JP6993337B2 - マグネシウム-リチウム合金及びマグネシウム空気電池 - Google Patents
マグネシウム-リチウム合金及びマグネシウム空気電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6993337B2 JP6993337B2 JP2018530321A JP2018530321A JP6993337B2 JP 6993337 B2 JP6993337 B2 JP 6993337B2 JP 2018530321 A JP2018530321 A JP 2018530321A JP 2018530321 A JP2018530321 A JP 2018530321A JP 6993337 B2 JP6993337 B2 JP 6993337B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- magnesium
- less
- negative electrode
- lithium alloy
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C23/00—Alloys based on magnesium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
- H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
各元素の原料を準備し、加熱溶解して合金原料溶融物を得た。続いてこの溶融物を150mm×300mm×500mmの金型中に鋳込んで冷却固化し、マグネシウム-リチウム合金の合金鋳塊を作製した。得られたマグネシウム-リチウム合金の組成をICP(Inductively Coupled Plasma)発光分光分析により定量分析した。結果を表1に示す。なお、実施例1のマグネシウム-リチウム合金はSi等の不純物を含んでいることが確認されたが、不純物の含有割合は定量下限値に満たない微量であった。即ち、このマグネシウム-リチウム合金は実質的に表1に示す元素と残部のMgとからなる。
各元素の含有割合を表1に示す通り変更したこと以外は実施例1と同様に、実施例2~5及び比較例1~6の合金鋳塊を作製した。得られた合金の組成を実施例1と同様に定量分析した。結果を表1に示す。なお、実施例2~5及び比較例1~6の合金はSi等の不純物を含んでいることが確認されたが、不純物の含有割合は定量下限値に満たない微量であった。即ち、これらの合金は実質的に表1に示す元素と残部のMgとからなる。
(負極の作製)
合金鋳塊を厚み1mmに圧延し、直径16mmに切り出し、両面を#600サンドペーパーで研磨して、負極を作製した。なお、研磨は電池を作製する直前に行った。
MnO2(東ソー株式会社製HMH)と、アセチレンブラック(デンカ株式会社製デンカブラック)と、ポリフッ化ビニリデン溶液(株式会社クレハ製KFポリマーL#1120)とを、MnO2:アセチレンブラック:ポリフッ化ビニリデンの質量比が2:0.05:0.1となるよう秤量し、溶媒として1mLのN-メチル-2-ピロリドンを加え、2時間混合して触媒スラリーを調製した。直径14mmに切り出した発泡ニッケル(住友電気工業株式会社製セルメット#8)をこの触媒スラリーに浸漬した。このようにして触媒スラリーが塗布された発泡ニッケルを160℃に加熱したホットプレート上で3時間以上乾燥した。中央部分に直径3mmの電解液注入孔をあけ、64MPaで30秒間プレスして、正極を作製した。なお、正極の厚みは150μmであり、MnO2触媒担持量は100mg・cm-2であった。
電池部材として宝泉株式会社製2032型コインセルパーツを用いた。負極ケース、ウェーブワッシャー、スペーサー、直径16mmに切り出した銅箔(福田金属箔粉工業株式会社製CF-T8G-STD-18)、上記マグネシウム-リチウム合金負極、直径18mmに切り出した濾紙(ADVANTEC製5C)3枚、上記正極、及び空気孔付き正極ケースをこの順に積層し、かしめ処理を行ってマグネシウム空気電池を作製した。ここで、銅箔は集電体として機能する。また、濾紙はセパレータとして機能し、且つ電解液を保持する役割も有する。
上記マグネシウム空気電池を恒温槽(温度25℃、相対湿度30%)内に設置した。電解液として0.1MのNaCl水溶液を調製し、注射器を用いて0.1mLの当該NaCl水溶液を正極の電解液注入孔より電池内部に注入した。注入後速やかに5mA定電流にて放電試験を実施した。評価装置としては株式会社計測器センター製BLS5516-5V100mAを使用した。放電過程終了後、再度電解液を注入して同様の放電過程を行い、合計で8回の放電過程を実施した。これら8回の放電過程で得られたクーロン量の総和を「放電量」として表1に示す。
(負極の作製)
合金鋳塊を厚み1mmに圧延し、直径14mmに切り出し、負極を作製した。
0.2gのカーボンブラック(デンカ株式会社製デンカブラック)と、0.067gの60%ポリテトラフルオロエチレン液(AGC Chemicals製Fluon AD-911L)とを秤量し、溶媒として10mLの純水を加え、2時間混合して触媒スラリーを調製した。直径14mmに切り出した発泡ニッケル(住友電気工業株式会社製セルメット#8)をこの触媒スラリーに浸漬した。このようにして触媒スラリーが塗布された発泡ニッケルを130℃に加熱したホットプレート上で3時間以上乾燥し、270℃で3時間焼成した。得られた焼成体を64MPaで30秒間プレスして、正極を作製した。なお、正極の厚みは150μmであった。
50mLガラス瓶(UMサンプル瓶)の蓋に2箇所穴をあけ、それぞれの穴にクリップ付きリード線を通して固定した。一方のクリップに上記正極を接続し、他方のクリップに上記負極を接続し、正極と負極が同じ高さになるよう調整した。ガラス瓶に10wt%NaCl水溶液を入れ、正極及び負極を接続したクリップ付きの蓋を閉め、マグネシウム空気電池を作製した。ここで、NaCl水溶液の量は、正極及び負極の下半分がNaCl水溶液に浸漬され、クリップとの接続部分がNaCl水溶液に触れないように調整した。クリップと負極の接続部分がNaCl水溶液に浸された場合、接続部分で電流集中が生じて腐食が進行するため、正確な評価ができない。
上記マグネシウム空気電池を恒温槽(温度25℃)内に設置し、10mA定電流にて5分間放電させた後、30分間休止した。この放電及び休止を放電できなくなるまで繰り返し、放電が可能な繰り返し回数を測定した。この回数を「放電回数」として表1に示す。評価装置としては株式会社計測器センター製BLS5516-5V100mAを用いた。
Claims (5)
- 6.00質量%以上9.37質量%以下のLi、
0.003質量%以上2.8質量%以下のAl、
0質量%以上5.00質量%以下のCa、
0質量%以上3.00質量%以下のZn、
0質量%以上3.00質量%以下のR、
0.011質量%以上2.00質量%以下のMn、
0質量%以上0.10質量%以下のFe、
0質量%以上0.10質量%以下のCu、
0質量%以上0.10質量%以下のNi、並びに
残部のMg及び不純物からなり、
前記RがY、La、Ce、Nd、及びGdからなる群から選ばれる1種以上の希土類元素を表し、
前記R及びMnの合計の含有割合が0.02質量%以上5.00質量%以下である、
空気電池負極用マグネシウム-リチウム合金。 - 前記マグネシウム-リチウム合金を直径14mm且つ厚さ1mmの形状に加工して負極を作製し、カーボンブラック及びポリテトラフルオロエチレンを含む触媒合材を直径14mmの発泡ニッケルに担持させて触媒層を作製し、前記負極及び前記触媒層の下半分をNaCl水溶液に浸漬してマグネシウム空気電池を製造し、10mA定電流にて5分間放電させた後に30分間休止させる過程を放電できなくなるまで繰り返す放電回数評価試験において、放電回数が20回以上である、請求項1に記載のマグネシウム-リチウム合金。
- 前記マグネシウム-リチウム合金を直径16mm且つ厚さ1mmの形状に加工して負極を作製し、MnO2、アセチレンブラック、及びポリフッ化ビニリデンを2:0.05:0.1の質量比で含む触媒合材を直径14mmの発泡ニッケルに担持させて触媒層を作製し、前記負極及び前記触媒層を用いて直径20mm且つ厚さ3.2mmのマグネシウム空気電池を製造し、前記マグネシウム空気電池の内部に電解液としてNaCl水溶液を注入して5mA定電流にて放電させる放電過程を8回繰り返す放電量評価試験において、前記8回の放電過程で得られるクーロン量の総和が45C以上である、請求項1又は2に記載のマグネシウム-リチウム合金。
- 請求項1~3のいずれかに記載のマグネシウム-リチウム合金を含む空気電池負極。
- 請求項4に記載の負極を有するマグネシウム空気電池。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016146439 | 2016-07-26 | ||
JP2016146439 | 2016-07-26 | ||
PCT/JP2017/026941 WO2018021361A1 (ja) | 2016-07-26 | 2017-07-25 | マグネシウム-リチウム合金及びマグネシウム空気電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018021361A1 JPWO2018021361A1 (ja) | 2019-06-20 |
JP6993337B2 true JP6993337B2 (ja) | 2022-02-15 |
Family
ID=61015981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018530321A Active JP6993337B2 (ja) | 2016-07-26 | 2017-07-25 | マグネシウム-リチウム合金及びマグネシウム空気電池 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6993337B2 (ja) |
WO (1) | WO2018021361A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7422348B2 (ja) * | 2018-07-13 | 2024-01-26 | 中央工産株式会社 | 電気化学デバイス用電極材 |
SE543126C2 (en) * | 2019-02-20 | 2020-10-13 | Husqvarna Ab | A magnesium alloy, a piston manufactured by said magnesium alloy and a method for manufacturing said piston |
CN109888267A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-06-14 | 陕西科技大学 | 一种用于镁-锂双盐电池的镍催化纳米镁负极材料及制备方法 |
CN111349834B (zh) * | 2020-03-09 | 2021-11-12 | 上海交通大学 | 微纳米级双相混杂颗粒增强镁锂基复合材料及其制备方法 |
CN111916766B (zh) * | 2020-06-24 | 2022-09-02 | 太原理工大学 | 一种镁空气电池负极材料Mg-Bi-Ca-In合金及其制备方法 |
CN112111682B (zh) * | 2020-07-28 | 2021-11-26 | 北京工业大学 | 一种基于孤岛状β1纳米析出相强化的高性能变形稀土镁锂合金 |
CN111916721A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种以镁锂合金为负极的镁硫二次电池 |
CN113355571B (zh) * | 2021-06-23 | 2023-01-31 | 西安四方超轻材料有限公司 | 一种镁锂合金材料制备方法 |
CN114540681B (zh) * | 2021-12-29 | 2022-10-25 | 北京理工大学 | 一种高强高模耐腐蚀的双相镁锂合金结构件及制备方法 |
TW202330955A (zh) * | 2022-01-28 | 2023-08-01 | 安立材料科技股份有限公司 | 適於利用大氣熔煉進行加工之鎂鋰鋁鋅合金及其用途 |
CN114540684A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-05-27 | 北京理工大学 | 一种高强高模含双相的铸造镁锂合金及其制备方法 |
CN115161526B (zh) * | 2022-06-14 | 2023-08-22 | 郑州大学 | 一种高塑性弱基面织构镁锂合金及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004156089A (ja) | 2002-11-06 | 2004-06-03 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | 耐食性に優れた室温成形可能なマグネシウム合金 |
JP2011084818A (ja) | 2011-01-18 | 2011-04-28 | Santoku Corp | マグネシウム−リチウム合金、圧延材、成型品、およびその製造方法 |
JP2014140876A (ja) | 2013-01-24 | 2014-08-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Mg合金の鋳造材の製造方法、及びMg合金の鋳造材、並びに展伸材、成形品 |
JP2016085850A (ja) | 2014-10-24 | 2016-05-19 | 藤倉ゴム工業株式会社 | マグネシウム空気電池 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0432535A (ja) * | 1990-05-28 | 1992-02-04 | Toyota Motor Corp | 高強度、高剛性マグネシウムリチウム合金 |
-
2017
- 2017-07-25 JP JP2018530321A patent/JP6993337B2/ja active Active
- 2017-07-25 WO PCT/JP2017/026941 patent/WO2018021361A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004156089A (ja) | 2002-11-06 | 2004-06-03 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | 耐食性に優れた室温成形可能なマグネシウム合金 |
JP2011084818A (ja) | 2011-01-18 | 2011-04-28 | Santoku Corp | マグネシウム−リチウム合金、圧延材、成型品、およびその製造方法 |
JP2014140876A (ja) | 2013-01-24 | 2014-08-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Mg合金の鋳造材の製造方法、及びMg合金の鋳造材、並びに展伸材、成形品 |
JP2016085850A (ja) | 2014-10-24 | 2016-05-19 | 藤倉ゴム工業株式会社 | マグネシウム空気電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2018021361A1 (ja) | 2019-06-20 |
WO2018021361A1 (ja) | 2018-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6993337B2 (ja) | マグネシウム-リチウム合金及びマグネシウム空気電池 | |
JP6290520B1 (ja) | マグネシウム−リチウム合金及びマグネシウム空気電池 | |
JP6928093B2 (ja) | リチウム金属負極、その製造方法およびこれを含むリチウム二次電池 | |
EP2628812A1 (en) | Hydrogen storage alloy, electrode, nickel-metal hydride rechargeable battery and method for producing hydrogen storage alloy | |
JP5701627B2 (ja) | アルミニウム空気電池用負極及びアルミニウム空気電池 | |
WO2004105152A2 (ja) | 非水電解質二次電池とその製造方法 | |
EP2381514B1 (en) | Hydrogen-absorbing alloy and nickel-hydrogen storage battery | |
KR102043776B1 (ko) | 리튬 금속 음극, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 | |
JP2011082129A (ja) | アルカリ蓄電池用水素吸蔵合金およびこれを用いたアルカリ蓄電池用水素吸蔵合金電極 | |
EP2713426B1 (en) | Nickel-metal hydride storage battery | |
US5690799A (en) | Hydrogen-occluding alloy and hydrogen-occluding alloy electrode | |
JP5322392B2 (ja) | 水素吸蔵合金電極およびその製造方法ならびにアルカリ蓄電池 | |
JP6422017B2 (ja) | 水素吸蔵合金、電極及びニッケル水素蓄電池 | |
JP2000012016A (ja) | 電池用負極およびその製造方法 | |
JP4304430B2 (ja) | 水素吸蔵合金及びこれを用いた電極 | |
JP6394955B2 (ja) | 水素吸蔵合金、電極及びニッケル水素蓄電池 | |
JP2005093297A (ja) | 水素吸蔵合金粉末とその製造方法、水素吸蔵合金電極およびそれを用いたニッケル水素蓄電池。 | |
JP5278411B2 (ja) | 水素吸蔵合金粉末およびそれを用いたニッケル水素蓄電池。 | |
JP5532390B2 (ja) | ニッケル水素蓄電池 | |
JP5532389B2 (ja) | 水素吸蔵合金及びニッケル水素蓄電池 | |
JP5769028B2 (ja) | ニッケル水素蓄電池 | |
JP6406796B2 (ja) | 水素吸蔵合金、電極、ニッケル水素蓄電池及び水素吸蔵合金の製造方法 | |
JP5398050B2 (ja) | コバルト化合物、アルカリ電池及びアルカリ蓄電池用正極の製造方法 | |
JP2008269888A (ja) | ニッケル水素蓄電池 | |
WO2021039476A1 (ja) | 蓄電デバイス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200721 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20200721 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210629 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210827 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211116 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211209 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6993337 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |