JPH03252052A

JPH03252052A - 電池

Info

Publication number: JPH03252052A
Application number: JP4793690A
Authority: JP
Inventors: Sanehiro Furukawa; 古川　修弘; Koji Nishio; 晃治西尾; Chikanori Ishibashi; 石橋　親典
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1991-11-11
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: JP2919531B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を負極
に用いた電池に関する。

（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。

そして、これは、アルミニウムの体積当りの理論比容量
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、リチウムの約
１／８に相当することに基づく。

そしてたとえば、正極活物質として〜ｉｎＯ＊。

■！０１、Ｃｒ　Ｏ１ｍ　Ａ　ｇ　＊Ｃｒ　０４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。

しかし、この種のアルミニウムを負極とする電池は、ア
ルミニウム表面に不働態皮膜が存在するため、負極の電
気化学的反応性が低く、高率放電特性が悪いという問題
がある。

例えば、Ｍ　ｎ　Ｏ、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、５
にΩの負荷で約１．２Ｖの作動電圧を示し、負極の利用
率は約５０％となる。

（ハ）発明が解決しようとする課組本発明は、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
優れた電池を提供しようとするものである。

（ニ）課超を解決するための手段本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からな
る負極と、正極と、電解液とを備えた電池であって、前
記アルミニウムまたはアルミニウム合金として、高比表
面積のものを用いたことを特徴とするものである。

ここで、前記アルミニウムまたはアルミニウム合金の比
表面積としては、０．０１ｍ”／ｇ以上ものを用いるの
が特に好ましい。

そして、この高比表面積のアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金は、化学エツチング、電解エツチング、アトマ
イズ法等により作製することが可能である。

（ホ）作　用！池の負極として、高比表面積のアルミニウムまたはア
ルミニウム合金を用いると、反応面積が増大し、電気化
学反応が促進される。その結果、この種！池の作動電圧
を高くできると共に、特に高率放電特性の向上を計るこ
とができる。

ここで、前記アルミニウムまたはアルミニウム合金の比
表面積と−では、具体的には０．０１ｍ”７ｇ以上のも
のを用いるのが、放電容量を飛躍的に増大させることが
でき、特に好ましい。

そしてこの高比表面積のアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金は、化学エツチング、電解エツチング、アトマイ
ズ法等により作製することが可能て゛あり、本発明電池
に好適する。

（へン　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。

＠）第１実験例（実施例１）電解二酸化マンガン９０重量％に、導電剤としての黒鉛
５重量９ｃ、結着剤としてのフッ素甜脂粉末を５重量？
る加えて混合した後、この混合物を加圧成型して、径１
５．０ｍｍ、厚み１　、５　ｍｍ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、化学エツチング法で作製した厚みが約０
　、２　ｍ［ｌｌ、比表面積がＯ，１ｍ２／ｇのＡｌ板
を、杼１２．０ｍｍに打ち抜いたものである。

ぞして電解液には、非水系の溶媒であるプロピレンカー
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ＦＡ　Ｉ　（Ｃ１０，）ｓｌを１モル／１溶解させた
非水系電解液を用いた。

また、セパレータにはポリプロピレン不織布を用いて、
直径２０　、０ｍｍ、厚み２　、５　＋＋＋ｍの電池を
作製し１本発明電池Ａとした。

（実施例２）前記実施例１において用いた過塩素酸アルミニウムに代
えて、塩化アルミニウム［Ａ　Ｉ　Ｃｌ　３１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ｆＬｉＡＩｃｌ、ｌを
用いた以外は同様にして、本発明を池Ｃを作製した。

へ比較例】）前記実施例１において用いた負極としての高比表面積の
アルミニウムに代えて、市販のアルミニウム金属（比表
面積０．　００１ｍ”／ｇ）を用いた以外は同様にして
、比較電池Ｘを作製した。

これらの電池Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｘを用い、電池の高率放電特
性を比較した。この時の放電条件は、温度２５℃におい
て負荷５にΩで放電するというものである。

この結果を、第１図に示す。第１図は電池の放電特性図
である。これより本発明電池Ａ、Ｂ、Ｃは、比Ｉ２を池
Ｘに比べ、放電作動を序が高く、電池の放電容量が大き
く、高率放電特性が改善されていることが理解される。

◎　第２実験例ここでは、前記実施例１において用いた非水系電解液に
代えて、水溶液系の電解液を用い、電池を作製した。

（実施例４）前記実施例１において用いた非水系電解液に代えて、塩
化アンモニウムを１モル／ｌ溶解させた水溶液を電解液
として用いた以外は同様に巳で、本発明電池りを作製し
た。

（比較例２）前記比較例１において用いた非水系電解液に代えて、塩
化アンモニウムを１モル／ｌ溶解させた水溶液を電解液
として用いた以外は同様にして、比較電池Ｙを作製した
。

これらの電池り、Ｙを用い、電池の高率放電特性を比較
した。この時の放電条件は、前記第１実験例と同様であ
り、温度２５℃において負荷５にΩで放電するというも
のである。

この結果を、第２図に示す。第２図は電池の放電特性図
である。これより本発明電池りは、比較電池Ｙに比べ、
放電作動電圧が高く、電池の放電容量が大きく、高率放
電特性が改善されていることが理解される。

この第２実験例より、本発明は水溶液系の電池にも好適
することが理解される。

◎　第３実験例ここでは、前記実施例１において負極として用いたアル
ミニウムの比表面積を変化させて、電池を作製し、その
放電容量を比較した。二の時の放電条件は、温度２５℃
において負荷５にΩで放電するというものである。

この結果を、第３図に示す。第３図は、負極として用い
たアルミニウムの比表面積と、電池の放電容量との関係
を示す図である。これより負極として用いたアルミニウ
ムの比表面積を、０．０１ｍ’／ｇ以上とすることによ
り、電池の放電容量が大きくなり、高率放電特性が改善
されることが理解される。

（ト）発明の効果以上詳述した如く、本発明電池では、負極のアルミニウ
ムまたは７゛ルミニウム金として、高比表面積のものを
用いているので、放電作動電圧が高く且つ放電容量が大
きく、優れた高率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。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は電池の放電特性図、第３図は負極と
して用いたアルミニウムの比表面積と電池の放電容量と
の関係を示す図である。Ａ　、　Ｂ　、　Ｃ、Ｄ　・・・本発明ｔａ、ｘ　、　
Ｙ−・・比較ｔａ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる負
極と、正極と、電解液とを備えた電池において、前記アルミニウムまたはアルミニウム合金として、高比
表面積のものを用いたことを特徴とする電池。
（２）前記アルミニウムまたはアルミニウム合金の比表
面積が０．０１ｍ＾２／ｇ以上であることを特徴とする
請求項１記載の電池。