JPS602752B2 - 電池 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は陽極で水へ優先的に還元される可溶性無機イオ
ンを含有するアルカリ性電解液を含む反応性金属−水電
池（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｅｌｌ）に関す
る。 さらに詳細には、本発明は陽極における水の還元および
水素の発生を実質的に減少させるかまたは除去して電流
効率、単位重量当りのエネルギー密度および所定の電流
での電池電圧について向上をもたらす添加剤に関してい
る。さらに、その水素発生の抑圧はその電池からのガス
の排出をもはや不必要にし、密閉型式を可能にする。本
発明の無機イオンは、亜硝酸塩、亜硫酸塩、次亜塩素酸
塩、臭素酸塩、塩素酸塩の可溶性塩類；三二酸化窒素、
二酸化ィオウのような可溶性ガス類；およびその他の可
溶性無機化合物がそのアルカリ性電解液中に溶解された
場合に形成される亜硝酸イオン、次亜塩素酸イオン、塩
素イオン、臭素イオン、三二酸化窒素イオンおよび亜硝
酸イオン等の無機イオン類である。本出願は１９７４年
２月１２日公告の米国特許第３７９１８７１号に開示さ
れている基本的電池におけるいくつかの改良を記載しか
つ特許請求するものである。 上記特許に記載の電池の作動の基本的な機構が参考のた
め本願中に記載されている。 簡単には〜その電池には水と高度に反応性であり、かつ
水の存在下にその陰極上に形成された電気絶縁性フィル
ムによって陽極から隔離されている反応性金属陰極が使
用されている。それらの陰極および陽極は水性の電解液
中に浸潰されている。上記の特許に示されている実施態
様では、陰極はナトリウムまたはリチウムのようなアル
カリ金属から形成されており、その電池が作動している
間、電解液はアルカリ金属水酸化物の水溶液である。し
かしながら、アルカリ金属およびその他の反応性金属の
合金および化合物等も、もしそれらがナトリウムおよび
リチウムと同様に水と実質的に反応性であり、かつさら
にナトリウムおよびリチウムと同様に水の存在下に絶縁
性フィルムを形成するものであれば、同様に陰極として
使用することができ電解液は好ましくは陰極として使用
されているアルカリ金属のアルカリ金属水酸化物である
が、それはそのような水酸化物が電池作動中に自然に形
成され、したがって作動中の電解液が自動的に再生され
るからである。しかしながら、その他のアルカリ性電解
液も、もしそれらが要求される陰極−陽極反応を可能に
するものであれば、電池を最初に始動させるために、或
は電池の作動中でさえも使用することが可能である。た
とえば、カリウムおよびアンモニウムの水酸化物、およ
びアルカリ金属の硫酸塩、ハロゲン化物およびその他の
ものを使用することができる。始動時は、それらの電解
液は、電池作動中にそれら電解液の続く補給が無ければ
、陰極金属の水酸化物によって置換されていくであろう
。前述の特許に記載の電池の作動には次の反応が含まれ
るが、それらの反応は例示のために反応性陰極としてリ
チウムを、電解液として水酸化リチウムを用いている：
陰極反応 Ｉ Ｌｉ→Ｌｉ＋（ａの十ｅ 電気化学的溶
解２ Ｌｉ十（ａｑ）十ＯＨ‐（ａｑ）→ＬｉＯＨ（ａ
ｑ）３Ｌｉ。 日（ａｑ）→しｉ。ＨくＳ）陰極上に絶縁性フィルム形
成 ４ Ｌｉ＋日２０一ＬｉＯＨ（ａｑ）＋１ノが２直接腐
食／寄生（ｐａｒａｓｔｉｃ）反応陽極反応 ５ 日２０十・ｃ→ＯＨ

【十１／汎２ 水の
還元（上式中（ａｑ）は水を表わしかつ（ｓ）は固体塩
を示す。 ）反応１は電気の発生に必要なものである。 さらに反応５と同様な電子消費反応が必要であるが、そ
れは水素の発生をもたらさらないことが理想的である。
反応２および３は陰極上に生成してその陰極を保護する
多孔質絶縁性フィルムを生成する働きをする。電気化学
的反応１は液に満たされた小孔の底部、すなわち金属−
溶液境界面で生じる。そのフィルムの形成と同時にＬフ
ィルム−溶液界面にある水酸化リチウム領域が電解液本
体中へ溶解する。電気化学的反応を所定の一定の速度で
進行させるためには、電気化学的に生成したフィルムが
それが形成される速度と同じ速度で電解液中へ溶解する
という定常状態が存在しなければならない。したがって
、電解液はリチウムーフィルム界面における塩の形成と
同時に陰極フィルム−電解液界面から固体塩を溶解する
能力を有していなければならない。もしフィルムが、そ
れが形成されるよりも遅く溶解すると、フィルムは次第
に厚くなりかつ気孔率が減少し、それによって電気化学
的反応速度が次第に遅くなってゼロに近付くであろう。
もしフィルムが、それが形成されるよりも早く溶解する
と、一層薄くかつ気孔率の−層大きいフィルムになるた
めに、反応速度が大きくなるであろう。終局的にはフィ
ルムが消失してリチウムが不安定になるであろう。反応
３は陰極またはその近くで、リチウム表面上に固体の水
酸化リチウムとしてのフィルムの枕穂を起こさせるのに
十分な高い濃度の水酸化リチウムを必要とする。 反応４は有用な電流を発生しない。同時出願中の米国特
許出願ＳｅｒｉａｌＮｏ．５６４９８４にはその直接腐
食反応４を防止するための或る種の有機添加剤の使用が
記載されている。反応５は実際に電気エネルギーを消費
し、そして水素を発生し、それに伴い電圧特性が比較的
低くなるという欠点を有する。 したがってその問題は、水素発生を伴わずに必要な電子
の交換を生じかつ電池の電圧及び効率を増大させる別の
反応を導入するという問題になる。要するに、本発明に
したがい、反応性金属−水電池のアルカリ性電解液中に
或る種の可溶性無機イオンを使用することによって次の
如き反応、即ち、陽極における水素ガスの発生を実質的
に減少させるかまたはなくなすことによって、陽極反応
が電気的に一層負の電位で行われるようにし、それによ
って全体的電池電位を大きくすることができるような反
応が可能になることが発見された。 本発明の可溶性無機イオンは、ナトリウムおよびカリウ
ムの亜硝酸塩、亜硫酸塩、次亜塩素酸塩、臭素酸塩、塩
素酸塩といったような可溶性塩、三二酸化窒素および二
酸化ィオウといったような可溶性ガス、およびその他の
可溶性無機化合物がアルカリ性電解液中に溶解した時に
形成される亜硝酸イオン、次亜塩素酸イオン、塩素酸イ
オン、臭素酸イオン、三二酸化窒素イオンおよび亜硫酸
イオンである。ＣｈｅｍｉｃａｌＲ血はｒＣｏｍｐａｎ
ｙ出版の舷ｎ肋ｏｏｋｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＰ
ｈｙｓｉｃｓのような化学参考書に、亜硝酸塩、亜硫酸
塩等の数多くの可溶性塩類が列挙されている。当然それ
らの化合物およびガスは電解液中で容易に解離して所望
のイオンを与えるものでなければならず、必要とされる
陰極−陽極反応に対する妨害が僅かなものでなければな
らず、分極を防ぐために許容される還元速度を可能にし
、電解液の伝導度をひどく低下させることもなく、電解
液中への認め得る溶解度を有し、必ずしも必要ではない
が、反応性陰極に対して不活性であり、水が反応するよ
りは遅い速度で陰極と反応するものであるのがよい。さ
らに、それらのイオンは電池の作動条件下で安定である
べきである。それらのイオンを与える種々の無機化合物
について、それらが前述の必要な特性を有するかどうか
を確める判定は、容易に達成され、当業者の技術範囲内
にある。本発明は添付の図面を参照した以下の説明によ
ってより容易に理解されうるであろう。 反応性金属−水電池のアルカリ性電解液中に本発明の可
溶性無機イオンを使用することによって、上で論じた必
要な反応１、２および３が可能になる。 しかし、それらのイオンは水素発生（反応５）が実質的
に減少またはなくなるように陽極で電気化学的に還元さ
れる。本発明の亜硝酸塩イオンはまた直接腐食反応４を
抑制する。同時出願中の米国特許出願ＳｅｒｉａｌＮｏ
．５６４９８４に記載されている或る種の有機添加剤の
添加はさらに反応４を抑制する。水電解装置のような或
る種の電気化学的反応器においては、水素の発生は正常
な陽極反応であり、遊離されたその水素は保存して種々
の目的に使用されている。 そのようなものとして、電解器の効率を改善しようとす
る当業者の試みは、典型的にはその電極反応が分極を少
なくして行われるようにさせる陽極反応物を使用する方
向に向けられてし、た。例として、ＥＣ．ポッタ−（Ｐ
ｏｔｔｅｒ）は「電気化学−原理と応用」 ぐＥｌｅｃ
ｔｒｏ−ＣｈｅｍｉＳばｙ−Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａ
ｎｄ ＡｐｐｌｉＣａｔｉｏｎＳ”）、Ｃｌｅａｖｅｒ
日ｍｍｅＰｒｅｓｓ社出版、１３５ページに過マンガン
酸塩、クロム酸塩および硝酸塩の添加が電気化学的水素
発生器の過電圧をどのように低下させるかを教示してい
る。しかし、ポツターによって記載されたその実験では
、水素発生がまだ陽極反応であった。ボード（Ｂｏｄｅ
）もまた米国特許第２５３８０７８号で、陰極が亜鉛で
あるバッテリーでの陽極反応物としてクロム酸イオンを
使用することを教示している。その電解液はクロム酸リ
チウムを含有し、かつその陽極はカーボンであった。こ
の場合、クロム酸イオンは６価状態Ｃｒ＋６から三価状
態Ｃｒ＋３へ還元される。従来のバッテリーでは、実際
上全電気化学的反応に関与する活性陽極が当分野では使
用されている。 この場合、その陽極反応は水素発生ではなくて陽極の還
元である。しかし、そのような陽極は典型的には長期間
の放電を維持できない。たとえば、塩化銀電極は４００
のＡ′めで僅かに約１５分の容量しかもっていない。し
たがってそのような種類のバッテリーは一般には用いら
れていない。従来のバッテリーとは異なって、反応性金
属−水電池では、水素発生が問題になるが、それは空気
中に開かれた状態では水素が酸素と爆発的に結合するこ
とがあるからである。潜水した潜水艦の状態では、水素
ガスの発生は肉眼で見ることができ、したがってバッテ
リーをかくれて使用することはできなくなる。本発明で
は可溶性の亜硝酸イオン、次亜塩素酸イオン、塩素酸イ
オン、臭素酸イオン、三二酸化窒素イオンおよび亜硫酸
イオンをアルカリ性電解液中に使用することによって上
記の問題点を克服した。 これらのイオンは水の還元より電気的に負であり〔ＷＭ
．ラティマ−（Ｌａｔｉｍｅｒ）著“〇×ｉｄａｔｉｏ
ｎ Ｐｏにｎｔｉａｌｓ’’、ＰｒｅｎｔｉＣｅ ＨＥ
Ｉ】、ＩＭ．ニューヨーク、１９５２王を参照）、反応
性金属陰極および水性のアルカリ性電解液を使用するこ
とによって、必要とされる更に別の要件を満足する。た
とえば、沃素酸イオンは亜硝酸イオンよりも電気的に負
であるが、それを使用することは、それが反応性金属陰
極と低い直接反応を示さないので、望ましくない。上で
論じたように、本発明の亜硫酸イオンはアルカリ性電解
液中で二酸化ィオゥが解離することによって形成されて
もよい。 米国特許第２０１４５３２号は電解液中に二酸化ィオウ
を使用することを教示しているが、水素発生を抑制する
ための亜硫酸イオンを形成するためではない。そのバッ
テリーはリチウム陰極、過塩素酸リチウムおよびプロピ
レンカーボネートからなる非水性電解液、ならびにその
電解液中に溶存して不活性炭素陽極で還元される二酸化
ィオゥから成っている。電解液が非水性であるため、陽
極反応は水素ガスへの水の還元を含まず、したがって二
酸化ィオウは陽極で水へ優先的に還元されるイオンを与
えるように利用されることはない。本発明のイオンを含
む陽極反応の例として、水酸化リチウム電解液では亜硝
酸イオンは不活性ニッケル陽極で水の還元が優先する次
の反応を受ける；陽極反応 ６ ＮＯ安十４日２０十唯−二Ｎ比ＯＨ＋のＨ−７ Ｎ
Ｏ言十８日２０十金‐こＮはＯＨ＋７０Ｈ‐反応７は陽
極で優勢である。 ４または６個の電子が含まれている比較高い電荷移動は
、そのイオンのために非常に高いエネルギー密度を示し
、さらにそのイオンは本発明のその他のイオンと同様に
、前述した反応５をとおして水素を発生することはない
。 反応性金属−水電池のアルカリ性電解液に本発明のイオ
ンを利用することによって電圧増大の改良は、以下の反
応によって説明される。 ここで反応８は電池の典型的な陰極−陽極反応を例示す
るものであり、反応９は本発明のイオンを使用すること
によって実現される利点を例示するものである：８ 陰
極 幻ｉ→なｉ十十左 Ｅ。 ＝−３．０５Ｖ陽 極 が２０十衣一幻Ｈ‐十日２Ｅ。
：０．８３Ｖ電 池 なｉ＋汎２０一４ト十幻Ｈ‐十日
２Ｅ。＝−２．２２Ｖ９ 陰 極 山ｉ→紅ｉ＋十段
Ｅｏ ＝−３．０５Ｖ陽 極 Ｎ０５６十日２０十
６→Ｎ比ＯＨ十７０Ｈ‐Ｅ。 ＝０．１７Ｖ電 池 山ｉ十ＮＯ夏十細２０一山ｉ＋＋
Ｎ日ＯＨ＋７０Ｈ− Ｅｏ ＝一２．雛Ｖ
本発明のイオンによって得られる０．６６ボルトと＆、
う追加の電圧、したがって追加のエネルギーポテンシア
ルは、反応８および９の比較から容易に理解される。 反応生成物としての水素ガスをなくすことはまた、安全
性の観点、電解液からのガス分離の問題、および単一電
池または複数個電池バッテリーの設計という点から重要
な利点を有している。同時出願中の米国特許出願Ｓｅｒ
ｉａｌＮｏ．５８０３０３は、反応性金属−水電池のア
ルカリ性電解液中に、陽極減速剤および水素発生を抑制
する陽極反応物として可溶性過酸化物イオンを使用する
ことを開示している。 しかし、過酸化物イオンのこのような使用は何ら本発明
を予想させたり容易に想到させるものではない。なぜな
ら過酸化水素が排他的に水成分へ分解し、したがってそ
れは電解液の化学的性質を変えないためである。本発明
の材料は電解液の性質を変化させるものである。先行技
術の非消耗陰極−燃料電池のアルカリ性溶液中に陽極反
応物として過酸化水素を使用した場合の基礎データがマ
ンフレッド・ブラィダー（Ｍａｎｆｒｅｄ Ｂｒｅｉｔ
ｅｒ）著、“ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｊｃａｌＰｒｏｃ
ｅｓｓｅｓ ｉｎ Ｆ雌Ｉ Ｃｅｌｌｓ ”、 〔 Ｓ
ｐｒｉｎｇｅｒＶｅｒｌａｇ、ニューヨーク州、ニュー
ヨーク（１９６９）〕に記載されている。しかし、この
過酸化水素の使用は本発明からは遠くかけ離れたもので
あるが、それは燃料電池の分野では過酸化水素は液体ま
たはガス状の燃料と反応させられるからである。例えば
過酸化水素は銀または白金の如き触媒的不活性陽極表面
で還元され、それに相対する反応は白金黒または炭素の
如き触媒的不活性陰極表面でのメタノールまたはヒドラ
ジンといったようなものの酸化である。添付の図を参照
すれば、その図中に示されている結果は前述の米国特許
第３７９１８７１号にしたがう電池を使用して得られた
ものである。 それぞれの実験において、リチウム金属の試料を１２．
３側の厚さに圧延し、トルェンで情浄し、ダィを用いて
直径３６肋の円板に裁断した。その円板の片側をサンド
ペーパーで清浄にして新鮮な金属面にし、次いで陰極ホ
ルダー上へプレスした。その組立てられた陰極の側面お
よび裏側をポリスチレンラツカ−またはマイクロフレッ
クス・ストップーオフ・ラッカー（ｍｉｃｃｒｏｆｌｅ
ｘｓｔｏｐ−ｏｆｆｌａｃｑｕｅｒ）で絶縁した。次に
その電極表面を新鮮な金属面へサンドペーパーで磨き、
トルュンで清浄にし、次にブチルクロラィド／ベンゼン
溶液で予備処理して電池の速かな活性化ができるように
した。陽極は、直径０．５８肋の線による１２×１２メ
ッシュの鉄網で造られ、それを間隔６．仇肋および厚さ
１．２帆に鋼製離板へ機械加工された０．７６肋の深さ
のリブへ点溶接された。実験中電解液は土０．１℃の一
定温度に保たれ、貯槽から定温熱交換器および電池を経
由して貯槽へ戻るように、電圧による調節を備えたマイ
クロポンプ、１０−４１−３１母型‘こよって循環され
た。流速は２．１リットル／分または３．９リットル／
分までの流速に対して取替え可能な目盛およびフロート
を有するＢｒｏｏｋｓｌｌ項型２５０−脇視察回転計で
測定された。反応中に発生する水素ガスは電解液から貯
槽中で分離され、次に１回転当り１リットルのＡｍｅｎ
ｃａｎＭｅｔｅｒＣＯ．製８０２型湿式測定器によって
その容量が測定された。その測定器は、湿式測定器の出
力をデジタルで表示できるように光学的偏光板を用いて
改造した。電池の電圧および電流は、炭素積層抵抗器に
よって電池負荷が変えられるように、Ｈｅｗｌｅｔｔ一
Ｐａｃｋａｒｄ ＭｏｓｅｌｅｙＡｕのｇｒａｆ７００
１ＡＭ Ｘ−Ｙ型記録計に記録された。ニッケル陽極ス
クリーンに隣接して陽極ホルダーに配置されたカドミウ
ム／酸化カドミウム参照電極（日２に対してＥ；−０．
８０９Ｖ）が、電流の函数として陰極および陽極電圧値
を記録するために使用された。特に第１図に関し、水性
の水酸化カリウム電解液中の亜硝酸塩濃度の函数として
陽極分極を測定した試験結果がそこにはプロットされて
いる。 本図には、反応を進めるために陽極に印加されなければ
ならない電圧（過電圧）が電流密度の対数に対してプロ
ットされている。電気化学的データを表すためのこの方
法はターフェル（Ｔａ栓１）によって１９０５年に初め
て詳しく説明された（ＺｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔＰｈ＄ｉ
ｋａｌｉｓｃｈｅ Ｃｈｅｍｉｅ、５０、６４１（１９
０５））。 彼は関係式刀＝ａ十ｂ ｌｏｇ ｉが電気化学的反応に
当てはまることを経験的に示した。りは反応に対する過
電圧、すなわち実際の駆動電圧から理論的熱力学的数値
を差引いた電圧を表わし、ｉは電流密度（Ａ／の）を表
わし、さらにａおよびｂは定数を表わしている。第１図
から、３モル濃度の水酸化カリウムの陽極分解（水素ガ
スを発生する）は０．５モル濃度の亜硝酸トリウムまた
は２．０モル濃度の亜硝酸ナトリウムを含有する同じ溶
液よりもずっと高い過電圧で起きることが分る。 反応物であるＮ０５はガスを発生しないばかりではなく
、与える分極は水の分極よりもずっと４・さい。このこ
とはリチウム−可溶性反応物電池では排気の必要が無く
、それによってその電池を非常に高い電力を得ながら密
閉系内で使用することができることを意味している。通
常、リチウム−水電池は開放した装置で使用されなけれ
ばならず、陽極で発生した水素ガスは排気されなければ
ならない。これらの測定値を得るに当って、電解液の面
速度は５３汎／秒であり、電解液温度は２５ｏｏであっ
た。第２図には、３モル濃度水酸化カリウム電解液中の
ＩＪチウムの作動特性がプロットされている。 この電池での陽極反応物は水であり、電解液の面速度は
５５弧／秒であり、電解液温度は２５ｑｏであり、陰極
と陽極間の一定圧力は０．６２３ｋｇ／の（斑ｓｉ）で
あった。示されているように、その電池は比較的低い電
流効率、エネルギー密度および電池電圧を示していた。
電解液中の水の陽極還元の結果として不活性鉄陽極で水
素ガスが発生した。第３図には、第２図に示した電池の
作動特性がプロットされているが、この場合にはその３
モル濃度水酸化カリウム電解液は２モルの亜硝酸ナトリ
ウムを追加的に含有していた。 第３図は、与えられた電流での電流効率、エネルギー密
度および電池電圧の大きな向上を明確に示しているが「
それらの向上は陽極反応物として水の代りに本発明の亜
硝酸イオンを使用することによって得られたものである
。陽極反応生成物は電解液に可溶性であり、したがって
ガスは発生しない。第４図には「 ２５ｏｏにおける３
モル濃度水酸化カリウム電解液とＩＪチウムとの直接腐
食／寄生反応の速度が電池電圧の函数としてプロットさ
れている。 その腐食電流は陽極で発生した水素ガスの測定値から得
られたが「それは添加物を含まない電解液の場合以外は
陽極でのガスの発生が無いためである。単位時間当りの
補正したガス容量に対して、ファラデーの電解の法則を
適用することによって腐食電流が算出された。次にこれ
をリチウム陰極の面積で割ることによってその電流密度
が得られた。示されているように、本発明の亜硝酸イオ
ンは腐食電流を実質的に抑制している。同時出願中の米
国特許出願ＳｅｒｉａｌＮｏ．５６４７８４中に記載さ
れているメタノール添加（容量％）もさらに強く腐食を
抑制するが、電解液中に亜硝酸イオンとメタノールとの
組合せを用いるとト腐食電流の抑制に最適の結果が得ら
れている。最大の電池効率は、出釆る限り広い作動電圧
範囲にわたってその腐食反応が最小の水準に減小された
系によって得られる。アルカリ性電解液のモル濃度はそ
の系に要求される電流密度および作動温温によって指定
される。 たとえば、低電流密度で高電圧の作動には、より高いア
ルカリ水酸物濃度、すなわち４モル濃度以上の濃度を必
要とする。同様に、高温で安定な系にも高いモル濃度が
必要とされる。高電力、すなわち高電流密度にはより希
薄な溶液が要求される。たとえば水酸化リチウム電解液
は典型的には約１．５モル濃度からその飽和値である５
．３モル濃度までの範囲で使用される。一般に「 ２モ
ル濃度から飽和濃度までの水酸化リチウムの濃度範囲が
推奨される。リチウム一驚機可溶性イオン電池の効率的
な作動を行わせるためには、可溶性イオンの濃度範囲は
水酸化リチウム電解液中で０．２モル濃度からその飽和
濃度までであることが推奨されるが、例外として次亜塩
素酸塩の濃度については５モル濃度を越えるべきではな
い。もし使用される陽極反応物の濃度が低過ぎると、す
なわち０．２モル濃度より低いと、その電池の性能は、
物質移動の問題、すなわち電気化学的還元の所望の速度
を維持するための十分な反応物が不活性陽極で得られな
いために低下するであろう。この場合「電池から引出さ
れる電流はどのような所望の電圧においても不十分なも
のとなるであろう。次亜塩素酸イオンの場合には、濃度
は５モルを越えるべきではないが、それはそれよりも高
い濃度では内部的電池加熱の問題が生じるためである。
典型的には、特許請求されたすべての反応物について、
それらの濃度が０．５〜２モル濃度の範囲内にあり、か
つ水性のアルカリ性電解液、たとえば水酸化リチウムが
３〜４．５モル濃度の範囲内にあるならば、優れた電池
放電が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は過電圧（ボルト）と、電流密度（アンペア／地
）の対数を座標軸にして、水酸化カリウム電解液中の亜
硝酸塩濃度の函数として陽極の分極をプロットして示し
た半対数グラフであり、第２図はエネルギー密度（リチ
ウムｌｋ９当りのワット時）、電流効率（％）および電
池電圧（ボルト）を縦軸にへかつ電流密度（ミリアンベ
アノの）を横軸にとった座標に、３モル濃度水酸化カリ
ウム電解液中のりチゥムの作動特性をプロットして示し
たグラフであり、第３図はエネルギー密度（リチウムｌ
ｋ９当りのワット時）、電流効率（％）および電池電圧
（ボルト）を縦軸にとり、電流密度（ミリアンベア／の
）を横軸にとった座標に、２モル濃度の亜硝酸塩を含有
する３モル濃度水酸化カリウム電解液中のりチゥムの作
動特性をプロツトして示したグラフであり、第４図は電
池電圧（ボルト）と、腐食電流密度（ミリアンベア／地
）を座標軸にして、種々の電解液でのＩＪチウムの直接
腐食／寄生反応を電池電圧の函数としてプロツトして示
したグラフである。 ＦＩＧ．１ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水と高度に反応性の反応性金属陰極で、水の存在下
   に該陰極上に形成された電気絶縁性フイルムによって陽
   極から隔離されている反応性金属陰極と、前記陰極及び
   陽極が中に浸漬される水性のアルカリ性電解液で、陰極
   で、反応性金属を水性の反応性イオンへ電気化学的に溶
   解し、かつ陰極上に多孔質フイルムの形態の固体塩を水
   性塩から形成させることができる水性アルカリ性電解液
   と、前記水性アルカリ性電解液中にあって、陽極で水へ
   優先的に還元されて実質的に水素を発生しない亜硝酸イ
   オン、次亜塩素酸イオン、塩素酸イオン、臭素酸イオン
   、三二酸化窒素イオンおよび亜硫酸イオンからなるイオ
   ン群から選択された少なくとも１種類の可溶性無機イオ
   ンとから本質的に成ることを特徴とする電池。 ２ 可溶性無機イオンが亜硝酸イオン、次亜塩素酸イオ
   ン、塩素酸イオンおよび三二酸化窒素イオンから本質的
   になるイオン群から選択される前記第１項に記載の電池
   。 ３ イオンが亜硝酸イオンである前記第２項に記載の電
   池。 ４ イオンが臭素酸イオンおよび亜硫酸イオンから本質
   的になるイオン群から選択される前記第１項に記載の電
   池。