JPH03219561A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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Classifications
-
- Y02E60/12—
Landscapes
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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。
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
に用いた非水電解液電池に関する。
に用いた非水電解液電池に関する。
（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。
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８０４１ Ａｈ／ｊ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１７８に相当すること
に基づく。
ギー密度が８０４１ Ａｈ／ｊ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１７８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１Ｉｌｎｏｚ、ｖ２
０８、Ｃｒｙ、、Ａｇ２ＣｒＯ＋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。
０８、Ｃｒｙ、、Ａｇ２ＣｒＯ＋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、保
存時に電解液と負極との反応により、負極表面にアルミ
ニウムの不働態皮膜を形成するため、内部抵抗が上昇し
易いという問題があった。
存時に電解液と負極との反応により、負極表面にアルミ
ニウムの不働態皮膜を形成するため、内部抵抗が上昇し
易いという問題があった。
（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、非
水電解液として、アルミニウムの不働態皮膜の生成を抑
制する添加金属塩を含有するものを用いることにより、
保存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。
水電解液として、アルミニウムの不働態皮膜の生成を抑
制する添加金属塩を含有するものを用いることにより、
保存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。
（二ン 課題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、溶媒及び溶質としてのアルミニウム
塩からなる非水電解液とを備えた非水電解液電池であっ
て、前記非水電解液がアルミニウムの不働態皮膜の生成
を抑制する添加金属塩を含有していることを特徴とする
ものである。
る負極と、正極と、溶媒及び溶質としてのアルミニウム
塩からなる非水電解液とを備えた非水電解液電池であっ
て、前記非水電解液がアルミニウムの不働態皮膜の生成
を抑制する添加金属塩を含有していることを特徴とする
ものである。
ここで、前記添加金属塩としては、アルミン酸塩を使用
することができ、このアルミン酸塩としては、ＮａＡ！
Ｏｘ、ＫＡｌＯ２、Ｍｇ（ＡｊＯ−）ｔ、Ｃａ（ＡｊＯ
ｚ）２、Ｂａ（ＡｔＯ２）ｔ、Ｃｏ（Ａ１０ｙ）２．５
ｒ（ＡＩＯｔ）＋、Ｌａ（Ａ１０＋）ｓからなる群より
選択された少なくとも１種を用いるのが好ましい。
することができ、このアルミン酸塩としては、ＮａＡ！
Ｏｘ、ＫＡｌＯ２、Ｍｇ（ＡｊＯ−）ｔ、Ｃａ（ＡｊＯ
ｚ）２、Ｂａ（ＡｔＯ２）ｔ、Ｃｏ（Ａ１０ｙ）２．５
ｒ（ＡＩＯｔ）＋、Ｌａ（Ａ１０＋）ｓからなる群より
選択された少なくとも１種を用いるのが好ましい。
そして、前記非水電解液中におけるアルミン酸塩の含有
量としては、０．００１−０．１ｍｏｆ／ｆｆｉとする
のが望ましい。
量としては、０．００１−０．１ｍｏｆ／ｆｆｉとする
のが望ましい。
（ホ）作 用
本発明の如く、非水電解液としてアルミニウムの不働態
皮膜の生成を抑制する添加金属塩を含有するものを用い
ることにより、添加金属塩内の酸素原子を介して負極表
面に、アルミニウムとアルミン酸イオンとの膜が生成す
る。この膜のため、保存時に非水電解液と負極のアルミ
ニウムとの反応が抑えられ、不働態皮膜の生成が抑制で
きる。
皮膜の生成を抑制する添加金属塩を含有するものを用い
ることにより、添加金属塩内の酸素原子を介して負極表
面に、アルミニウムとアルミン酸イオンとの膜が生成す
る。この膜のため、保存時に非水電解液と負極のアルミ
ニウムとの反応が抑えられ、不働態皮膜の生成が抑制で
きる。
従って、保存時の内部抵抗の増大が抑制でき、この種電
池の保存特性が向上する。
池の保存特性が向上する。
尚、添加金属塩より生じたイオン、例えばアルミン酸イ
オンは、負極表面に弱く吸着しており、放電時には容易
に取り去られ、放電特性に何ら悪影響を及ぼさない。
オンは、負極表面に弱く吸着しており、放電時には容易
に取り去られ、放電特性に何ら悪影響を及ぼさない。
前記添加金属塩としては、たとえばアルミン酸塩が使用
でき、ＮａＡｌＯ２、ＫＡ４０２、Ｍｇ（ＡｔＯｔ）ｚ
、Ｃａ（Ａ１０、）、、Ｂａ（ＡＪＯ２）２、Ｃｏ（、
ＡｊＯ２）、、５ｒ（ＡＪＯ，）２、Ｌａ（ＡｊＯ−）
＋からなる群より選択された少なくとも１種を用いるの
が特に好ましい。
でき、ＮａＡｌＯ２、ＫＡ４０２、Ｍｇ（ＡｔＯｔ）ｚ
、Ｃａ（Ａ１０、）、、Ｂａ（ＡＪＯ２）２、Ｃｏ（、
ＡｊＯ２）、、５ｒ（ＡＪＯ，）２、Ｌａ（ＡｊＯ−）
＋からなる群より選択された少なくとも１種を用いるの
が特に好ましい。
そして、このアルミン酸塩の含、有量は、非水電解液中
において、０．００１−０．１ｍｏｆ／ｊとするのが、
この種電池の放電容量上、好ましい。
において、０．００１−０．１ｍｏｆ／ｊとするのが、
この種電池の放電容量上、好ましい。
（へ）実施例
く第１実施例〉
ここでは、溶質として塩化アルミニウムを用いた電池を
例にとり、説明する。
例にとり、説明する。
（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％、結着剤としてのフッ素樹脂粉末を５重量！ｉ
′６加えて混合した後、この混合物を加圧成型して、径
１５．Ｏｍｍ、厚み１．５胴の成型体を得た。この成型
体を２５０〜３５０℃の温度で熱処理して正極とする。
５重量％、結着剤としてのフッ素樹脂粉末を５重量！ｉ
′６加えて混合した後、この混合物を加圧成型して、径
１５．Ｏｍｍ、厚み１．５胴の成型体を得た。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Ｑ 、 ２ ｍｍの、ＡＪ板を
径１２、 Ｑ ｃａｍに打ち抜いたものである。
径１２、 Ｑ ｃａｍに打ち抜いたものである。
非水電解液は、溶媒としてのプロピレンカーボネートに
、溶質であるアルミニウム塩としての塩化アルミニウム
（Ａ４Ｃｊ３）を１ｍｏｌ／を溶解させ、アルミニウム
の不働態皮膜の生成を抑制する添加金属塩としてさらに
ＮａＡｊＯｚ （アルミン酸塩）を０．０１ ｍｏｆ／
ｌ溶解させたものを用いた。
、溶質であるアルミニウム塩としての塩化アルミニウム
（Ａ４Ｃｊ３）を１ｍｏｌ／を溶解させ、アルミニウム
の不働態皮膜の生成を抑制する添加金属塩としてさらに
ＮａＡｊＯｚ （アルミン酸塩）を０．０１ ｍｏｆ／
ｌ溶解させたものを用いた。
またセパレータにはポリプロピレン不織布を用い、直径
２ Ｑ、Ｑｍｍ、厚み２．５閾の電池を作製し、非水電
解液電池を得、本発明電池Ａとした。
２ Ｑ、Ｑｍｍ、厚み２．５閾の電池を作製し、非水電
解液電池を得、本発明電池Ａとした。
（比較例１）
前記実施例１において、電解液に＼ｌ ａ Ａ Ｉ Ｏ
！を添加、含有させないこと以外は同様にして、比較電
池Ｘを作製した。
！を添加、含有させないこと以外は同様にして、比較電
池Ｘを作製した。
◎実験１
これらの電池Ａ、Ｘを用い、電池の放電特性を比較した
。この時の条件は、温度６０℃において３０日間保存後
、温度２５℃において負荷１０にΩで放電するというも
のである。
。この時の条件は、温度６０℃において３０日間保存後
、温度２５℃において負荷１０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。これより、本発明電池Ａは
、比較電池Ｘに比して、放電作動電圧が高く且つ放電容
量が大きく、保存特性において優れたものである。
、比較電池Ｘに比して、放電作動電圧が高く且つ放電容
量が大きく、保存特性において優れたものである。
◎実験２
前記実施例１において、用いたＮａＡｊＯ，を種々のア
ルミン酸塩に変えて電池を作製し、その電池内部抵抗と
放電特性を比較した。
ルミン酸塩に変えて電池を作製し、その電池内部抵抗と
放電特性を比較した。
第１表に、この結果を示す。ここでは、温度６０℃にお
いて３０日間保存後の内部抵抗と、温度２５℃における
負荷１０ｋＱでの放電容量がそれぞれ示しである。
いて３０日間保存後の内部抵抗と、温度２５℃における
負荷１０ｋＱでの放電容量がそれぞれ示しである。
尚、各アルミン酸塩の添加量は、非水電解液中において
、０ 、０１ ｍｏｌ／ｌに固定しである。
、０ 、０１ ｍｏｌ／ｌに固定しである。
第
表
以下余白
第１表より、本発明電池は、比較電池に比して、内部抵
抗が低く、一方放電容量は高くなり、優れた保存特性を
有するものであることがわかる。
抗が低く、一方放電容量は高くなり、優れた保存特性を
有するものであることがわかる。
◎実験３
φゴ記実施例１で得た本発明電池Ａにおいて、含有せる
＼ａＡｌｏ２の量を変化させ、電池の保存特性を比較し
た。
＼ａＡｌｏ２の量を変化させ、電池の保存特性を比較し
た。
この結果を、第２図に示す。ここではＮａＡｊＯｔの含
有量と、温度６０℃において３０日間保存後温度２５℃
における負荷１０にΩでの放電容量との関係を調べた。
有量と、温度６０℃において３０日間保存後温度２５℃
における負荷１０にΩでの放電容量との関係を調べた。
第２図よりアルミン酸塩としてのＮａＡｊＯ，の含有量
は、０．００１−０．１ｍｏｊ／ｌが特に好ましいこと
がわかる。アルミン酸塩の含有量が０ 、１ ｍｏ（／
ｊ以上になると、保存時に電解液中で塩の析出を生じ内
部抵抗が増大して、放電容量が低下する。尚、この傾向
は、ＮａＡｔ０＋以外のアルミン酸塩についても同様で
あった。
は、０．００１−０．１ｍｏｊ／ｌが特に好ましいこと
がわかる。アルミン酸塩の含有量が０ 、１ ｍｏ（／
ｊ以上になると、保存時に電解液中で塩の析出を生じ内
部抵抗が増大して、放電容量が低下する。尚、この傾向
は、ＮａＡｔ０＋以外のアルミン酸塩についても同様で
あった。
〈第２実施例〉
ここでは溶質として過塩素酸アルミニウム［Ａｔ（Ｃｌ
Ｏ２）＋］ を用いた電池を例にとり、説明する。
Ｏ２）＋］ を用いた電池を例にとり、説明する。
（実施例２）
前記実施例１において用いた溶質としての塩化アルミニ
ウムに代えて、過塩素酸アルミニウムを用いた以外は同
様にして、本発明電池Ｂを作製した。
ウムに代えて、過塩素酸アルミニウムを用いた以外は同
様にして、本発明電池Ｂを作製した。
（比較例２）
前記実施例２において電解液にＮａ、ＡｌＯ２を添加、
含有させないこと以外は同様にして、比較電池Ｙを作製
した。
含有させないこと以外は同様にして、比較電池Ｙを作製
した。
そして、これら電池Ｂ、Ｙを用い、電池の放電特性を比
較した。この時の放電条件は、前記実験１と同一とした
。
較した。この時の放電条件は、前記実験１と同一とした
。
この結果を、第３図に示す。これより、本発明電池Ｂは
、比較電池Ｙに比して、放電作動電圧が高く、且つ放電
容量が大きく、保存特性において優れたものであること
が理解される。
、比較電池Ｙに比して、放電作動電圧が高く、且つ放電
容量が大きく、保存特性において優れたものであること
が理解される。
〈第３実施例〉
次に、この第３実施例では、溶質としてホウフッ化アル
ミニウム［Ａｊ（ＢＦ＋）ｓｌを用いた電池を例にとり
、説明する。
ミニウム［Ａｊ（ＢＦ＋）ｓｌを用いた電池を例にとり
、説明する。
（実施例３）
前記実施例１において用いた溶質としての塩化アルミニ
ウムに代えて、ホウフッ化アルミニウムを用いた以外は
同様にして、本発明電池Ｃを作製した。
ウムに代えて、ホウフッ化アルミニウムを用いた以外は
同様にして、本発明電池Ｃを作製した。
（比較例３）
前記実施例３において電解液に＼ａＡｔｏ２を添加、含
有させないこと以外は同様にして、比較電池Ｚを作成し
た。
有させないこと以外は同様にして、比較電池Ｚを作成し
た。
そしてこれらの電池Ｃ，Ｚを用い、電池の放電特性を比
較した。この時の放電条件は、前記実験１と同一とした
。
較した。この時の放電条件は、前記実験１と同一とした
。
この結果を、第４図に示す。これより、本発明電池Ｃは
、比較電池Ｚに比して、放電作動電圧が高く、且つ放電
容量が大きく、保存特性において優れたものであること
が理解される。
、比較電池Ｚに比して、放電作動電圧が高く、且つ放電
容量が大きく、保存特性において優れたものであること
が理解される。
このように本発明電池Ａ、Ｂ、Ｃの放電特性より、溶質
としてのリチウム塩の種類を種々変化させても、添加金
属塩即ちアルミン酸塩の添加効果が発揮され、優れた保
存特性を有する電池が得られる。
としてのリチウム塩の種類を種々変化させても、添加金
属塩即ちアルミン酸塩の添加効果が発揮され、優れた保
存特性を有する電池が得られる。
（ト）発明の効果
以上、上述したように本発明の非水電解液電池は、負極
としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いた非
水電解液電池において、電解液としてアルミニウムの不
働態皮膜の生成を抑制する添加金属塩を含有したものを
使用することにより、負極におけるアルミニウムの不働
態皮膜の生成を抑え、保存時の内部抵抗の増大を抑制し
うるので、放電容量が大きく、優れた保存特性を有する
この種電池を提供でき、その工業的価値は極めて大きい
。
としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いた非
水電解液電池において、電解液としてアルミニウムの不
働態皮膜の生成を抑制する添加金属塩を含有したものを
使用することにより、負極におけるアルミニウムの不働
態皮膜の生成を抑え、保存時の内部抵抗の増大を抑制し
うるので、放電容量が大きく、優れた保存特性を有する
この種電池を提供でき、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、第２図はアルミン酸塩の含
有量と電池放電容量との関係を示す図、第３図及び第４
図は電池の放電特性図である。 Ａ、Ｂ、Ｃ・・・本発明電池、 ｘ、ｙ、ｚ・・・比較電池。
有量と電池放電容量との関係を示す図、第３図及び第４
図は電池の放電特性図である。 Ａ、Ｂ、Ｃ・・・本発明電池、 ｘ、ｙ、ｚ・・・比較電池。
Claims (1)
- 【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、溶媒及び溶質としてのアルミニウム塩から
なる非水電解液とを備えた非水電解液電池において、 前記非水電解液がアルミニウムの不働態皮膜の生成を抑
制する添加金属塩を含有していることを特徴とする非水
電解液電池。 ２ 前記添加金属塩はアルミン酸塩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。 ３ 前記アルミン酸塩はＮａＡｌＯ＿２、ＫＡｌＯ＿２
、Ｍｇ（ＡｌＯ＿２）＿２、Ｃａ（ＡｌＯ＿２）＿２、
Ｂａ（ＡｌＯ＿２）＿２、Ｃｏ（ＡｌＯ＿２）＿２、Ｓ
ｒ（ＡｌＯ＿２）＿２、Ｌａ（ＡｌＯ＿２）＿３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２記載の非水電解液電池。 ４ 前記非水電解液中において前記アルミン酸塩の含有
量が、０．００１〜０．１ｍｏｌ／ｌであることを特徴
とする請求項２記載の非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1420190A JP2755760B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1420190A JP2755760B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03219561A true JPH03219561A (ja) | 1991-09-26 |
| JP2755760B2 JP2755760B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=11854501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1420190A Expired - Fee Related JP2755760B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2755760B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117096447A (zh) * | 2022-05-12 | 2023-11-21 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种电池 |
-
1990
- 1990-01-23 JP JP1420190A patent/JP2755760B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117096447A (zh) * | 2022-05-12 | 2023-11-21 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2755760B2 (ja) | 1998-05-25 |
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