專利名稱：負極及鋁空氣電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及負極及鋁空氣電池，詳細而言，涉及用于鋁空氣電池的負極及鋁空氣電池。
背景技術(shù)：
使用空氣中的氧氣作為活性物質(zhì)的空氣電池能夠?qū)崿F(xiàn)高能量密度化。空氣電池作 為能夠應(yīng)用于電動汽車用等各種用途的電池備受期待。作為空氣電池，可列舉出鋁空氣電池。專利文獻I公開了具有由鋁、鎂及錳組成的合金作為負極的鋁空氣電池，專利文獻2公開了具有由鋁、鎂、錫及錳組成的合金作為負極的鋁空氣電池?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :美國專利第4942100號說明書專利文獻2 日本特開平6-179936號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題在鋁空氣電池的負極中使用的以往的鋁合金具有對含有酸、堿等的電解液而言不夠充分的耐腐蝕性。因此，以往的鋁空氣電池的平均放電電壓并不充分。用于解決問題的手段本發(fā)明提供下述內(nèi)容。〈1> 一種負極，其具有鋁合金，該合金的鎂含量為0. 0001重量％以上且8重量％以下，該合金滿足從下述(A)及⑶所組成的組中選擇的至少I個條件，并且，該合金中的鋁、鎂、硅、鐵以外的元素的含量分別為0.005重量％以下。(A)鐵的含量為0. 0001重量％以上且0. 03重量％以下(B)硅的含量為0. 0001重量％以上且0. 02重量％以下〈2>根據(jù)〈1>的負極，其中，上述合金中的鋁、鎂以外的元素的總含量為0. I重量％以下?！?>根據(jù)〈1>或〈2>的負極，其中，上述合金在合金基質(zhì)中含有金屬間化合物粒子，合金表面中，粒子尺寸為0. I ii m2以上且小于100 U m2的金屬間化合物粒子的個數(shù)密度為1000個/mm2以下，粒子尺寸為IOOiim2以上的金屬間化合物粒子的個數(shù)密度為10個/mm2以下，并且，金屬間化合物粒子在合金表面的單位面積中的占有面積比例為0. 5%以下。<4>根據(jù)〈1> 〈3>中任一項的負極，其中，上述合金為軋制材料。
〈5>根據(jù)〈1> 〈4>中任一項的的負極，其中，上述合金上連接有引線?！?>根據(jù)〈5>的負極，其中，上述引線具有比上述合金高的電位。<7>根據(jù)〈5>或〈6>的負極，其中，上述引線的招含量為99. 8重量％以下。<8> 一種鋁空氣電池，其具有<1> 〈7>中任一項的的負極。<9>根據(jù)〈8>所述的鋁空氣電池，其具有層疊體及電解質(zhì)，所述層疊體依次層疊有上述負極、隔膜、具有催化劑層及集電體的正極、以及能擴散氧氣的膜。<10>根據(jù)〈9>的鋁空氣電池，其中，正極中的催化劑層含有二氧化錳或鉬?！?1>根據(jù)〈9>的鋁空氣電池，其中，正極中的催化劑層含有具有以八803表示的鈣 鈦礦型結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物，A表示從La、Sr及Ca所組成的組中選擇的至少2種元素，B表示從Mn、Fe、Cr及Co所組成的組中選擇的至少I種元素。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，得到平均放電電壓高的鋁空氣電池以及適于該空氣電池的負極。該空氣電池可適合使用在要求高電壓的用途、例如汽車、電動工具的發(fā)動機的驅(qū)動用等中。本發(fā)明在工業(yè)上極其有用。


圖I表示本發(fā)明的鋁空氣電池的一個形態(tài)的負極的構(gòu)成。圖2表示本發(fā)明的鋁空氣電池的一個形態(tài)的正極及氧氣擴散膜的構(gòu)成。圖3表示本發(fā)明的鋁空氣電池的一個形態(tài)的層疊體的構(gòu)成。圖4表示本發(fā)明的鋁空氣電池的一個形態(tài)的容器的構(gòu)成。圖5表示本發(fā)明的鋁空氣電池的一個形態(tài)的外觀圖。
具體實施例方式構(gòu)成本發(fā)明的負極的鋁合金(以下，有時稱作鋁合金或合金。)的鎂含量為0. 0001 8重量％。若鎂含量小于0. 0001重量％，則鋁合金對電解液的耐腐蝕性不夠充分。若鎂含量超過8重量％，則難以鑄造鋁合金。從負極的制作的容易度的觀點出發(fā)，合金中的鎂含量優(yōu)選為0. 01 8重量％,更優(yōu)選為I 8重量％,進一步更優(yōu)選為2 4重量％。合金滿足從下述(A)及(B)所組成的組中選擇的至少I個條件。(K)鐵含量為0. 0001 0. 03重量％ (優(yōu)選為0. 0001 0. 005重量％ )。(B)硅含量為0. 0001 0. 02重量％ (優(yōu)選為0. 0005 0. 005重量％ )。若鐵含量小于0.0001重量％及硅含量小于0.0001重量％，則存在難以制造而成本變高等問題。若鐵含量超過0. 03重量％及娃含量超過0. 02重量％,則使負極含浸于空氣電池的電解液時，有時鋁合金的腐蝕量會變大。合金中的Al、Mg、Si及Fe以外的元素的含量分別為0. 005重量％以下，優(yōu)選為0. 002重量％以下。其他的元素例如為銅(Cu)、鈦(Ti)、錳(Mn)、鎵(Ga)、鎳(Ni)、釩(V)、鋅(Zn)。若其他元素的含量分別超過0.005重量％，則鋁合金的耐腐蝕性降低。在其他的元素的中，由于銅對鋁合金的耐腐蝕性有顯著的影響，因此銅的含量優(yōu)選為0. 002重量％以下。若銅含量大，則使負極含浸于空氣電池的電解液時，鋁合金的腐蝕量變得特別大。合金中的鋁、鎂以外的元素的總含量優(yōu)選為0. I重量％以下，更優(yōu)選為0. 02重量％。若鋁、鎂以外的元素的總含量為0. I重量％以下，則對電解液的耐腐蝕性進一步提聞。合金可以在合金基質(zhì)中含有金屬間化合物粒子(以下，有時稱為粒子。)。作為金屬間化合物，可列舉出Al3Mg、Mg2Si、Al-Fe系等。在合金的合金基質(zhì)中含有金屬間化合物粒子的情況下，合金表面上，粒子尺寸為0. Iym2以上且小于lOOym2的金屬間化合物粒子的個數(shù)密度優(yōu)選為1000個/mm2以下，更優(yōu)選為500個/mm2以下。此外，同樣地，粒子尺寸為100 y m2以上的金屬間化合物粒子的個數(shù)密度優(yōu)選為10個/mm2以下。粒子尺寸、粒子的個數(shù)密度可以基于對將鋁合金的表面進行鏡面研磨后利用蝕刻液進行蝕刻而得到的表面進行拍攝而成的光學(xué)顯微鏡照片來確定，作為蝕刻液，可列舉出I重量％的氫氧化鈉水溶液。粒子尺寸是在光學(xué)顯微鏡照片中所觀察到的各金屬間化合物粒子所占的面積。本發(fā)明中，將從鋁合金的表面到深度方向為IOiim為止的范圍視為合金表面。合金表面中，若粒子尺寸為0. I ii m2以上且小于100 U m2的金屬間化合物粒子的個數(shù)密度為1000個/mm2以下，則合金的耐腐蝕性進一步提高。進而，若粒子尺寸超過100 u m2的金屬間化合物粒子的個數(shù)密度為10個/mm2以下，合金的耐腐蝕性更進一步提高。合金表面中，金屬間化合物粒子在合金表面的單位面積中的占有面積比例優(yōu)選為0. 5%以下，更優(yōu)選為0. 2%以下，進一步更優(yōu)選為0. I %以下。該占有面積比例表示在上述光學(xué)顯微鏡照片中所觀察到的各個粒子的粒子尺寸的合計值，即表示各個粒子所占的面積的合計值與鋁合金的面積的比例。(合金的制造方法)本發(fā)明中的合金例如可通過包括以下工序的方法來制造，即，使高純度鋁(純度99. 999%以上)在約680 800°C下熔融，在熔融鋁中插入既定量的鎂(純度99. 99%以上)，得到合金熔液，從合金熔液除去氫氣、非金屬夾雜物。作為上述的除去工序，例如可列舉出合金熔液的真空處理。真空處理通常在約700°C 約800°C、約I小時 約10小時，真空度0. I IOOPa的條件下進行。作為上述除去工序，也可利用在合金熔液中吹入焊劑 (flux)、惰性氣體或氯氣的處理。在除去工序變潔凈的合金熔液通常用鑄模進行鑄造，得到鑄錠。通過向加熱到50 200°C的鐵制或石墨制的鑄模中澆注680 800°C的合金熔液的方法，從而得到鑄錠。接著，對鑄錠進行固溶處理。作為固溶處理，可列舉出以下方法以約50°C /小時的速度將鑄錠從室溫升溫到約430°C，保持約10小時，接著，以約50°C /小時的速度升溫到約500°C，保持約10小時后，以約300°C /小時的速度從約500°C冷卻到約200°C。經(jīng)固溶處理的鑄錠被切削后可利用在負極中。將鑄錠進行軋制、擠出、或鍛造的材料，其0.2%屈服應(yīng)力更高，易于利用在負極中。作為鑄錠的軋制方法，例如可列舉出通過對鑄錠進行熱軋及冷軋而加工成板材的方法。例如，在溫度為350 450°C、1次加工率為2 20%的條件下對鑄錠重復(fù)進行熱軋直到目標(biāo)厚度為止。
在熱軋后和冷軋之前，通常進行退火處理。退火處理，例如可以將經(jīng)熱軋的板材加熱到350 450°C，升溫后立即放冷，也可以保持I 5小時后放冷。利用該處理，材料軟化，從而得到對冷軋優(yōu)選的狀態(tài)。冷軋例如在小于鋁合金的重結(jié)晶溫度的溫度，通常在室溫 80°C以下，在I次加工率為I 10%的條件下，重復(fù)進行直到達到目標(biāo)厚度為止。通過冷軋，能得到以薄板材達到0. 2%屈服應(yīng)力為150N/mm2以上的鋁合金。在本發(fā)明的負極中，優(yōu)選的是在鋁合金上連接引線。通過在合金上連接引線，能夠在鋁空氣電池中從負極有效地輸出放電電流。在鋁合金上連接的引線的材料只要是導(dǎo)電材料即可。作為該材料，例如可列舉出從鋁、鎳、鉻，鐵、鈦所組成的組中選擇的一種以上的金屬或含有該金屬的合金。優(yōu)選的是引線具有比鋁合金高的電位。若引線比鋁合金高，則引線一直存在到鋁空氣電池的放電結(jié)束時為止，能夠從負極有效地取出放電電流。
在上述引線為鋁的情況下，鋁含量優(yōu)選為99. 8重量％以下。若鋁含量為99. 8重量％以下，則即使在發(fā)電中引線與空氣電池的電解液接觸的情況下，也能夠抑制由在鋁合金與引線的連接部產(chǎn)生的電位差所致的腐蝕。其結(jié)果能夠在鋁空氣電池中從負極有效地取出放電電流。(鋁空氣電池)本發(fā)明的鋁空氣電池具有本發(fā)明的負極。本發(fā)明的鋁空氣電池優(yōu)選具有依次層疊有上述負極、具有隔膜、催化劑層及集電體的正極、能擴散氧氣的膜(以下，也稱作氧氣擴散膜。)的層疊體；以及電解質(zhì)。以下，作為本發(fā)明的鋁空氣電池的一個形態(tài)，對還具有容器并且在該容器中具有上述層疊體及電解質(zhì)的鋁空氣電池進行說明。(負極)作為負極，使用上述的本發(fā)明的負極。圖I表示本發(fā)明的鋁空氣電池的一個形態(tài)的負極的構(gòu)成。圖I所示的負極100具有鋁合金3，在鋁合金3的端部連接有外部連接端子(引線)1。此外，鋁合金3的不與電解液接觸的一面及引線I的一部分被酰亞胺帶2覆蓋。作為引線(負極引線)1，可以使用上述的引線材料。作為負極的形狀，可列舉出板狀、網(wǎng)狀、多孔板狀、海綿狀等。圖I中，鋁合金3的不與電解液接觸的一面及引線I的一部分被酰亞胺帶2覆蓋，但也可以沒有酰亞胺帶2。但是，從抑制局部電池的產(chǎn)生的觀點出發(fā)，優(yōu)選的是如圖I所示那樣用酰亞胺帶等不能透過參與電池反應(yīng)的離子的材料覆蓋鋁合金的不與電解液接觸的一面及引線的一部分。(隔膜)作為隔膜，只要是可移動電解質(zhì)的絕緣材料，則沒有特別的限定，例如可列舉出由聚烯烴、氟樹脂等樹脂形成的無紡布或多孔質(zhì)膜。作為具體的樹脂，可列舉出聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等。在電解質(zhì)為水溶液的情況下，隔膜可以被親水化。作為此時的樹脂，可列舉出經(jīng)親水性化處理的聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等。(正極)
圖2表示本發(fā)明的鋁空氣電池的一個形態(tài)的正極及氧氣擴散膜的構(gòu)成。圖2所示的正極200具有集電體5及形成在集電體5上的催化劑層(正極催化劑層)6，在集電體5的端部連接有外部連接端子(引線)4。在正極200上層疊有后述的氧氣擴散膜7。集電體5只要是導(dǎo)電材料即可，例如可列舉出包括鎳、鉻、鐵、鈦的金屬或含有該金屬的合金，優(yōu)選為鎳、不銹鋼(鐵-鎳-鉻合金)。作為形狀，可列舉出網(wǎng)(mesh)、多孔板
坐寸o引線(正極引線)4只要是導(dǎo)電材料即可，例如可列舉出從鎳、鉻、鐵、鈦所組成的組中選擇的一種以上的金屬或者含有該金屬的合金，優(yōu)選可列舉出鎳、不銹鋼。正極200中的催化劑層6具有催化劑。催化劑層6優(yōu)選的是除催化劑外還含有導(dǎo)電劑及將它們與集電體5粘接的粘結(jié)劑。 作為正極200中的催化劑，只要是能夠還原氧氣的材料即可，例如可列舉出活性炭等碳材料、鉬、銥等的非氧化物材料；二氧化錳等錳氧化物、銥氧化物、含有從鈦、鉭、鈮、鎢及鋯所組成的組中選擇的I種以上的金屬的銥氧化物、具有以ABO3表示的鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物等的氧化物材料。作為催化劑層6的優(yōu)選的一個形態(tài)，可列舉出含有二氧化錳或鉬的催化劑層。作為催化劑層6的優(yōu)選的一個形態(tài)，可列舉出含有具有以ABO3表示的鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物的催化劑層，其中，A表示從La、Sr及Ca所組成的組中選擇的至少2種元素，B表示從Mn、Fe、Cr及Co所組成的組中選擇的至少I種元素。鉬對氧氣的還原的催化劑活性高，因此更優(yōu)選。具有上述鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物能夠吸藏并放出氧氣，故優(yōu)選。由此，也可以將鋁空氣電池作為二次電池來使用。正極200中導(dǎo)電劑只要是能使催化劑層(正極催化劑層)6的導(dǎo)線性提高的材料即可，具體而言，可列舉出乙炔黑、科琴黑等碳材料。正極中的粘結(jié)劑只要是難溶解在所使用的電解液中的粘結(jié)劑即可，優(yōu)選聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚氯三氟乙烯、氯三氟乙烯-乙烯共聚物等氟樹脂。(氧氣擴散膜7)氧氣擴散膜7只要是能夠適合透過空氣中的氧氣的膜即可，可列舉出由聚烯烴、氟樹脂等樹脂形成的無紡布或多孔質(zhì)膜。作為樹脂，具體而言，可列舉出聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等樹脂。氧氣擴散膜7如圖2所示那樣預(yù)先層疊在正極200上，借助氧氣擴散膜7向正極200供給空氣中的氧氣。(層疊體)圖3表示本發(fā)明的鋁空氣電池的一個形態(tài)的層疊體的構(gòu)成。圖3所示的層疊體300是依次層疊有負極100、隔膜8、正極200和氧氣擴散膜7的層疊體。該層疊體300通過依次層疊負極100、隔膜8、正極200和氧氣擴散膜7而得到。(電解質(zhì))電解質(zhì)通常以溶解在水系溶劑或非水系溶劑的電解液的形式來使用，與負極100、隔膜8、及正極200接觸。在使用水系溶劑的情況下，電解液優(yōu)選為溶解了作為電解質(zhì)的NaOH、KOH或NH4Cl的水溶液。水溶液中的NaOH、KOH或NH4Cl的濃度優(yōu)選為I 99重量％，更優(yōu)選為5 60重量％，進一步更優(yōu)選為5 40重量％。(容器)容器容納層疊有負極、隔膜、正極和氧氣擴散膜的層疊體、以及電解質(zhì)(電解液)。作為容器的材質(zhì)，例如可列舉出聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS等樹脂；難以與負極、正極、電解質(zhì)反應(yīng)的金屬等。圖4表示本發(fā)明的鋁空氣電池的一個形態(tài)的容器的構(gòu)成。圖4所示的容器400由形成有開口部IOa的容器本體20及蓋構(gòu)件30構(gòu)成。圖5為表示本發(fā)明的鋁空氣電池的一個形態(tài)的外觀圖。圖5所示的鋁空氣電池500在容器本體20上以氧氣擴散膜(以下，根據(jù)情況稱作“氧氣透過膜”)7與開口部IOa密接的方式配置上述層疊體300，進而蓋構(gòu)件30具有與容器本體20接合的結(jié)構(gòu)。此外，鋁空氣電池500在由容器本體20及蓋構(gòu)件30形成的容器的內(nèi)部具有電解質(zhì)。鋁空氣電池500例如可以按照以下方式來制造，即在容器本體20上以氧氣透過膜7與開口部IOa密接的方式 配置上述層疊體300后，將蓋構(gòu)件30用粘接劑等與容器本體20粘接，從開口部IOb注液電解質(zhì)(電解液)。為了防止電解液泄露，優(yōu)選將開口部IOa的邊緣與氧氣透過膜的周邊部用環(huán)氧樹脂系粘接劑等密封。在上述那樣的構(gòu)成的本實施方式的鋁空氣電池中，能夠從形成在容器中的開口部IOa借助氧氣透過膜7向正極供給空氣中的氧氣。實施例以下，通過實施例更詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于以下的實施例。物性測定按以下方式進行。(鋁合金的成分分析)使用發(fā)射光譜分析裝置(型號ARL_4460, Thermo Fisher Scientific公司制)，對鋁合金中的Mg、Si、Fe、Cu、Ti、Mn、Ga、Ni、V、Zn進行定量。另外，這些元素可以利用輝光放電質(zhì)譜裝置進行更精密地定量。(軋制的加工率)由加工前的鋁合金的截面積(Stl)和加工后的鋁合金的截面積(S)根據(jù)下式算出軋制的加工率。加工率(%) = (S0-S)/S0X 100(鋁合金表面的金屬間化合物的粒子尺寸、粒子的個數(shù)密度、占有面積比例)對鋁合金的表面進行鏡面研磨，將研磨后的表面在20°C、1重量％的氫氧化鈉水溶液中浸潰60秒，由此進行蝕刻，水洗。接著，使用光學(xué)顯微鏡對表面進行攝影。根據(jù)攝影倍率為200倍的光學(xué)顯微鏡照片來確認金屬間化合物粒子的粒子尺寸、粒子的個數(shù)密度(每單位面積的個數(shù))及占有面積比例。另外，利用光學(xué)顯微鏡照片難以識別的小于0. I U m2的尺寸的粒子不進行計數(shù)。(鋁合金的強度(0.2%屈服應(yīng)力))有關(guān)鋁合金的強度，對JIS5號試驗片，使用INSTR0N8802，利用試驗速度20mm/分鐘的0.2%微量殘余伸長(offset)法來求得。(鋁合金的耐腐蝕性)將試驗片(縱40mm,橫40mm,厚0. 5mm)浸潰在硫酸(濃度為lmol/L,溫度為80°C )中。浸潰后經(jīng)過2小時、8小時、24小時后，測定溶出的Al、Mg。所溶出的Al、Mg利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜分析(ICP-AES)來進行定量。(制造例I)(招樣品I的制造)使高純度鋁(純度99. 999%以上)在750°C下熔融，得到鋁熔液。接著，將鋁熔液在溫度750°C且2小時、真空度為50Pa的條件下保持，進行了真空處理。用150°C的鑄鐵鑄模(22mmX150mmX200mm)對真空處理后的鋁熔液進行鑄造，得到鑄錠。接著，將鑄錠在以下的條件下進行固溶處理。將鑄錠以50°C /小時的速度從室溫(250C )升溫到430°C，在430°C保持10小時，接著，以50°C /小時的速度升溫到500°C，在500°C保持10小時，然后，以300°C /小時的速度從500°C冷卻到200°C。對經(jīng)固溶處理的鑄錠的兩面進行2mm面削加工后，進行熱軋而得到鋁板。在 350°C 450°C下從厚度18mm到3mm為止以加工率83%來進行熱軋。接著，將熱軋后的鋁板加熱到溫度370°C，升溫后保持I小時，放冷，通過這樣的方法進行退火處理。接著，對鋁板進行冷軋，得到軋制板。冷軋在50°C以下進行。所得的軋制板的厚度為0.1mm。將所得的軋制板稱作樣品I。樣品I中含有的成分的測定結(jié)果如表I所示。(制造例2)(招合金樣品2的制造)使高純度鋁(純度99. 999%以上)在750°C下熔融，以使合金中的Mg含量為2. 5重量％的方式配合鎂(純度99. 99%以上)，插入到熔融鋁中，得到Mg含量為2. 5重量％的Al-Mg合金熔液。接著，在溫度為750°C且2小時、真空度為50Pa的條件下保持合金熔液，進行真空處理。用150°C的鑄鐵鑄模(22mmX150mmX200mm)對真空處理后的合金熔液進行鑄造，得到鑄錠。接著，將鑄錠在以下的條件下進行固溶處理。將鑄錠以50°C /小時的速度從室溫(250C )升溫到430°C，在430°C保持10小時，接著，以50°C /小時的速度升溫到500°C，在500°C保持10小時，然后，以300°C /小時的速度從500°C冷卻到200°C。對經(jīng)固溶處理的鑄錠的兩面進行2_面削加工后，進行熱軋而得到鋁合金板。在3500C 4500C下從厚度18mm到3mm為止以加工率83 %進行熱軋。接著，將熱軋后的鋁合金板加熱到溫度370°C，升溫后保持I小時，放冷，通過這樣的方法進行退火處理。接著，對鋁合金板進行冷軋，得到軋制板。冷軋在50°C以下進行。所得的軋制板的厚度為0. 1mm。將所得的軋制板稱作樣品2。樣品2中含有的成分的測定結(jié)果如表I所示。(制造例3)(鋁合金樣品3的制造)除了以Mg的含量為3. 8重量％的方式進行配合以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品3。樣品3中含有的成分的測定結(jié)果如表I所示。(制造例4)(鋁合金樣品4的制造)除了以Mg的含量為5. 0重量％的方式進行配合以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品4。(制造例5)
(招合金樣品5的制造)除了以Mg的含量為7. 0重量％的方式進行配合以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品5。(制造例6)(鋁合金樣品6的制造)除了以Mg的含量為10. 0重量％的方式進行配合以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品6。(制造例7)(鋁合金樣品I的制造) 除了以Mg的含量為12. 0重量％的方式進行配合以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品7。(制造例8)(鋁樣品8的制造)除了使用鋁(純度99. 8% )來代替高純度鋁(純度99. 999% )以外，與制造例I進行同樣的操作，制造樣品8。樣品8中含有的成分的測定結(jié)果如表I所示。(制造例9)(招合金樣品9的制造)除了使用鋁(純度99. 8% )來代替高純度鋁(純度99. 999% )以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品9。樣品9中含有的成分的測定結(jié)果如表I所示。(制造例10)(鋁合金樣品10的制造)除了使用鋁(純度99. 8% )來代替高純度鋁(純度99. 999% )并且以Mg的含量為3.7重量％的方式進行配合以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品10。樣品10中含有的成分的測定結(jié)果如表I所示。(制造例11)(鋁合金樣品11的制造)除了代替Mg而以Cu的含量為0.5重量％的方式配合Cu (純度99. 99%)以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品11。樣品11中含有的成分的測定結(jié)果如表I所示。(制造例12)(鋁合金樣品12的制造)除了以Mg的含量為I. 5重量％的方式進行配合以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品12。樣品12中含有的成分的測定結(jié)果如表I所示。(制造例13)(鋁合金樣品13的制造)除了以Mg的含量為I. 0重量％的方式進行配合以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品13。樣品13中含有的成分的測定結(jié)果如表I所示。(制造例14)(鋁合金樣品14的制造)除了以Mg的含量為0. 5重量％的方式進行配合以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品14。樣品14中含有的成分的測定結(jié)果如表I所示。(制造例15)(鋁合金樣品15的制造)除了以Mg的含量為0. 25重量％的方式進行配合以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品15。樣品15中含有的成分的測定結(jié)果如表I所示。(制造例16)(鋁合金樣品16的制造)除了以Mg的含量為0. I重量％的方式進行配合以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品16。樣品16中含有的成分的測定結(jié)果如表I所示。 (制造例17)(鋁合金樣品17的制造)除了以Mg的含量為0. 05重量％的方式進行配合以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品17。樣品17中含有的成分的測定結(jié)果如表I所示。(制造例18)(鋁合金樣品18的制造)除了以Mg的含量為0. 01重量％的方式進行配合以外，與制造例2進行同樣的操作，制造樣品18。樣品18中含有的成分的測定結(jié)果如表I所示。表I
權(quán)利要求
1.一種負極，其具有鋁合金， 該合金的鎂含量為0. 0001重量％以上且8重量％以下， 該合金滿足下述(A)及(B)中的至少I個條件， 并且，該合金中的鋁、鎂、硅、鐵以外的元素的含量分別為0. 005重量％以下， (A)鐵的含量為0.0001重量％以上且0. 03重量％以下， (B)硅的含量為0.0001重量％以上且0. 02重量％以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的負極，其中，所述合金中的鋁、鎂以外的元素的總含量為0.I重量％以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的負極，其中，所述合金在合金基質(zhì)中含有金屬間化合物粒子， 合金表面中， 粒子尺寸為0. I y m2以上且小于100 u m2的金屬間化合物粒子的個數(shù)密度為1000個/mm2以下， 粒子尺寸為lOOym2以上的金屬間化合物粒子的個數(shù)密度為10個/mm2以下，并且， 金屬間化合物粒子在合金表面的単位面積中的占有面積比例為0. 5%以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項所述的負極，其中，所述合金為軋制材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項所述的負極，其中，在所述合金上連接有引線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的負極，其中，所述引線具有比所述合金高的電位。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的負極，其中，所述引線的鋁含量為99.8重量％以下。
8.—種鋁空氣電池，其具有權(quán)利要求I 7中任一項所述的負極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋁空氣電池，其具有層疊體及電解質(zhì)，所述層疊體依次層疊有所述負極、隔膜、具有催化劑層和集電體的正極、以及能擴散氧氣的膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋁空氣電池，其中，正極中的催化劑層含有ニ氧化錳或鉬。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋁空氣電池，其中，正極中的催化劑層含有具有以ABO3表示的鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物，A表示從La、Sr及Ca所組成的組中選擇的至少2種元素，B表示從Mn、Fe、Cr及Co所組成的組中選擇的至少I種元素。
全文摘要
本發(fā)明提供一種負極，其具有鋁合金，該合金的鎂含量為0.0001重量％以上且8重量％以下，該合金滿足下述(A)及(B)中的至少1個條件，并且，該合金中的鋁、鎂、硅、鐵以外的元素的含量分別為0.005重量％以下。(A)鐵的含量為0.0001重量％以上且0.03重量％以下；(B)硅的含量為0.0001重量％以上且0.02重量％以下。
文檔編號H01M4/46GK102771005SQ20118001089
公開日2012年11月7日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月25日
發(fā)明者安田均, 山口瀧太郎 申請人:住友化學(xué)株式會社