ）、水酸基（ＯＨ）およびニトロ基（ＮＯ _２）のいずれか一種又は二種以上である有機酸、前記有機酸の塩、前記有機酸の無水物、前記有機酸のエステル、前記有機酸のイオン及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種を含む高分子化合物またはその誘導体により形成された層又は被膜を備えること特徴とする。
【００１１】
前記添加物あるいは前記表面に存在する物質は、高分子化合物を使用することができる。
【００１２】
前記電解液中に、ハロゲンイオンをさらに添加することが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のアルミニウムを負極に用いた電池の一例を図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は本発明のコイン型のアルミニウムを負極に用いた電池の断面図である。
【００１５】
図１に示す電池は、電池容器と負極とを兼ねるアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる有底円筒形の負極容器１と、金属製、例えばモリブデン、タングステン、鉛あるいは窒化チタンなどからなる有底円筒形の正極端子を兼ねる封口板５とを絶縁ガスケット６を介し、電気的に絶縁された状態で固定することで、密閉容器を形成している。
【００１６】
また、負極容器１の内底部上に絶縁性の多孔質体から構成されてたセパレータ２が配置されており、セパレータ２上には正極活物質としての二酸化マンガンを含有する正極合剤３およびタングステンなどの導電性材料からなる正極集電体４とを順次積層した正極が形成されている。なお、集電体４は封口板５と接触しており、正極合剤３および封口板５間に導電性を付与している。
【００１７】
さらに、密閉容器内には電解液が注入されており、セパレータ２の細孔中または正極合剤中、または負極合剤中又はこれらの内２箇所以上にこの電解液が保持されることで、正極および負極容器１の間に電解液を挟持する構造になっている。
【００１８】
電解液は硫酸イオンを含む水溶液や硝酸イオンを含む水溶液が使用される。すなわち、電解液中には硫酸イオン（SO₄ ² ⁻）あるいは硝酸イオン（NO₃ ⁻）が含有されている。
【００１９】
さらに、この電解液中には、有機酸、その塩、エステル、無水物、あるいはイオン及びこれらの誘導体等の添加物が含有されている。
【００２０】
このような電池において、例えば式（１）、（２）で示すような反応がそれぞれの電極において行われ、特に、硝酸イオンあるいは硫酸イオンなど反応性の高いイオンの使用により電池の高出力化を可能にする。
【００２１】
正極：ＭｎＯ₂＋Ｈ₂＋ｅ^- → ＭｎＯＯＨ（１）
負極：Ａｌ → Ａｌ³⁺＋３ｅ^- （２）
一方、電池反応とは別に、例えば電解液として硫酸水溶液を使用した場合、下記式（３）の腐食反応により、負極のアルミニウムが硫酸によって腐食（自己放電）される傾向がある。前述したように硝酸イオンや硫酸イオンは反応性が高いために電池の高出力化が大きい反面、式（３）に示す腐食性も高い。
【００２２】
２Ａｌ＋３Ｈ₂ＳＯ₄ → Ａｌ₂（ＳＯ₄）₃＋Ｈ₂↑ （３）
本発明のアルミニウムを負極に用いた電池においては、電解液中に前述の有機酸などの添加物を添加しすることで、式（１）、（２）の反応を大きく損なうことなく、式（３）に示す負極の腐食反応を低減させることを可能にする。
【００２３】
以下に、各構成要件毎に、詳細に説明する。
【００２４】
ａ）正極
正極は、正極活物質、導電剤などに必要に応じバインダーを加えた正極合剤と、この正極合剤を表面に形成する集電体とから構成される。
【００２５】
正極活物質としては、金属酸化物、金属硫化物、導電性ポリマ−などが挙げられる。
【００２６】
前記金属酸化物としては、二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）の他に、二酸化鉛（ＰｂＯ_２）水酸化ニッケル｛ＮｉＯＯＨまたはＮｉ（ＯＨ）_２｝、酸化銀（Ａｇ_２Ｏ）、例えばＦｅＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＦｅＯ_Ｘ（但しｘは、ｘ＞１．５）、Ｍ_ＸＦｅＯ_４（但しＭは、Ｌｉ、Ｋ、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種、ｘはｘ≧１）などの酸化鉄等を挙げることができる。前記導電性ポリマ−としては、ポリアニリン、ポリピロ−ル、例えばジスルフィド化合物、硫黄などの有機硫黄化合物等が挙げられる。中でも二酸化マンガンが好ましい。
【００２７】
導電剤としては、例えば、黒鉛、アセチレンブラック、カ−ボンブラックを挙げることができる。
【００２８】
正極合剤中に導電剤を含有させることで、正極合剤と集電体との間の電子伝導性を向上させることができる。正極合剤中の導電剤の含有量は、１〜２０重量％の範囲にすることが好ましい。すなわち１重量％よりも少ないと正極合剤中の電子伝導性を十分に高めることができず、２０重量％を超えると正極活物質の含有量が低下し、正極反応を十分なものとすることができなくなる恐れがある。
【００２９】
正極合剤は、例えば、粉末状の正極活物質および導電剤を混合した後、ペレット状に加圧成形することにより作成することもできる。また、必要に応じ正極合剤中にバインダ−を混合することで、集電体表面に正極活物質を固定しても良い。
【００３０】
正極合剤中に含有させるバインダ−としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンを挙げることができる。
【００３１】
正極合剤を支持する正極集電体は、正極合剤と、正極端子との間の電子伝導性を向上させるためのものである。
【００３２】
正極集電体に使用する材料として、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉛（Ｐｂ）及び窒化チタン（ＴｉＮ）から選ばれる１種類以上か、または炭素質物などの導電材料を含有するものを使用することが好ましい。
【００３３】
この正極集電体は、多孔質か、あるいは無孔質にすることができる。前記正極集電体において、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）及び鉛（Ｐｂ）は単体の状態で存在していてもいいが、タングステン、モリブデン及び鉛から選ばれる２種以上からなる合金として含まれても良い。また、窒化チタン（ＴｉＮ）を含む正極集電体としては、窒化チタンからなる正極集電体か、ニッケル板等の金属板の表面が窒化チタンで被覆（メッキ）されたものを挙げることができる。特にタングステン（Ｗ）及びモリブデン（Ｍｏ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種類の金属か、若しくは炭素質物が好ましい。
【００３４】
正極集電体としてタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉛（Ｐｂ）及び窒化チタン（ＴｉＮ）から選ばれる一種類以上からなる導電材料含有量は、９９重量％以上にすることが好ましい。さらに好ましい範囲は、９９．９重量％以上である。
【００３５】
炭素質物を導電剤として使用する正極集電体は、例えば、炭素質物粉末及びバインダ−を混合した後、加圧成型することにより作成される。
【００３６】
前記炭素質物粉末としては、例えば、黒鉛粉末、炭素繊維を挙げることができる。
【００３７】
前記正極集電体中の炭素質物含有量は、８０重量％以上にすることが好ましい。さらに好ましくは９０重量％以上である。
【００３８】
この正極もあらかじめ後述する電解液と混合して用いても良い。
また、正極集電体は、多孔質体でも、無孔質体でも使用でき、必要に応じ適宜選択することができる。
（ｂ）負極
負極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を使用することができる。
【００３９】
負極としてアルミニウムを使用する場合、アルミニウムの純度は９９．５ｗｔ％以上、すなわち不純物が０．５ｗｔ％以下のアルミニウムを使用することが好ましい。不純物が０．５ｗｔ％を超えて含有されていると、電解液により腐食されやすくなるため、激しい自己放電、又はガス発生を生じる恐れがある。純度のさらに好ましい範囲は、９９．９ｗｔ％以上である。
【００４０】
負極に使用するアルミニウム合金の具体例としては、たとえばＭｎ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｉｎ及びＺｎから選ばれる少なくとも１種の金属とＡｌとからなる合金を挙げることができる。中でも、ＡｌにＭｇ及びＣｒを含有する合金とすることが望ましい。アルミニウム合金としては、例えば９４．５ｗｔ％Ａｌ−２ｗｔ％Ｍｇ−３．５ｗｔ％Ｃｒ、９５％Ａｌ−５ｗｔ％Ｍｇ、９９．５％Ａｌ−０．３ｗｔ％Ｍｎ−０．２ｗｔ％Ｚｎなどを挙げることができる。
【００４１】
この負極は後述する電解液とあらかじめ混合して用いても良い。また、この負極の表面に電解液の添加剤の項にて後述する有機酸、有機酸の塩、有機酸の無水物、有機酸のエステル、有機酸のイオン及びこれらの誘導体、カルボン酸基（COOH）、スルホン酸基（SO₃H）、水酸基（OH）およびニトロ基（ＮＯ_２）及びこれらの誘導体の群から選ばれる少なくとも１種の官能基を含む化合物若しくは高分子化合物で被覆を行っても良い。
【００４２】
また、アルミニウムあるいはアルミニウム合金表面に存在する添加物からなる物質については後述の（ｄ−２）添加剤の欄で説明する。
【００４３】
（ｃ）セパレータ
セパレータは、正極および負極間に於いて電子の移動を妨げるものであり、絶縁材料で構成される。但し、セパレータ中に電解液を保持し、且つ電解液中をイオン化した電解質が移動可能な形状である必要があるため、通常多孔質体が使用される。
【００４４】
セパレータに使用される材料としては、例えばクラフト紙、合成繊維製シ−ト、天然繊維製シ−ト、不織布、ガラス繊維製シ−ト、ポリオレフィン製の多孔質膜を挙げることができる。
【００４５】
また、セパレ−タの厚さは１０〜２００μｍの範囲内にすることが好ましい。１０μｍよりも薄いと正極および負極の間で短絡する恐れがあり、１０００μｍよりも厚いと、イオン化した電解質の移動距離が長くなりイオン伝導効率が低下する。
【００４６】
なお、正極及び負極とが接触しないように配置され、かつ正極及び負極との間に電解液を保持できる電池構造であれば必ずしもセパレータは必要とされるものではない。
【００４７】
また、電解液に増粘剤を添加して、これにゲル化処理を施し、いわゆる固体電解質として用いることもできる。その場合は増粘剤相がセパレータとして機能し、この増粘剤相中に電解液相が保持される形態になる。
（ｄ）電解液
本発明で用いられる電解液は電解質と、電解質を溶解する溶媒と、電解液と負極との腐食反応を抑制するための添加剤を含有している。また、この時同時にセパレータを用いても良い。
（ｄ−１）電解質
電解質は、溶媒中に溶解した硫酸イオン（SO₄ ² ⁻）及び硝酸イオン（NO₃ ⁻）よりなる群から選ばれる少なくとも１種類のイオンを供給するものを使用する。このように電解液中に硫酸イオン（SO₄ ² ⁻）あるいは硝酸イオン（NO₃ ⁻）などの反応性の高いイオンを供給することで得られる電池の高出力化を可能にする。
【００４８】
硫酸イオンを提供する電解質としては、例えば硫酸、硫酸アルミニウム、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸リチウムなどを挙げることができる。
【００４９】
硝酸イオンを提供するものとしては、硝酸、硝酸アルミニウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、硝酸リチウムなどを挙げることができる。
【００５０】
電解液中の電解質の量は、硝酸イオンあるいは硫酸イオン濃度が０．２〜１６Ｍ／Ｌの範囲内となるようにすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。硝酸イオンあるいは硫酸イオンの濃度が０．２Ｍ／Ｌ未満であると、イオン伝導度が小さく、さらに後述する負極の表面への添加物による被膜形成が不十分になり、負極の腐食反応を十分に抑制できなくなる恐れがある。一方硝酸イオンあるいは硫酸イオンの濃度が１６Ｍ／Ｌを超えると、負極表面の被膜成長が顕著となり負極の界面抵抗が大きくなり、高電圧を得られなくなる可能性がある。より好ましい範囲は０．５〜１０Ｍ／Ｌである。
（ｄ−２）添加剤
添加剤は有機酸及びその塩、エステル、無水物、イオンよりなる群から選ばれる少なくとも１種類からなる。
【００５１】
この添加剤は、添加剤の持つ官能基によってアルミニウムあるいはアルミニウム合金などからなる負極表面に存在し、Ｈ₂ＳＯ₄などの電解質とアルミニウムなどの負極との間で、腐食反応を抑制するものと考えられる。これらの中には負極に吸着するものもある。また、付着して被膜のようなものを作るものもある。また、特定の層を形成するものもある。また、負極近傍に存在するものもある。それぞれの状態にてその性能を発揮する。
【００５２】
式（３）で示した腐食反応を硫酸およびアルミニウムそれぞれについて示すと以下の式（４）、（５）に示す反応が生じる。
【００５３】
硫酸：Ｈ₂ＳＯ₄＋２ｅ^- → （ＳＯ₄）^2-＋Ｈ₂↑ （４）
Ａｌ：Ａｌ → Ａｌ³⁺＋３ｅ^- （５）
すなわち、負極表面に存在する添加剤成分の被膜は、電子伝導率が低くいために、硫酸とアルミニウムとの間で電子の授受が速やかに行われず、その結果負極の腐食反応が抑制されているものと思われる。
【００５４】
電解液中に含有される前記添加剤としては、具体的には、官能基がカルボン酸（ＣＯＯＨ）、スルホン酸（ＳＯ_３Ｈ）、水酸基（ＯＨ）、ニトロ基（ＮＯ_２）のいずれか一種又は二種以上である酸（有機酸）及びその塩、無水物、エステル、イオンおよびこれらの誘導体が挙げられる。
より具体的にはメチルアルコ−ル、エチルアルコ−ル、プロピルアルコ−ル、ブチルアルコ−ル、フェノ−ル、グリセリン、グリコ−ル酸、エチレングリコ−ル、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、蓚酸、サリチル酸、スルホサリチル酸、リンゴ酸、酒石酸、コハク酸、フマル酸、フタル酸、マロン酸、クエン酸、マレイン酸、乳酸、酪酸、ピルビン酸、安息香酸、スルホ安息香酸、ニトロメタン、ニトロベンゼンスルホニル、ポリビニルアルコ−ル、酢酸ビニル、スルホン酸ビニル、ポリ（スチレンスルホン酸）、ポリ（酢酸ビニル）、酢酸メチル、無水酢酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、マロン酸ジエチル、安息香酸ナトリウム、スルホ安息香酸ナトリウム、クロル酢酸エチル、ジクロル酢酸メチル、ポリ（酢酸ビニルカリウム塩）、ポリ（スチレンスルホン酸リチウム）、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸リチウムなどが挙げられる。また高分子に対してはこれらのうち一種を含むような共重合体でも良い。
【００５５】
電解液中における添加剤の濃度は、０．０００１〜４０重量％の範囲にすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。添加剤の濃度が０．０００１重量％未満であると負極表面への添加剤の効果が十分に得られず、腐食反応を十分に抑制することができない恐れがある。一方、添加剤の濃度が４０重量％を超えると電解質・電解液のイオン伝導度が低下し、高電圧が得られなくなる恐れがある。濃度のより好ましい範囲は０．００１〜３０重量％である。
【００５６】
また、添加剤の濃度をこのような範囲に調整することで、電極表面に存在する添加剤成分は、１．０×１０^−２０ｇ／ｃｍ ^２〜１．０ｇ／ｃｍ ^２程度とすることが望ましい。存在量が１．０×１０^−２０ｇ／ｃｍ ^２よりも小さいと負極の腐食を十分に抑制することが困難になり、１．０ｇ／ｃｍ ^２よりも大きくすると、イオン伝導性が低下する恐れがある。
【００５７】
なお、被膜を形成する添加物の量は、電気化学水晶振動子マイクロバランス法により測定できる。また赤外分光法や核磁気共鳴スペクトル、紫外・可視吸収スペクトルなど、各種分光学的な測定にて添加剤の存在が確認できるような量であれば本発明の効果は十分に発揮される。
【００５８】
また、電解液中には前記添加剤や電解質のほかに、ハロゲンイオンを含有させることが好ましい。ハロゲンイオンを含有させることで、電解液のイオン伝導度性を向上させることが可能になる。また、ハロゲンイオンを含有させることで電解液中の前記添加剤の溶解量が増える。その結果、負極表面に形成される前記添加剤の被膜を薄く形成することが可能になり、ひいては電池の電圧を向上させることが可能になる。
【００５９】
電解液中のハロゲンイオンの濃度は、０．０１〜６Ｍ／Ｌの範囲内にすることが好ましい。０．０１Ｍ／Ｌに満たないと、前述したハロゲンイオンを入れることによる効果を十分に得ることができず、一方、ハロゲンイオンの濃度が６Ｍ／Ｌを超えると、負極の腐蝕により自己放電の進行が大きくなる恐れがある。より好ましい範囲は、０．０５〜４Ｍ／Ｌである。
【００６０】
また電解液において、電解質などを溶解する溶媒は、例えば水、メチルエチルカーボネート、などを使用すればよい。
【００６１】
このようなアルミニウムを負極に用いた電池によれば、自己放電、ガス発生の抑制された一次電池を提供することができる。
【００６２】
【実施例】
以下本発明の実施例を詳細に説明する。
（実施例１）
まず、電解液として、１Ｍ／Ｌの硫酸、および無水酢酸（ＣＨ_３ＣＯＯＨ）を３０重量％含有する水溶液を調整した。
【００６３】
腐蝕試験
アルミニウムロッド（９９．９９％、１．００ｇ、１ｍｍφ）を丸めたものを得られた電解液に浸漬し、アルミニウムロッド表面に形成された添加剤の存在量を電気化学水晶振動子マイクロバランス法によって測定し、引続き三日間電解液中に浸漬した。その間に発生したガスを捕集し、ガス発生量を測定することでアルミニウムの腐食性を調べた。
【００６４】
その結果を表１に示す。
【００６５】
電池試験
図１に示すようなコイン型のアルミニウムを負極に用いた電池を以下のようにして作製した。
【００６６】
まず、正極活物質として二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）を用い、これに導電剤としてアセチレンブラックを７．５重量％、ポリテトラフルオロエチレンを５．０重量％混合し加圧成型を行い正極合剤を作製した。
【００６７】
有底円筒形状で、厚さが０．３ｍｍで、かつ純度が９９．９９％のアルミニウム製負極容器に、セパレータとして厚さが３０μｍのガラス繊維製シートを収納し、このセパレータ上に正極合剤を配置し、さらに正極合剤上に正極集電体を配置した。次いで、容器内に腐食試験で用いたものと同じ電解液を注入後、この容器に有底円筒形の金属製封口板を絶縁ガスケットを介してかしめ固定することにより、直径が２０ｍｍで、厚さが１．６ｍｍのコイン型の電池を組み立てた。
【００６８】
得られた電池の起電力と、１ｍＡで電圧が０．６５Ｖに低下するまで放電した時の電池容量を測定した。
【００６９】
（実施例２〜４２、比較例１〜３）電解液の材料を表１に示すものを使用して、実施例１と同様にして腐食試験を行った。
【００７０】
また、正極材料、負極材料、電解液をそれぞれ表１に示すものを使用したことを除き、実施例１と同様にして電池を組み立て、得られた電池の起電力および電池容量を測定した。
【００７１】
表１〜３に、その結果を併記する。なお、腐食試験では実施例１におけるガス発生量を１００とし、実施例１に対する比率を表記した。
【表１】

【表２】

【表３】

【００７２】
その結果、腐食試験においては実施例１に対して１．５倍の水素発生が生じ、また電池試験においては起電力１．６Ｖ、容量８０ｍＡｈであった。
【００７３】
表１〜３が示すように、有機酸を加えた電解液を備えた実施例１〜４５は、腐蝕に伴ったガス発生を抑えつつ、電圧及び容量を向上することが可能となる。
これに対し、電解液に有機酸を含んでいない硝酸イオン、硫酸イオンを含んだ電解液を用いた比較例１〜３は腐蝕に伴ったガス発生が激しく、また電圧及び容量も低かった。また、比較例４のマンガン乾電池も同様に電圧及び容量が低かった。
【００７４】
以上、詳述したように本発明に係るアルミニウムを負極に用いた電池によれば、電圧及び容量を向上し、かつ自己放電を伴うガス発生を抑制した電池を提供できる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、腐食を抑制し、高出力のアルミニウムを負極に用いた電池を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例を示すコイン型アルミニウムを負極に用いた電池の断面図。
【符号の説明】
１・・・負極容器
２・・・セパレータ
３・・・正極合剤
４・・・正極集電体
５・・・正極封口板
６・・・絶縁ガスケット

Claims

正極と、アルミニウム又はアルミニウム合金を含む負極との間に、電解液を配置したアルミニウムを負極に用いた電池において、
前記電解液は、溶媒となる水と、硫酸イオン（ＳＯ_４ ^２−）及び硝酸イオン（ＮＯ_３ ⁻）から選ばれる少なくとも１種類のイオンと、官能基がカルボン酸基（ＣＯＯＨ）、スルホン酸基（ＳＯ _３Ｈ）、水酸基（ＯＨ）およびニトロ基（ＮＯ _２）のいずれか一種又は二種以上である有機酸、前記有機酸の塩、前記有機酸の無水物、前記有機酸のエステル、前記有機酸のイオン及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種の添加剤を０．０００１重量％以上４０重量％以下含み、
前記負極の表面に、前記添加剤を含む層又は被膜を備えること特徴とするアルミニウムを負極に用いた電池。
正極と、アルミニウム又はアルミニウム合金を含む負極との間に、電解液を配置したアルミニウムを負極に用いた電池において、
前記電解液中に、溶媒となる水と、硫酸イオン（ＳＯ_４ ^２−）及び硝酸イオン（ＮＯ_３ ⁻）から選ばれる少なくとも１種類のイオンを含み、
前記負極の表面に、官能基がカルボン酸基（ＣＯＯＨ）、スルホン酸基（ＳＯ _３Ｈ）、水酸基（ＯＨ）およびニトロ基（ＮＯ _２）のいずれか一種又は二種以上である有機酸、前記有機酸の塩、前記有機酸の無水物、前記有機酸のエステル、前記有機酸のイオン及びこれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種を含む高分子化合物またはその誘導体により形成された層又は被膜を備えること特徴とするアルミニウムを負極に用いた電池。
前記電解液中に、ハロゲンイオンを含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアルミニウムを負極に用いた電池。