JPH07147167A - アルミニウム−空気電池用アルミニウム電極 - Google Patents

アルミニウム−空気電池用アルミニウム電極

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JPH07147167A
JPH07147167A JP5293193A JP29319393A JPH07147167A JP H07147167 A JPH07147167 A JP H07147167A JP 5293193 A JP5293193 A JP 5293193A JP 29319393 A JP29319393 A JP 29319393A JP H07147167 A JPH07147167 A JP H07147167A
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JP
Japan
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electrode
potential
alloy
current density
battery
Prior art date
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Pending
Application number
JP5293193A
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English (en)
Inventor
Satoshi Hori
智 堀
Tatsuo Toyoda
田 竜 生 豊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Hybrid Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Al電極の電位をより大きくすると共に電流
密度の増加に伴うAl電極電位の減少率をより小さくす
ること。 【構成】 アルミニウム−空気電池用アルミニウム電極
をAl−xBi−yIn合金から構成し、xの範囲を
0.05<x<1.0(重量%)で且つyの範囲を0.
05<y<1.0(重量%)にしたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム−空気電
池用アルミニウム電極に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のアルミニウム電極(以下
Al電極と称する)として米国特許5004654号及
び米国特許4751086に示されるものが知られてい
る。前者にはAl−Sn−Mg合金から成るAl電極が
開示され、後者にはAl−In−Mn−Mg合金から成
るAl電極が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、Al−Sn
−Mg合金から成るAl電極であると、Al電極と空気
電極との間の電位差が小さくなり、その結果、電池の出
力(即ち両電極間に流れる電流×Al電極と空気電極と
の間の電位差)も小さくなる。
【0004】一方、電池の出力を調整するためには両電
極間に流れる電流を調整すれば良いが、Al−In−M
n−Mg合金から成るAl電極であると、電流密度の増
加にに伴いAl電極電位の減少率が大きくなり、電池と
して安定した電位を出力できない。
【0005】故に、本発明は、Al電極の電位をより大
きくすると共に電流密度の増加に伴うAl電極電位の減
少率をより小さくすることを、その技術的課題とするも
のである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本出願人は、Bi(ビス
マス)がAl電極の電位を大きくする作用を有する点及
びIn(インジウム)が電流密度の増加に伴うAl電極
電位の減少率を小さくする作用を有する点を発見し、こ
れらBi及びInを含有するAl合金からなるAl電極
を考えた。
【0007】即ち、上記技術的課題を解決するために請
求項1の発明において講じた技術的手段(以下第1の技
術的手段と称する)は、アルミニウム−空気電池用アル
ミニウム電極をAl−Bi−In合金から構成したこと
である。
【0008】上記技術的課題を解決するために請求項2
の発明において講じた技術的手段(以下第2の技術的手
段と称する)は、アルミニウム−空気電池用アルミニウ
ム電極をAl−xBi−yIn合金から構成し、xの範
囲を0.05<x<1.0(重量%)で且つyの範囲を
0.05<y<1.0(重量%)にしたことである。
【0009】図2は本発明に係るBiの含有率x〔重量
%〕とAl電極の開放端電位(即ち電流密度がゼロの時
の電位)との関係を示すグラフであり、図3は本発明に
係るBiの含有率x〔重量%〕と電流密度300mA/
cm2 でのAl電極電位との関係を示すグラフである。
尚、図3には電流密度300mA/cm2 のみについて
示したが、その他の電流密度においても図3のようなグ
ラフ特性になる。
【0010】図2及び図3から明らかなように、x≦
0.05及びx≧1.0であると、Al電極の電位が低
下する。尚、x≧1.0ではBiとAlとの間で極部電
池反応が起こるためAl電極の電位が低下するものと考
えられる。従って、上記第2の技術的手段ではxの範囲
を0.05<x<1.0(重量%)に限定した。
【0011】図4は本発明に係るInの含有率y〔重量
%〕と電流密度の増加に伴うAl電極電位の減少率との
関係を示すグラフである。
【0012】図4から明らかなように、y≦0.05及
びy≧1.0であると、電流密度の増加に伴うAl電極
電位の減少率が大きくなり、即ち電流密度の増加に伴い
Al電極電位の低下も大きくなる。従って、上記第2の
技術的手段ではyの範囲を0.05<y<1.0(重量
%)に限定した。
【0013】
【作用】上記第1の技術的手段によれば、Al電極の電
位を大きくするBiを含有したので、従来のAl−Sn
−Mg合金から成るAl電極と比較して、Al電極の電
位が大きくなり、その結果、空気電極との間の電位差が
より大きくなる。従って、電池の出力向上に繋がる。
【0014】又、電流密度の増加に伴うAl電極電位の
減少率を小さくするInを含有したので、従来のAl−
In−Mn−Mg合金から成るAl電極と比較して、電
流密度の増加に伴うAl電極電位の減少率が小さくな
る。その結果、電池として安定した電位を出力すること
が可能になる。
【0015】図1は本発明及び従来技術に係る電流密度
〔mA/cm2 〕とAl電極の電位〔V〕との関係を示
すグラフである。
【0016】図1からも明らかなように、本発明に係る
Al電極は、Al−Sn−Mg合金から成るAl電極よ
りも電位が大きいだけでなく、Al−In−Mn−Mg
合金よりも電流密度の増加に伴うAl電極電位の減少率
が小さくなる。
【0017】一方、第2の技術的手段によれば、Biの
含有率xを0.05<x<1.0(重量%),Inの含
有率yを0.05<y<1 0(重量%)に限定したの
で、第1の技術的手段に比べて電位がより大きくなると
共に電流密度の増加に伴うAl電極電位の減少率もより
小さくなる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0019】〔実施例〕本実施例ではAl電極にAl−
0.2Bi−0.1In合金を用いる場合について説明
する。ここで、Al−0.2Bi−0.1In合金にお
ける組成は、Al:99.7重量%,Bi:0.2重量
%,In:0.1重量%となる。
【0020】以下、Al−0.2Bi−0.1In合金
の製造方法について説明する。
【0021】純度99.99%のAl(1994g)を
黒鉛ルツボ(図示せず)内に入れ、750℃に加熱して
Alを溶解した。Alを十分に溶解した後、前記黒鉛ル
ツボ内に純度99.9999%のBi(4g)及び純度
99.9999%のIn(2g)を添加して攪拌した。
攪拌後1時間放置した後、Bi及びInを含むAl溶湯
を十分に攪拌した後、縦110mm,横110mm,深
さ15mmの鋳造金型(図示せず)内に注入して鋳造を
行う。その後、Bi及びInを含むAl鋳塊を水冷し、
厚さ10.5mmまで両面研削して目的の板状のAl−
0.2Bi−0.1In合金を製造した。
【0022】上記の如く製造されたAl−0.2Bi−
0.1In合金をトリクロロエタンで脱脂した後、アイ
シン精機製のAl−空気電池用電位電流特性測定装置を
用いて特性評価を行った。ここで、測定条件は、空気電
極:エルテック社製空気電極(縦100mm,横100
mm),電解液:8molKOH水溶液,電解液温度:
60℃,電解液流速:11/min,参照電極:飽和甘
コウ電極(Hg/Hg2 Cl2 −KCl)である。その
測定結果を図5に示す。
【0023】〔比較例1〕実施例と同様な方法でAl−
0.1Bi合金を製造し、その合金をトリクロロエタン
で脱脂した後、実施例と同様な評価方法でAl−0.1
Bi合金の特性評価を行った。その測定結果を図5に示
す。
【0024】〔比較例2〕実施例と同様な方法でAl−
0.1In合金を製造し、その合金をトリクロロエタン
で脱脂した後、実施例と同様な評価方法でAl−0.1
In合金の特性評価を行った。その測定結果を図5に示
す。
【0025】図5から明らかなように、Al−0.1B
i合金の電位がBiを含有していないAl−0.1In
の電位よりも大きくなっている。このことから、Biが
電位を大きくする効果を有すると考えられる。又、電流
密度の増加に伴うAl−0.1In合金の電位減少率
(傾き)がInを含有していないAl−0.1Bi合金
の電位減少率(傾き)よりも小さくなっている。このこ
とから、Inが電流密度の増加に伴う電位の減少率の低
下に寄与していると考えられる。
【0026】又、図5から明らかなように、本実施例の
Al−0.2Bi−0.1In合金の電位は全電流密度
領域においてAl−0.1Inの電位よりも大きく、A
l−0.2Bi−0.1In合金の電位減少率はAl−
0.1Bi合金の電位減少率よりも小さくなっている。
これは、Bi及びInを含有しているためと考えられ
る。
【0027】
【発明の効果】請求項1の発明は、以下の如く効果を有
する。
【0028】Al電極の電位を大きくするBiを含有し
たので、従来のAl−Sn−Mg合金から成るAl電極
と比較して、Al電極の電位が大きくなり、その結果、
空気電極との間の電位差がより大きくなる。従って、電
池の出力向上に繋がる。
【0029】又、電流密度の増加に伴うAl電極電位の
減少率を小さくするInを含有したので、従来のAl−
In−Mn−Mg合金から成るAl電極と比較して、電
流密度の増加に伴うAl電極電位の減少率が小さくな
る。その結果、電池として安定した電位を出力すること
が可能になる。
【0030】請求項2の発明は、以下の如く効果を有す
る。
【0031】Biの含有率xを0.05<x<1.0
(重量%),Inの含有率yを0.05<y<1 0
(重量%)に限定したので、請求項1の発明に比べて電
位がより大きくなると共に電流密度の増加に伴うAl電
極電位の減少率もより小さくなる。従って、電池として
より有効になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明及び従来技術に係る電流密度〔mA/c
2 〕とAl電極の電位〔V〕との関係を示すグラフで
ある。
【図2】本発明に係るBiの含有率x〔重量%〕とAl
電極の開放端電位〔V〕との関係を示すグラフである。
【図3】本発明に係るBiの含有率x〔重量%〕と電流
密度300mA/cm2 でのAl電極電位〔V〕との関
係を示すグラフである。
【図4】本発明に係るInの含有率y〔重量%〕と電流
密度の増加に伴うAl電極電位の減少率との関係を示す
グラフである。
【図5】本実施例及び比較例1,2に係る電流密度〔m
A/cm2 〕とAl電極の電位〔V〕との関係を示すグ
ラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Al−Bi−In合金から成ることを特
    徴とするアルミニウム−空気電池用アルミニウム電極。
  2. 【請求項2】 前記Al−xBi−yIn合金から成
    り、xの範囲が0.05<x<1.0(重量%)で且つ
    yの範囲が0.05<y<1.0(重量%)であること
    を特徴とするアルミニウム−空気電池用アルミニウム電
    極。
JP5293193A 1993-11-24 1993-11-24 アルミニウム−空気電池用アルミニウム電極 Pending JPH07147167A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8512910B2 (en) 2009-10-07 2013-08-20 Samsung Electroncis Co., Ltd. Solid oxide electrolyte, solid oxide fuel cell containing the solid oxide electrolyte, and method of preparing the solid oxide electrolyte
CN104018018A (zh) * 2014-06-04 2014-09-03 厦门火炬特种金属材料有限公司 一种新型铝-空气燃料电池阳极材料Al-Sn-Bi-Mn加工方法
JP2017517100A (ja) * 2014-04-29 2017-06-22 マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMAHLE International GmbH 空気電池用のアノード及び電解液
CN110048129A (zh) * 2019-03-18 2019-07-23 深圳清华大学研究院 金属空气电池金属电极材料及其制备方法和应用

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