JPH06179936A - アルミニウム電池用負極材料 - Google Patents
アルミニウム電池用負極材料Info
- Publication number
- JPH06179936A JPH06179936A JP4354291A JP35429192A JPH06179936A JP H06179936 A JPH06179936 A JP H06179936A JP 4354291 A JP4354291 A JP 4354291A JP 35429192 A JP35429192 A JP 35429192A JP H06179936 A JPH06179936 A JP H06179936A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- alloy
- electrode material
- corrosion
- self
- 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.)
- Pending
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
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ｍｇ0.1 〜2.0 ％、Ｓｎ0.03〜1.0 ％および
Ｍｎ0.01〜0.5 ％を含み、残部Ａｌおよび不可避的不純
物からなる。 【効果】 負極性能が優れ、とくに強アルカリ溶液中で
の自己腐食が少なく、アルミニウムー空気電池の負極と
して有用である。
Ｍｎ0.01〜0.5 ％を含み、残部Ａｌおよび不可避的不純
物からなる。 【効果】 負極性能が優れ、とくに強アルカリ溶液中で
の自己腐食が少なく、アルミニウムー空気電池の負極と
して有用である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム電池用負
極材料、詳しくは自己腐食性が小さく優れた負極性能を
有するアルミニウムー空気電池用負極材料に関する。
極材料、詳しくは自己腐食性が小さく優れた負極性能を
有するアルミニウムー空気電池用負極材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウムー空気電池( 以下、アルミ
ニウム電池) はよく知られており、そのアノード反応お
よびカソード反応は、それぞれ、Al+2H2O=AlO2+4H+3e、
およびO2+2H2O+4e=4OHで示される反応式により行われ
る。反応式から明らかなように、pHが大きいほど、酸素
圧が高いほど、さらにアルミン酸イオンが低いほど電位
差が大きくなるので、電解質溶液としては比較的濃厚な
NaOHやKOH のような強アルカリ溶液が使用される。負極
として用いられるアルミニウム合金には、ピッティング
ポテンシャルを低下させ、且つ水素過電圧の大きい添加
元素を含む合金が適用される。
ニウム電池) はよく知られており、そのアノード反応お
よびカソード反応は、それぞれ、Al+2H2O=AlO2+4H+3e、
およびO2+2H2O+4e=4OHで示される反応式により行われ
る。反応式から明らかなように、pHが大きいほど、酸素
圧が高いほど、さらにアルミン酸イオンが低いほど電位
差が大きくなるので、電解質溶液としては比較的濃厚な
NaOHやKOH のような強アルカリ溶液が使用される。負極
として用いられるアルミニウム合金には、ピッティング
ポテンシャルを低下させ、且つ水素過電圧の大きい添加
元素を含む合金が適用される。
【０００３】アルミニウム電池の負極( アノード) 用と
して、従来種々のアルミニウム合金が開発されている。
古くは、1959年にAl-Zn 合金がGlicksman によって提案
され、その後Al-Zn 合金をベースとし、これにSn、In、
Gaなどを添加して性能を改良した合金が数多く開発され
ている。( 特公昭48-41411号、特開昭53-1616 号、特開
昭54-25208号、特開昭54-26211号)Al-Zn系以外のアルミ
ニウム電池用アルミニウム合金としては、Al-Ga 合金
(J.F.Cooper et al.:1980 Intersociety EnergyConvers
ion Conference,Seatle,WA.August 18-22,1980)、Al-Sn
合金(AlluminioMag.N1/2,1991 "La batteria Allumini
o-aria puo sostituire i gruppi genera-tori diesel
?") 、さらにAl-Mg-In-Mn 合金(Journal of Applied El
ectrochemi-story 20(1990)405-417) などが紹介されて
いる。
して、従来種々のアルミニウム合金が開発されている。
古くは、1959年にAl-Zn 合金がGlicksman によって提案
され、その後Al-Zn 合金をベースとし、これにSn、In、
Gaなどを添加して性能を改良した合金が数多く開発され
ている。( 特公昭48-41411号、特開昭53-1616 号、特開
昭54-25208号、特開昭54-26211号)Al-Zn系以外のアルミ
ニウム電池用アルミニウム合金としては、Al-Ga 合金
(J.F.Cooper et al.:1980 Intersociety EnergyConvers
ion Conference,Seatle,WA.August 18-22,1980)、Al-Sn
合金(AlluminioMag.N1/2,1991 "La batteria Allumini
o-aria puo sostituire i gruppi genera-tori diesel
?") 、さらにAl-Mg-In-Mn 合金(Journal of Applied El
ectrochemi-story 20(1990)405-417) などが紹介されて
いる。
【０００４】しかしながら、上記従来のアルミニウム電
池の負極用アルミニウム合金は、いずれも電気化学的に
は卑で負極性能が優れており、塩化アルミニウム、塩化
ナトリウム、塩化アンモニウム、クロム酸アンモニウム
など一次電池用電解質中での自己腐食も大きくないが、
NaOHやKOH 溶液のような強アルカリ溶液中では耐食性が
劣り、アルミニウム合金負極の自己腐食が大きくなり、
負極材料が無駄に消費されてしまうという難点がある。
池の負極用アルミニウム合金は、いずれも電気化学的に
は卑で負極性能が優れており、塩化アルミニウム、塩化
ナトリウム、塩化アンモニウム、クロム酸アンモニウム
など一次電池用電解質中での自己腐食も大きくないが、
NaOHやKOH 溶液のような強アルカリ溶液中では耐食性が
劣り、アルミニウム合金負極の自己腐食が大きくなり、
負極材料が無駄に消費されてしまうという難点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のアル
ミニウム電池用負極材料の問題点を解消するためになさ
れたものであり、その目的は、優れた負極性能を有する
とともに、耐食性に優れ、とくにNaoHやKOH 溶液のよう
な強アルカリ溶液中での自己腐食の少ないアルミニウム
電池用負極材料を提供することにある。
ミニウム電池用負極材料の問題点を解消するためになさ
れたものであり、その目的は、優れた負極性能を有する
とともに、耐食性に優れ、とくにNaoHやKOH 溶液のよう
な強アルカリ溶液中での自己腐食の少ないアルミニウム
電池用負極材料を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるアルミニウム電池用負極材料は、Mg0.
1 〜2.0 ％( 重量％、以下同じ）、Sn0.03〜1.0 ％およ
びMn0.01〜0.5 ％を含み、残部Alおよび不可避的不純物
からなることを発明構成上の特徴とする。
めの本発明によるアルミニウム電池用負極材料は、Mg0.
1 〜2.0 ％( 重量％、以下同じ）、Sn0.03〜1.0 ％およ
びMn0.01〜0.5 ％を含み、残部Alおよび不可避的不純物
からなることを発明構成上の特徴とする。
【０００７】必須成分として含有するMgは、強アルカリ
溶液中での合金の耐食性を向上させる元素であるが、含
有量が0.1 ％未満ではその効果が小さく、2.0 ％を越え
ると電位が貴となり負極性能を低下させる。従って、0.
1 〜2.0 ％を好ましい含有範囲とする。
溶液中での合金の耐食性を向上させる元素であるが、含
有量が0.1 ％未満ではその効果が小さく、2.0 ％を越え
ると電位が貴となり負極性能を低下させる。従って、0.
1 〜2.0 ％を好ましい含有範囲とする。
【０００８】Snは合金の電位を卑にして負極性能を高め
る効果があるが、0.03％未満ではその効果が小さく、1.
0 ％を越えると合金の自己腐食が進行し易くなる。従っ
て、0.03〜1.0 ％を好ましい含有範囲とする。
る効果があるが、0.03％未満ではその効果が小さく、1.
0 ％を越えると合金の自己腐食が進行し易くなる。従っ
て、0.03〜1.0 ％を好ましい含有範囲とする。
【０００９】Mnの添加は、合金をNaOH溶液などの強アル
カリ溶液に浸漬し、100mA/cm2 以下の電流をとり出した
場合の電流の変動が少なく優れた負極特性を付与すると
いう効果がある。Mnの添加が0.01％未満ではその効果が
小さく、0.5 ％を越えると自己腐食が大きくなる。従っ
て、0.01〜0.5 ％を好ましい含有範囲とする。
カリ溶液に浸漬し、100mA/cm2 以下の電流をとり出した
場合の電流の変動が少なく優れた負極特性を付与すると
いう効果がある。Mnの添加が0.01％未満ではその効果が
小さく、0.5 ％を越えると自己腐食が大きくなる。従っ
て、0.01〜0.5 ％を好ましい含有範囲とする。
【００１０】本発明の負極材料用アルミニウム合金は、
より優れた負極性能および耐食性を付与するために、合
金元素および不純物を合金マトリックス中に固溶させる
のが好ましい。溶解後、通常の連続鋳造法により鋳塊と
し、均質化処理後、合金元素およびFe、Siなどの不純物
を固溶させるために好ましくは水冷する。ついで、常法
に従って熱間圧延を行い、必要に応じて中間焼鈍しなが
ら冷間圧延を行って所定厚さとする。冷間圧延材の加工
歪みを除去するため、例えば、100 〜500 ℃の温度で最
終焼鈍を施すこともある。この場合も、合金元素および
不純物の固溶を促進するために最終焼鈍後急冷を行うの
が好ましい。実生産においては、コイル状の板材を連続
的に加熱、冷却する連続焼鈍炉を適用することができ
る。
より優れた負極性能および耐食性を付与するために、合
金元素および不純物を合金マトリックス中に固溶させる
のが好ましい。溶解後、通常の連続鋳造法により鋳塊と
し、均質化処理後、合金元素およびFe、Siなどの不純物
を固溶させるために好ましくは水冷する。ついで、常法
に従って熱間圧延を行い、必要に応じて中間焼鈍しなが
ら冷間圧延を行って所定厚さとする。冷間圧延材の加工
歪みを除去するため、例えば、100 〜500 ℃の温度で最
終焼鈍を施すこともある。この場合も、合金元素および
不純物の固溶を促進するために最終焼鈍後急冷を行うの
が好ましい。実生産においては、コイル状の板材を連続
的に加熱、冷却する連続焼鈍炉を適用することができ
る。
【００１１】
【作用】本発明のアルミニウム電池用負極材料は、上記
の構成および機能を具え、各合金元素の相互作用により
優れた負極性能および耐食性が与えられ、とくに強アル
カリ電解質溶液中における材料の自己腐食が少ないか
ら、アルミニウムー空気電池の負極として優れた性能を
発揮することができる。
の構成および機能を具え、各合金元素の相互作用により
優れた負極性能および耐食性が与えられ、とくに強アル
カリ電解質溶液中における材料の自己腐食が少ないか
ら、アルミニウムー空気電池の負極として優れた性能を
発揮することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例１ 表１の組成を有するアルミニウム合金を、580 ℃で5 時
間均質化熱処理後水冷し、熱間圧延および冷間圧延を経
て、厚さ0.5mm の冷間圧延材とした。この圧延材を450
℃の温度で最終焼鈍した後強制空冷し試験材とした。
明する。 実施例１ 表１の組成を有するアルミニウム合金を、580 ℃で5 時
間均質化熱処理後水冷し、熱間圧延および冷間圧延を経
て、厚さ0.5mm の冷間圧延材とした。この圧延材を450
℃の温度で最終焼鈍した後強制空冷し試験材とした。
【００１３】
【表１】
【００１４】試験材を4 モルのNaOH水溶液中に浸漬し、
各試験材について、無通電時における自然電位および10
0mA/cm2 の電流をとり出したときの電位を、飽和カロメ
ル電極を基準として測定し、併せてこの水溶液中におけ
る各試験材の自己腐食速度を測定した。結果を表２に示
す。表２に示されるように、本発明のアルミニウム合金
負極材料は、いずれも電位が低く自己腐食速度も小さ
く、優れた負極特性を有している。
各試験材について、無通電時における自然電位および10
0mA/cm2 の電流をとり出したときの電位を、飽和カロメ
ル電極を基準として測定し、併せてこの水溶液中におけ
る各試験材の自己腐食速度を測定した。結果を表２に示
す。表２に示されるように、本発明のアルミニウム合金
負極材料は、いずれも電位が低く自己腐食速度も小さ
く、優れた負極特性を有している。
【００１５】
【表２】
【００１６】比較例１ 表３に示す組成のアルミニウム合金を、実施例１と同様
の条件で均質化熱処理、熱間圧延、冷間圧延および最終
焼鈍して0.5mm 厚さの板材を作製し、試験材とした。な
お、本発明の条件と異なる成分値には下線を付した。
の条件で均質化熱処理、熱間圧延、冷間圧延および最終
焼鈍して0.5mm 厚さの板材を作製し、試験材とした。な
お、本発明の条件と異なる成分値には下線を付した。
【００１７】
【表３】
【００１８】表３に示す各試験材について、実施例１と
同じ水溶液中において、自然電位、100mA/cm2 の電流を
とり出したときの電位、および自己腐食速度を測定し
た。測定結果を表４に示す。表４によれば、Mg含有量が
少ない比較合金No.1、およびSnを多く含むNo.3は自己腐
食速度が大きく、Mnを含まないNo.2は100mA/cm2 の電流
をとり出したときの電位の変動が大きい。MgおよびSn量
が本発明の条件を外れるNo.4は、自然電極電位が貴とな
り、負極性能が劣る。Snを添加せず、Snと特性が類似す
るInを添加した比較合金No.5は、100mA/cm2 の電流をと
り出したときの電位が低く、耐食性も十分でない。
同じ水溶液中において、自然電位、100mA/cm2 の電流を
とり出したときの電位、および自己腐食速度を測定し
た。測定結果を表４に示す。表４によれば、Mg含有量が
少ない比較合金No.1、およびSnを多く含むNo.3は自己腐
食速度が大きく、Mnを含まないNo.2は100mA/cm2 の電流
をとり出したときの電位の変動が大きい。MgおよびSn量
が本発明の条件を外れるNo.4は、自然電極電位が貴とな
り、負極性能が劣る。Snを添加せず、Snと特性が類似す
るInを添加した比較合金No.5は、100mA/cm2 の電流をと
り出したときの電位が低く、耐食性も十分でない。
【００１９】
【表４】
【００２０】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、優れた
負極性能を有し、且つ耐食性に優れ、とくに強アルカリ
溶液中での自己腐食が少ない負極材料が提供され、アル
ミニウムー空気電池の負極としてきわめて有用である。
負極性能を有し、且つ耐食性に優れ、とくに強アルカリ
溶液中での自己腐食が少ない負極材料が提供され、アル
ミニウムー空気電池の負極としてきわめて有用である。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｍｇ0.1 〜2.0 ％、Ｓｎ0.03〜1.0 ％お
よびＭｎ0.01〜0.5 ％を含み、残部Ａｌおよび不可避的
不純物からなることを特徴とするアルミニウム電池用負
極材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4354291A JPH06179936A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | アルミニウム電池用負極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4354291A JPH06179936A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | アルミニウム電池用負極材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06179936A true JPH06179936A (ja) | 1994-06-28 |
Family
ID=18436552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4354291A Pending JPH06179936A (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | アルミニウム電池用負極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06179936A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007508672A (ja) * | 2003-10-15 | 2007-04-05 | コミサリア、ア、レネルジ、アトミク | アノードがアルミニウムおよび亜鉛を含んでなるアルカリ燃料電池ならびにこのようなアノードの製造方法 |
| WO2011105301A1 (ja) | 2010-02-25 | 2011-09-01 | 住友化学株式会社 | 負極及びアルミニウム空気電池 |
| WO2012098815A1 (ja) * | 2011-01-19 | 2012-07-26 | 住友化学株式会社 | アルミニウム空気電池 |
| JP2014139878A (ja) * | 2013-01-21 | 2014-07-31 | Nissan Motor Co Ltd | アルミニウム−空気電池 |
| JP2016204712A (ja) * | 2015-04-24 | 2016-12-08 | 株式会社Uacj | 塩水空気電池用アルミニウム負極材、塩水アルミニウム空気電池および塩水空気電池用アルミニウム負極材の製造方法 |
| JP2017004934A (ja) * | 2015-04-29 | 2017-01-05 | アルブフェラ エナジー ストレージ, エス.エル.Albufera Energy Storage, S.L. | アルミニウム−マンガン電気化学セル |
| CN110707283A (zh) * | 2018-12-13 | 2020-01-17 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种铝空气电池 |
| CN111430741A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-17 | 中国地质大学（武汉） | 一种碱性电解液复合缓蚀剂和铝空气电池 |
| CN117344182A (zh) * | 2023-10-09 | 2024-01-05 | 星铝新能源科技(徐州)有限公司 | 盐/碱电解液兼用的铝阳极材料及其制备方法和应用 |
| JP2025079780A (ja) * | 2023-11-10 | 2025-05-22 | 亞福儲能股▲分▼有限公司 | アルミニウム電池およびその製造方法 |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP4354291A patent/JPH06179936A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007508672A (ja) * | 2003-10-15 | 2007-04-05 | コミサリア、ア、レネルジ、アトミク | アノードがアルミニウムおよび亜鉛を含んでなるアルカリ燃料電池ならびにこのようなアノードの製造方法 |
| WO2011105301A1 (ja) | 2010-02-25 | 2011-09-01 | 住友化学株式会社 | 負極及びアルミニウム空気電池 |
| JP2011198752A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-10-06 | Sumitomo Chemical Co Ltd | アルミニウム空気電池用負極及びアルミニウム空気電池 |
| US8574774B2 (en) | 2010-02-25 | 2013-11-05 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Negative electrode and aluminum air cell |
| WO2012098815A1 (ja) * | 2011-01-19 | 2012-07-26 | 住友化学株式会社 | アルミニウム空気電池 |
| JP2012164636A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-30 | Sumitomo Chemical Co Ltd | アルミニウム空気電池 |
| JP2014139878A (ja) * | 2013-01-21 | 2014-07-31 | Nissan Motor Co Ltd | アルミニウム−空気電池 |
| JP2016204712A (ja) * | 2015-04-24 | 2016-12-08 | 株式会社Uacj | 塩水空気電池用アルミニウム負極材、塩水アルミニウム空気電池および塩水空気電池用アルミニウム負極材の製造方法 |
| JP2017004934A (ja) * | 2015-04-29 | 2017-01-05 | アルブフェラ エナジー ストレージ, エス.エル.Albufera Energy Storage, S.L. | アルミニウム−マンガン電気化学セル |
| CN110707283A (zh) * | 2018-12-13 | 2020-01-17 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种铝空气电池 |
| CN111430741A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-17 | 中国地质大学（武汉） | 一种碱性电解液复合缓蚀剂和铝空气电池 |
| CN117344182A (zh) * | 2023-10-09 | 2024-01-05 | 星铝新能源科技(徐州)有限公司 | 盐/碱电解液兼用的铝阳极材料及其制备方法和应用 |
| JP2025079780A (ja) * | 2023-11-10 | 2025-05-22 | 亞福儲能股▲分▼有限公司 | アルミニウム電池およびその製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4751086A (en) | Aluminum anode alloy | |
| JP3555877B2 (ja) | 電池グリッド用合金 | |
| CN111793760B (zh) | 镁空气电池用阳极合金材料及其制备方法以及电池 | |
| Albert et al. | Improved lead alloys for lead/acid positive grids in electric-vehicle applications | |
| US20050112470A1 (en) | Alloy for battery grids | |
| JPH06179936A (ja) | アルミニウム電池用負極材料 | |
| CA1070985A (en) | Electrochemically active aluminum alloy | |
| US4792430A (en) | Aluminum anode alloy | |
| CN111740094A (zh) | 一种铝空气电池铝阳极板材料及其制备方法、铝空气电池铝阳极板及其制备方法和应用 | |
| JP2918446B2 (ja) | 電池の負極亜鉛缶 | |
| JP7807776B2 (ja) | Ｍｇ基合金負極材、Ｍｇ負極材、及びこれらを用いたＭｇ二次電池 | |
| WO2014007025A1 (ja) | 電池容器用表面処理鋼板およびその製造方法、電池容器および電池 | |
| JP3352965B2 (ja) | ガス発生量の少ないアルカリ電池用亜鉛合金粉末 | |
| CN112899505A (zh) | 一种用于正极集流体的高强度铝合金箔及其制备方法 | |
| US3033775A (en) | Anode for cathodic protection | |
| JPH09302424A (ja) | 亜鉛−チタン母合金の製造方法およびマンガン乾電池 | |
| US3278338A (en) | Water-activated battery | |
| US4583285A (en) | Method of making self-supporting electrode for sea-water batteries | |
| US3282688A (en) | Aluminum base alloy | |
| US20020148539A1 (en) | Aluminum anodes and method of manufacture thereof | |
| JP2007051325A (ja) | 電池容器用めっき鋼板、その電池容器用めっき鋼板を用いた電池容器、およびその電池容器を用いた電池 | |
| DE2728331C2 (de) | Korrosionsbeständige Aluminium-Legierung | |
| JP3265673B2 (ja) | マンガン乾電池 | |
| GB1597270A (en) | Lead alloys | |
| US4554131A (en) | Aluminum battery alloys |