JPH0644968A - 電 池 - Google Patents
電 池Info
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- JPH0644968A JPH0644968A JP4196954A JP19695492A JPH0644968A JP H0644968 A JPH0644968 A JP H0644968A JP 4196954 A JP4196954 A JP 4196954A JP 19695492 A JP19695492 A JP 19695492A JP H0644968 A JPH0644968 A JP H0644968A
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- aluminum
- negative electrode
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- aluminum alloy
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- 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
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニウム合金等の腐食を抑制しつつ、保
存特性に優れた電池を提供することを目的とする。 【構成】 正極５と，負極２と，両極２・５間に介在せ
しめた電解液とから成る電池において、上記負極２は、
結晶性が良好なアルミニウム又はアルミニウム合金から
成ることを特徴とする。
存特性に優れた電池を提供することを目的とする。 【構成】 正極５と，負極２と，両極２・５間に介在せ
しめた電解液とから成る電池において、上記負極２は、
結晶性が良好なアルミニウム又はアルミニウム合金から
成ることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム又はアル
ミニウム合金を主体とした負極を有する電池に関し、特
に負極の改良に関する。
ミニウム合金を主体とした負極を有する電池に関し、特
に負極の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム，亜鉛，鉄等の金属を負極
活物質として使用する電池としては、金属−空気電池等
が挙げられる。この金属−空気電池は、正極活物質とし
て空気中の酸素が、電解液として水酸化ナトリウム水溶
液が用いられており、一般にエネルギー密度が高いのが
特長である。これら金属−空気電池は充電の仕方によっ
て、以下の二つに大別される。即ち、通常の二次電池と
同様電気的に充電する型と，放電によって消費された負
極を新しい負極に取り替える機械的充電型（メカニカル
チャージ方式）とに大別される。特に、アルミニウムを
負極活物質として使用するアルミニウム−空気電池は、
アルミニウム負極の放電生成物の電解還元による再生が
むずかしいため、後者の型のみが検討対象とされてき
た。この場合、アルミニウム負極の過電圧の低減，及び
利用率の向上を図るため、アルミニウムに少量のＩｎ，
Ｍｎ，Ｇａ，Ｍｇ等の金属元素を添加させたアルミニウ
ム合金が使用されることもある。
活物質として使用する電池としては、金属−空気電池等
が挙げられる。この金属−空気電池は、正極活物質とし
て空気中の酸素が、電解液として水酸化ナトリウム水溶
液が用いられており、一般にエネルギー密度が高いのが
特長である。これら金属−空気電池は充電の仕方によっ
て、以下の二つに大別される。即ち、通常の二次電池と
同様電気的に充電する型と，放電によって消費された負
極を新しい負極に取り替える機械的充電型（メカニカル
チャージ方式）とに大別される。特に、アルミニウムを
負極活物質として使用するアルミニウム−空気電池は、
アルミニウム負極の放電生成物の電解還元による再生が
むずかしいため、後者の型のみが検討対象とされてき
た。この場合、アルミニウム負極の過電圧の低減，及び
利用率の向上を図るため、アルミニウムに少量のＩｎ，
Ｍｎ，Ｇａ，Ｍｇ等の金属元素を添加させたアルミニウ
ム合金が使用されることもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記アルミ
ニウム−空気電池等の負極として用いられるアルミニウ
ム合金（又はアルミニウム）は、合金中にイオン半径の
異なる金属が混入されている等の理由によって、結晶が
歪んでいる。したがって、結晶が歪んでいる分だけ空気
中の酸素によって酸化（腐食）されやすく、これを負極
として使用する電池は保存特性が悪いという課題を有し
ていた。
ニウム−空気電池等の負極として用いられるアルミニウ
ム合金（又はアルミニウム）は、合金中にイオン半径の
異なる金属が混入されている等の理由によって、結晶が
歪んでいる。したがって、結晶が歪んでいる分だけ空気
中の酸素によって酸化（腐食）されやすく、これを負極
として使用する電池は保存特性が悪いという課題を有し
ていた。
【０００４】本発明は上記課題に鑑み、アルミニウム合
金等の腐食を抑制しつつ、保存特性に優れた電池を提供
することを目的とする。
金等の腐食を抑制しつつ、保存特性に優れた電池を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、正極と，負極と，両極間に介在せしめた電解
液とから成る電池において、上記負極は、結晶性が良好
なアルミニウム又はアルミニウム合金から成ることを特
徴とする。また、上記結晶性が良好なアルミニウム又は
アルミニウム合金は、不均一歪の値が0.０１２以下であ
ることを特徴とする。
するため、正極と，負極と，両極間に介在せしめた電解
液とから成る電池において、上記負極は、結晶性が良好
なアルミニウム又はアルミニウム合金から成ることを特
徴とする。また、上記結晶性が良好なアルミニウム又は
アルミニウム合金は、不均一歪の値が0.０１２以下であ
ることを特徴とする。
【０００６】
【作用】上記構成の如く、結晶性が良好なアルミニウム
又はアルミニウム合金を負極として使用した電池は、保
存特性が向上する。この理由は明らかではないが、アル
ミニウム又はアルミニウム合金の結晶性が良好であれ
ば、結晶の歪みが少ないため、アルミニウム等が腐食さ
れにくくなるからであると思われる。
又はアルミニウム合金を負極として使用した電池は、保
存特性が向上する。この理由は明らかではないが、アル
ミニウム又はアルミニウム合金の結晶性が良好であれ
ば、結晶の歪みが少ないため、アルミニウム等が腐食さ
れにくくなるからであると思われる。
【０００７】また、アルミニウム合金等の不均一歪につ
いて検討した結果、不均一歪の値が0.０１２以下であれ
ば、上記と同様の理由により保存特性が向上する。
いて検討した結果、不均一歪の値が0.０１２以下であれ
ば、上記と同様の理由により保存特性が向上する。
【０００８】
〔実施例１〕図１は本発明の一実施例に係る扁平型非水
電解液電池の断面図であり、ステンレススチールから成
る負極外装缶１の内底面にはＡｌ−Ｇａ合金から成る負
極２が圧着されている。上記負極外装缶１の周端はポリ
オレフィン製の絶縁パッキング３の内部に固定されてお
り、この絶縁パッキング３の外周にはステンレススチー
ルから成る正極外装缶４が固定されている。この正極外
装缶４の内底面には電解二酸化マンガンを活物質とする
正極５が固定されており、この正極５と前記負極２との
間には、ポリプロピレン製不織布より成り電解液が含浸
されたセパレータ６が介挿されている。前記電解液に
は、0.５Ｍ ＡｌＣｌ3 を含むＭＦＡ（ｎ−メチルホル
ムアミド）を用いている。尚、本電池の寸法は直径２0.
０mm，厚み2.５mmである。
電解液電池の断面図であり、ステンレススチールから成
る負極外装缶１の内底面にはＡｌ−Ｇａ合金から成る負
極２が圧着されている。上記負極外装缶１の周端はポリ
オレフィン製の絶縁パッキング３の内部に固定されてお
り、この絶縁パッキング３の外周にはステンレススチー
ルから成る正極外装缶４が固定されている。この正極外
装缶４の内底面には電解二酸化マンガンを活物質とする
正極５が固定されており、この正極５と前記負極２との
間には、ポリプロピレン製不織布より成り電解液が含浸
されたセパレータ６が介挿されている。前記電解液に
は、0.５Ｍ ＡｌＣｌ3 を含むＭＦＡ（ｎ−メチルホル
ムアミド）を用いている。尚、本電池の寸法は直径２0.
０mm，厚み2.５mmである。
【０００９】ここで、上記正極５を以下のようにして作
製した。電解二酸化マンガン９０重量％に、導電剤とし
て黒鉛５重量％，及び結着剤としてフッ素樹脂粉末５重
量％を加えて混合した後、この混合物を加圧成型して、
直径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５とし
た。
製した。電解二酸化マンガン９０重量％に、導電剤とし
て黒鉛５重量％，及び結着剤としてフッ素樹脂粉末５重
量％を加えて混合した後、この混合物を加圧成型して、
直径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５とし
た。
【００１０】一方、上記負極２は以下のようにして作製
した。先ず、既知の方法にて製造された１重量％のガリ
ウムを含むアルミニウム合金を、アルゴン不活性雰囲気
のアーク溶解炉内で溶解した後、冷却した。続いて、こ
のＡｌ−Ｇａ合金を所定の寸法に切断して、直径１2.０
mm，厚み0.５mmの負極２を作製した。
した。先ず、既知の方法にて製造された１重量％のガリ
ウムを含むアルミニウム合金を、アルゴン不活性雰囲気
のアーク溶解炉内で溶解した後、冷却した。続いて、こ
のＡｌ−Ｇａ合金を所定の寸法に切断して、直径１2.０
mm，厚み0.５mmの負極２を作製した。
【００１１】このようにして作製した電池を以下、（Ａ
1 ）電池と称する。 〔実施例２〜４〕Ａｌ−Ｇａ合金の代わりに、Ａｌ−Ｓ
ｎ合金，Ａｌ−Ｃａ合金，及びＡｌ−Ｚｎ合金をそれぞ
れ用いる他は、上記実施例１と同様にして電池を作製し
た。このようにして作製した電池を以下、それぞれ（Ａ
2 ）電池〜（Ａ4 ）電池と称する。 〔実施例５〕Ａｌ−Ｇａ合金の代わりにＡｌ−Ｃｕ合金
を用い、且つ、アニール処理を施する他は、上記実施例
１と同様にして電池を作製した。
1 ）電池と称する。 〔実施例２〜４〕Ａｌ−Ｇａ合金の代わりに、Ａｌ−Ｓ
ｎ合金，Ａｌ−Ｃａ合金，及びＡｌ−Ｚｎ合金をそれぞ
れ用いる他は、上記実施例１と同様にして電池を作製し
た。このようにして作製した電池を以下、それぞれ（Ａ
2 ）電池〜（Ａ4 ）電池と称する。 〔実施例５〕Ａｌ−Ｇａ合金の代わりにＡｌ−Ｃｕ合金
を用い、且つ、アニール処理を施する他は、上記実施例
１と同様にして電池を作製した。
【００１２】このようにして作製した電池を以下、（Ａ
5 ）電池と称する。 〔比較例〕Ａｌ−Ｇａ合金の代わりに、Ａｌ−Ｃｕ合金
を用る他は、上記実施例１と同様にして電池を作製し
た。このようにして作製した電池を以下、（Ｘ）電池と
称する。 〔実験１〕上記本発明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ4 ）電池，
及び比較例の（Ｘ）電池を用いて、Ｈａｌｌ法による不
均一歪の値，及び３か月後の容量保存率を調べたので、
その結果を表１，及び図２に示す。また、本発明の（Ａ
3 ）電池，及び比較例の（Ｘ）電池については、１か月
後，２か月後，３か月後の容量保存率を調べたので、そ
の結果を図３に示す。尚、容量保存率は放置温度６０
℃，電流0.０２５Ｃ，電池電圧1.０Ｖまで容量を確認
し、Ａｌ合金は１０％アノード溶解後使用した。ここ
で、不均一歪とは、以下のように定義される。 ・不均一歪の定義 ラウエカメラ等でデバイ環を測定した際、このデバイ環
がブロードになるという現象の原因の一つであって、下
記数１により定義される。
5 ）電池と称する。 〔比較例〕Ａｌ−Ｇａ合金の代わりに、Ａｌ−Ｃｕ合金
を用る他は、上記実施例１と同様にして電池を作製し
た。このようにして作製した電池を以下、（Ｘ）電池と
称する。 〔実験１〕上記本発明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ4 ）電池，
及び比較例の（Ｘ）電池を用いて、Ｈａｌｌ法による不
均一歪の値，及び３か月後の容量保存率を調べたので、
その結果を表１，及び図２に示す。また、本発明の（Ａ
3 ）電池，及び比較例の（Ｘ）電池については、１か月
後，２か月後，３か月後の容量保存率を調べたので、そ
の結果を図３に示す。尚、容量保存率は放置温度６０
℃，電流0.０２５Ｃ，電池電圧1.０Ｖまで容量を確認
し、Ａｌ合金は１０％アノード溶解後使用した。ここ
で、不均一歪とは、以下のように定義される。 ・不均一歪の定義 ラウエカメラ等でデバイ環を測定した際、このデバイ環
がブロードになるという現象の原因の一つであって、下
記数１により定義される。
【００１３】
【数１】
【００１４】η：不均一歪 λ：測定Ｘ線波長 β：積分幅 θ：回折線のブラッグ角 ε：結晶格子の平均の大きさ
【００１５】
【表１】
【００１６】表１，及び図２から明らかなように、本発
明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ4 ）電池は比較例の（Ｘ）電池
に比べて、いずれも容量保存率が向上していることが認
められる。これは、本発明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ5 ）電
池は不均一歪の値がいずれも0.０１２０以下であること
から、結晶性が良好であるためと思われる。また、図３
から明らかなように、比較例の（Ｘ）電池は１か月放置
後から急激に容量保存率が減少し、３か月放置後には約
５０％にまで容量保存率が減少するのに対し、本発明の
（Ａ3 ）電池は３か月放置後でも殆ど容量保存率が減少
していないことが認められる。
明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ4 ）電池は比較例の（Ｘ）電池
に比べて、いずれも容量保存率が向上していることが認
められる。これは、本発明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ5 ）電
池は不均一歪の値がいずれも0.０１２０以下であること
から、結晶性が良好であるためと思われる。また、図３
から明らかなように、比較例の（Ｘ）電池は１か月放置
後から急激に容量保存率が減少し、３か月放置後には約
５０％にまで容量保存率が減少するのに対し、本発明の
（Ａ3 ）電池は３か月放置後でも殆ど容量保存率が減少
していないことが認められる。
【００１７】尚、Ａｌ−Ｇａ合金，Ａｌ−Ｓｎ合金，Ａ
ｌ−Ｃａ合金，及びＡｌ−Ｚｎ合金はいずれもアニール
処理を施していないが、アニール処理を施すことにより
本発明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ4 ）電池の容量保存率は更
に向上するものと思われる。 〔実験２〕上記本発明の（Ａ5 ）電池，及び比較例の
（Ｘ）電池を用いて、Ｈａｌｌ法による不均一歪の値，
及び１か月後，２か月後，３か月後の容量保存率を調べ
たので、その結果を表２，及び図４に示す。尚、不均一
歪の値，及び容量保存率は上記実験１と同様の条件で測
定した。
ｌ−Ｃａ合金，及びＡｌ−Ｚｎ合金はいずれもアニール
処理を施していないが、アニール処理を施すことにより
本発明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ4 ）電池の容量保存率は更
に向上するものと思われる。 〔実験２〕上記本発明の（Ａ5 ）電池，及び比較例の
（Ｘ）電池を用いて、Ｈａｌｌ法による不均一歪の値，
及び１か月後，２か月後，３か月後の容量保存率を調べ
たので、その結果を表２，及び図４に示す。尚、不均一
歪の値，及び容量保存率は上記実験１と同様の条件で測
定した。
【００１８】
【表２】
【００１９】図４から明らかなように、本発明の
（Ａ5 ）電池は比較例の（Ｘ）電池に比べて、容量保存
率が向上していることが認められる。これは、表２から
も明らかなように、アニール処理を施すことによって不
均一歪みの値が小さくなることから、本発明の（Ａ5 ）
電池は比較例の（Ｘ）電池に比べて合金の結晶性が良好
であるためと思われる。
（Ａ5 ）電池は比較例の（Ｘ）電池に比べて、容量保存
率が向上していることが認められる。これは、表２から
も明らかなように、アニール処理を施すことによって不
均一歪みの値が小さくなることから、本発明の（Ａ5 ）
電池は比較例の（Ｘ）電池に比べて合金の結晶性が良好
であるためと思われる。
【００２０】〔その他の事項〕 上記実施例においては、第２金属元素として、Ｇ
ａ，Ｓｎ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｃｕ等を添加したが、本発明は
何らこれに限定されるものではなく、例えば、Ｉｎ等を
添加することも勿論可能である。 また、第２金属元素（Ｇａ，Ｓｎ，Ｃａ，Ｃｕ，Ｚ
ｎ等）の添加量はいずれも１重量％であるが、本発明は
何らこれに限定されるものではない。
ａ，Ｓｎ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｃｕ等を添加したが、本発明は
何らこれに限定されるものではなく、例えば、Ｉｎ等を
添加することも勿論可能である。 また、第２金属元素（Ｇａ，Ｓｎ，Ｃａ，Ｃｕ，Ｚ
ｎ等）の添加量はいずれも１重量％であるが、本発明は
何らこれに限定されるものではない。
【００２１】
【発明の効果】以上の本発明によれば、アルミニウム又
はアルミニウム合金の結晶性が良好でであるので、アル
ミニウム等が腐食されにくくなり、電池の保存特性が向
上するといった優れた効果を奏する。
はアルミニウム合金の結晶性が良好でであるので、アル
ミニウム等が腐食されにくくなり、電池の保存特性が向
上するといった優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る扁平型非水電解液電池
の断面図である。
の断面図である。
【図２】本発明の（Ａ1 ）電池〜（Ａ4 ）電池と，比較
例の（Ｘ）電池とにおける３か月後の容量保存率を示す
グラフである。
例の（Ｘ）電池とにおける３か月後の容量保存率を示す
グラフである。
【図３】本発明の（Ａ3 ）電池と，比較例の（Ｘ）電池
とにおける、１か月後，２か月後，３か月後の容量保存
率を示すグラフである。
とにおける、１か月後，２か月後，３か月後の容量保存
率を示すグラフである。
【図４】本発明の（Ａ5 ）電池と，比較例の（Ｘ）電池
とにおける、１か月後，２か月後，３か月後の容量保存
率を示すグラフである。
とにおける、１か月後，２か月後，３か月後の容量保存
率を示すグラフである。
２ 負極 ５ 正極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武江 正夫 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 水瀧 房吾 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 松浦 義典 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内 (72)発明者 古川 修弘 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機株 式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 正極と，負極と，両極間に介在せしめ
た電解液とから成る電池において、 上記負極は、結晶性が良好なアルミニウム又はアルミニ
ウム合金から成ることを特徴とする電池。 - 【請求項２】 上記結晶性が良好なアルミニウム又は
アルミニウム合金は、不均一歪の値が0.０１２以下であ
ることを特徴とする請求項１記載の電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4196954A JPH0644968A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4196954A JPH0644968A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 電 池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0644968A true JPH0644968A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16366421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4196954A Pending JPH0644968A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0644968A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3886221A4 (en) * | 2018-11-22 | 2022-08-03 | Sumitomo Chemical Company Limited | NEGATIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL FOR ANHYDROUS SECONDARY BATTERY, NEGATIVE ELECTRODE, CELL AND LAMINATE |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP4196954A patent/JPH0644968A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3886221A4 (en) * | 2018-11-22 | 2022-08-03 | Sumitomo Chemical Company Limited | NEGATIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL FOR ANHYDROUS SECONDARY BATTERY, NEGATIVE ELECTRODE, CELL AND LAMINATE |
| 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 |
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