JP2708884B2 - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
- Publication number
- JP2708884B2 JP2708884B2 JP1151153A JP15115389A JP2708884B2 JP 2708884 B2 JP2708884 B2 JP 2708884B2 JP 1151153 A JP1151153 A JP 1151153A JP 15115389 A JP15115389 A JP 15115389A JP 2708884 B2 JP2708884 B2 JP 2708884B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- battery
- negative electrode
- aqueous electrolyte
- electrolyte battery
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、アルミニウム合金を負極に用いた非水電解
液電池に関する。
液電池に関する。
（ロ）従来の技術 アルミニウムからなる負極を用いた非水電解液電池
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。
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エネ
ルギー密度が8041Ah/l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0.67円/Ahで
あり、リチウムの1/8に相当することに基づく。
ルギー密度が8041Ah/l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0.67円/Ahで
あり、リチウムの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MnO2、V2O5、Cr
O2、Ag2CrO4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。
O2、Ag2CrO4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、
アルミニウムの電気化学的反応性が低く、負極の利用率
が小さいという問題がある。例えば、MnO2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、10KΩの負荷で約1.3Vの作動電圧を示
し、負極の利用率は約50％となる。
アルミニウムの電気化学的反応性が低く、負極の利用率
が小さいという問題がある。例えば、MnO2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、10KΩの負荷で約1.3V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題 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
に優れた非水電解液電池を提供しようとするものであ
る。
アルミニウムを用いた負極の利用率を改善し、放電特性
に優れた非水電解液電池を提供しようとするものであ
る。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明の非水電解液電池は、アルミニウムより標準電
極電位が貴である金属を含むアルミニウム合金からなる
負極と、正極と、溶媒及びアルミニウム塩からなる非水
電解液とを有することを特徴とするものである。
極電位が貴である金属を含むアルミニウム合金からなる
負極と、正極と、溶媒及びアルミニウム塩からなる非水
電解液とを有することを特徴とするものである。
そして、このアルミニウムより標準電極電位が貴であ
る前記金属として、Cu、Fe、Bi、In、Ga、Ti、Cr、Zn、
Ag、Cd、Au、Mn、Mo、Ni、Nb、Pd、Pt、Si、Sn、Coから
なる群より選択された少なくとも１種を用いる必要があ
る。
る前記金属として、Cu、Fe、Bi、In、Ga、Ti、Cr、Zn、
Ag、Cd、Au、Mn、Mo、Ni、Nb、Pd、Pt、Si、Sn、Coから
なる群より選択された少なくとも１種を用いる必要があ
る。
また、前記アルミニウム塩としては、AlCl3、Al（ClO
4）３、LiAlCl4からなる群より選択された少なくとも１
種を使用するのが好ましい。
4）３、LiAlCl4からなる群より選択された少なくとも１
種を使用するのが好ましい。
（ホ）作用 非水電解液電池の負極としてアルミニウムより標準電
極電位が貴である金属を含むアルミニウム合金を用いた
場合、前記金属がアルミニウム中に固溶しているので、
合金表面の電導性が高くなり、非水電解液中における電
気化学的反応を促進させる。その結果、この種電池の作
動電圧を高くできると共に、負極の利用率の向上を計る
ことができる。
極電位が貴である金属を含むアルミニウム合金を用いた
場合、前記金属がアルミニウム中に固溶しているので、
合金表面の電導性が高くなり、非水電解液中における電
気化学的反応を促進させる。その結果、この種電池の作
動電圧を高くできると共に、負極の利用率の向上を計る
ことができる。
そして、アルミニウムより標準電極電位が貴である金
属として、Cu、Fe、Bi、In、Ga、Ti、Cr、Zn、Ag、Cd、
Au、Mn、Mo、Ni、Nb、Pd、Pt、Si、Sn、Coからなる群よ
り選択された少なくとも１種のものを用いる必要があ
る。
属として、Cu、Fe、Bi、In、Ga、Ti、Cr、Zn、Ag、Cd、
Au、Mn、Mo、Ni、Nb、Pd、Pt、Si、Sn、Coからなる群よ
り選択された少なくとも１種のものを用いる必要があ
る。
（ヘ）実施例 ◎実験１ （実施例１） 電解二酸化マンガン90重量％、導電剤としての黒鉛５
重量％、結着剤としてのフッ素樹脂粉末を５重量％加え
て混合した後、この混合物を加圧成型して、径15.0mm、
厚み1.5mm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。
重量％、結着剤としてのフッ素樹脂粉末を５重量％加え
て混合した後、この混合物を加圧成型して、径15.0mm、
厚み1.5mm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、厚みが約0.2mmのAl−Cu合金板を径12.
0mmに打ち抜いたものである。このアルミニウム合金
は、銅（アルミニウムより標準電極電位が貴である金
属）を３重量％含んでいる。
0mmに打ち抜いたものである。このアルミニウム合金
は、銅（アルミニウムより標準電極電位が貴である金
属）を３重量％含んでいる。
非水電解液は、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［Al（ClO4）３］を
１モル/l溶解させたものを用い、またセパレータはポリ
プロピレン不織布を用いて、直径20.0mm、厚み2.5mmの
電池を作製し、本発明電池Ａとした。
ム塩としての過塩素酸アルミニウム［Al（ClO4）３］を
１モル/l溶解させたものを用い、またセパレータはポリ
プロピレン不織布を用いて、直径20.0mm、厚み2.5mmの
電池を作製し、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（AlCl3）を用いた以外は同
様にして、本発明電池Ｂを作製した。
代えて、塩化アルミニウム（AlCl3）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（LiAlCl4）を用い
た以外は同様にして、本発明電池Ｃを作製した。
代えて、塩化アルミニウムリチウム（LiAlCl4）を用い
た以外は同様にして、本発明電池Ｃを作製した。
（比較例） 前記実施例１において用いた負極としてのアルミニウ
ム合金に代えて、アルミニウム金属を用いた以外は同様
にして、比較電池Ｄを作製した。
ム合金に代えて、アルミニウム金属を用いた以外は同様
にして、比較電池Ｄを作製した。
これらの電池A,B,C,Dを用い、電池の放電特性を比較
した。この時の条件は、温度25℃において負荷10KΩ
で、各電池を放電するいうものである。
した。この時の条件は、温度25℃において負荷10KΩ
で、各電池を放電するいうものである。
この結果を、第１図に示す。これより、本発明電池
Ａ、Ｂ、Ｃは、比較電池Ｄに比して、放電作動電圧が高
く、放電容量が大きいことが理解される。
Ａ、Ｂ、Ｃは、比較電池Ｄに比して、放電作動電圧が高
く、放電容量が大きいことが理解される。
◎実験２ 前記実験１では、溶質であるアルミニウム塩を変化さ
せて電池を構成したが、ここでは負極のアルミニウム合
金に使用せる金属を種々変えて電池を作製し、その特性
を比較した。
せて電池を構成したが、ここでは負極のアルミニウム合
金に使用せる金属を種々変えて電池を作製し、その特性
を比較した。
第１表に、この結果を示す。第１表では、電池の放電
時の作動電圧と、負極の利用率が示してある。尚、アル
ミニウム合金中への、アルミニウムより標準電極電位が
貴である金属及び卑である金属（Mg）の量は、３重量％
に固定してある。
時の作動電圧と、負極の利用率が示してある。尚、アル
ミニウム合金中への、アルミニウムより標準電極電位が
貴である金属及び卑である金属（Mg）の量は、３重量％
に固定してある。
第１表より、本発明電池は、比較電池に比して、作動
電圧及び負極の利用率が高いものであり、優れた放電特
性を有するものであることがわかる。尚、アルミニウム
より標準電極電位が卑である金属（Mg）を用いた比較電
池は、放電作動電圧は1.42Vと高いが、負極の利用率が4
7％と極端に低い。
電圧及び負極の利用率が高いものであり、優れた放電特
性を有するものであることがわかる。尚、アルミニウム
より標準電極電位が卑である金属（Mg）を用いた比較電
池は、放電作動電圧は1.42Vと高いが、負極の利用率が4
7％と極端に低い。
ここでは、アルミニウム合金中のアルミニウムより貴
な標準電極電位を有する金属の添加量を３重量％として
いるが、その添加量は、アルミニウムと固溶体化し、ア
ルミニウム合金を形成する範囲内であれば良い。そし
て、具体的には、種々の元素において、その上限は10重
量％程度としているのが望ましい。尚、添加量が10重量
％を越えると、電池の放電容量の低下を招くので、好ま
しいとは言えない。
な標準電極電位を有する金属の添加量を３重量％として
いるが、その添加量は、アルミニウムと固溶体化し、ア
ルミニウム合金を形成する範囲内であれば良い。そし
て、具体的には、種々の元素において、その上限は10重
量％程度としているのが望ましい。尚、添加量が10重量
％を越えると、電池の放電容量の低下を招くので、好ま
しいとは言えない。
（ト）発明の効果 本発明の如く、負極として、アルミニウムより標準電
極電位が貴である、Cu、Fe、Bi、In、Ga、Ti、Cr、Zn、
Ag、Cd、Au、Mn、Mo、Ni、Nb、Pd、Pt、Si、Sn、Coから
なる群より選択された少なくとも１種の金属を含むアル
ミニウム合金を用いた非水電解液電池は、放電作動電圧
が高く且つ負極の利用率が大きく、優れた放電特性を有
するものであり、その工業的価値は極めて大きい。
極電位が貴である、Cu、Fe、Bi、In、Ga、Ti、Cr、Zn、
Ag、Cd、Au、Mn、Mo、Ni、Nb、Pd、Pt、Si、Sn、Coから
なる群より選択された少なくとも１種の金属を含むアル
ミニウム合金を用いた非水電解液電池は、放電作動電圧
が高く且つ負極の利用率が大きく、優れた放電特性を有
するものであり、その工業的価値は極めて大きい。
第１図は電池の放電特性図である。 A,B,C……本発明電池、Ｄ……比較電池。
Claims (2)
- 【請求項１】Cu、Fe、Bi、In、Ga、Ti、Cr、Zn、Ag、C
d、Au、Mn、Mo、Ni、Nb、Pd、Pt、Si、Sn、Coからなる
群より選択された少なくとも１種の、アルミニウムより
標準電極電位が貴である金属を含むアルミニウム合金か
らなる負極と、正極と、溶媒及びアルミニウム塩からな
る非水電解液とを有することを特徴とする非水電解液電
池。 - 【請求項２】前記アルミニウム塩がAlCl3、Al（ClO4）
３、LiAlCl4からなる群より選択された少なくとも１種
であることを特徴とする請求項（１）記載の非水電解液
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151153A JP2708884B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151153A JP2708884B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0317961A JPH0317961A (ja) | 1991-01-25 |
| JP2708884B2 true JP2708884B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=15512517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1151153A Expired - Fee Related JP2708884B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2708884B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5810954B2 (ja) * | 2012-02-09 | 2015-11-11 | 株式会社豊田中央研究所 | 非水系電池 |
| US12148924B2 (en) | 2018-11-22 | 2024-11-19 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Anode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, anode, battery, and laminate |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS561468A (en) * | 1979-06-19 | 1981-01-09 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Aluminium battery with organic electrolyte |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP1151153A patent/JP2708884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0317961A (ja) | 1991-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3148293B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JPH05101846A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP2664484B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JP3081336B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JPS62243247A (ja) | 非水系二次電池 | |
| JP2708884B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JP3177257B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP3152307B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP2925672B2 (ja) | 非水電解質電池 | |
| JPH06310125A (ja) | リチウム二次電池用負極 | |
| JP2804549B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JP2919531B2 (ja) | 電 池 | |
| JP2804577B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH0582128A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JPS63285878A (ja) | 非水系二次電池 | |
| JP2755760B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JP2004047406A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JPH10125317A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JPH0770315B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JP2708887B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPS63150867A (ja) | 非水系二次電池 | |
| JPH1021904A (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JP2708883B2 (ja) | 非水電解液電池の製造方法 | |
| JP2858374B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JPS59186276A (ja) | 非水電解質二次電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |