(57)【要約】【課題】硫黄を含むマグネシウム電池の耐熱性をより向上する。【解決手段】マグネシウム電池１０は、マグネシウムと酸化還元反応する遷移金属硫化物、例えば、硫化鉄を含む正極活物質を集電体１１上に形成した正極１２と、負極活物質を集電体１３上に形成した負極１４と、正極１２と負極１４との間に介在しマグネシウムイオンを伝導する固体電解質１６と、を備えている。正極１２は、ＦｅＳを正極活物質として有する正極活物質することが好ましい。また、固体電解質１６は、マグネシウムと水素とを含む錯イオン構造を有する化合物を含む無機マグネシウム固体電解質とすることが好ましい。このとき、この化合物が水素化ホウ素及び水素化窒素のうち少なくとも一方を含んでいることがより好ましく、Ｍｇ（ＢＨ4）（ＮＨ2）の構造を含んでいることが更に好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウムと酸化還元反応する遷移金属硫化物を含む正極活物質を有する正極と、
マグネシウムイオンを伝導する固体電解質と、
マグネシウムを含む負極活物質を有する負極と、
を備えたマグネシウム電池。
【請求項２】
前記正極は、硫化鉄を含む正極活物質を有する、請求項１に記載のマグネシウム電池。
【請求項３】
前記固体電解質は、マグネシウムと水素とを含む錯イオン構造を有する化合物を含む無機マグネシウム固体電解質である、請求項１又は２に記載のマグネシウム電池。
【請求項４】
前記固体電解質は、前記化合物が水素化ホウ素及び水素化窒素のうち少なくとも一方を含んでいる、請求項３に記載のマグネシウム電池。
【請求項５】
前記固体電解質は、前記化合物がＭｇ（ＢＨ4）2及びＭｇ（ＮＨ2）2のうち少なくとも一方の構造を含んでいる、請求項３又は４に記載のマグネシウム電池。
【請求項６】
前記固体電解質は、前記化合物がＭｇ（ＢＨ4）（ＮＨ2）の構造を含んでいる、請求項３〜５のいずれか１項に記載のマグネシウム電池。
【請求項７】
前記固体電解質は、前記化合物がＭｇ（ＢＨ4）2及びＭｇ（ＮＨ2）2を混合して加熱する熱処理工程を経て作製されている、請求項３〜６のいずれか１項に記載のマグネシウム電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高エネルギー密度を有する電池としては、高容量の負極と正極とを組み合わせることが重要である。近年、硫黄とマグネシウムとを組み合わせた、非常に大きな理論体積エネルギー密度を有するマグネシウム−硫黄電池が作動することが報告されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、このようなマグネシウム電池としては、粒子状の金属酸化物とその表面に分布した粒子状の硫黄とからなる正極活物質を有する正極と、マグネシウムを伝導する電解液とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電池では、金属酸化物の表面に分布した硫黄が、陽イオンと酸素との接触を妨げ、放電時に陽イオンと酸素との強固な結合を阻止することができ、二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０８４７８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｈ．Ｓ．Ｋｉｍら、Ｎａｔｕｒｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ２（２０１１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１に記載のマグネシウム−硫黄電池では、放電生成物であるポリ硫化物が電解液へ溶解することに起因する電池劣化が懸念されている。また、上述の特許文献１のマグネシウム電池では、充放電時の温度については考慮されていなかった。例えば、マグネシウムイオンの伝導度などを考慮し、マグネシウム電池をより高温で利用する場合が考えられる。硫黄は、例えば、１１５℃以上で融解することがあり、硫黄の液化により電池が劣化したり、硫黄が気化することにより負極と反応して電池が劣化したりすることがあった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、硫黄を含むものにおいて、耐熱性をより向上することができるマグネシウム電池を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、硫化鉄（ＦｅＳ）などをマグネシウム電池の正極活物質として利用したところ、硫黄を含むものにおいて耐熱性をより向上することができることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明のマグネシウム電池は、
マグネシウムと酸化還元反応する遷移金属硫化物を含む正極活物質を有する正極と、
マグネシウムイオンを伝導する固体電解質と、
マグネシウムを含む負極活物質を有する負極と、
を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のマグネシウム電池は、耐熱性をより向上することができる。このような効果が得られる理由は、例えば、マグネシウムと酸化還元反応する遷移金属硫化物、具体的には、硫化鉄では、マグネシウムイオンをキャリアとする電池反応が可能であり、且つその融点が６００℃以上と高いためである。更に、固体電解質を用いるため、電解液などに比してより高い温度で電池反応を行うことができる。例えば、一般的に用いられる正極活物質である硫黄では、融点が１１５℃程度であり、比較的高い温度範囲（例えば１００℃以上５００℃以下の範囲など）では、融解や気化などが生じ、電池劣化が起きやすい。これに対して、本発明のマグネシウム電池では、上述の正極活物質及び固体電解質の利用により、比較的高い温度範囲での耐熱性をより向上することができる。このため、この温度範囲で電池を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】マグネシウム電池１０の一例を模式的に示す説明図。
【図２】実験例２の無機マグネシウム固体電解質のＸ線回折の測定結果。
【図３】実験例１，２の温度と電気伝導率との関係図。
【図４】実施例１のマグネシウム電池の放電曲線。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のマグネシウム電池は、マグネシウムと酸化還元反応する遷移金属硫化物を含む正極活物質を有する正極と、マグネシウムイオンを伝導する固体電解質と、マグネシウムを含む負極活物質を有する負極と、を備えている。
【００１３】
本発明のマグネシウム電池の正極は、マグネシウムと酸化還元反応する遷移金属硫化物を含む正極活物質を有している。このマグネシウムと酸化還元反応する遷移金属硫化物としては、例えば、硫化鉄や硫化銅などが挙げられる。なお、この正極には、硫酸鉄や硫酸銅が含まれていてもよい。このうち、正極は、硫化鉄を正極活物質とすることが好ましい。硫化鉄は、耐熱性が高く、また、導電性を有しており、例えば、正極合材に混合する導電材をより少なくすることが可能であり、電池のエネルギー密度をより高めることができる。硫化鉄としては、例えば、ＦｅＳやＦｅ2Ｓ3、ＦｅＳ2などが挙げられるが、ＦｅＳであることが好ましい。ＦｅＳは、融点が１１００℃以上であり、耐熱性が高いからである。また、Ｍｇ−ＦｅＳ電池の理論密度は、１６６７Ａｈ／Ｌであり、１．４Ｖ動作において２３３４Ｗｈ／Ｌと非常に大きな理論エネルギー密度を有しているからである。
【００１４】
正極は、例えば、正極活物質である遷移金属硫化物をプレス成形して作成するものとしてもよい。あるいは、この正極は、正極活物質と結着材とを混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の正極合材としたものを、集電体の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成してもよい。また、正極合材には、必要に応じて、導電材を加えてもよい。導電材は、正極の電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば特に限定されず、例えば、黒鉛（天然黒鉛や人造黒鉛）、ケッチェンブラックなどの炭素材料や、金属（銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金など）などの１種又は２種以上を混合したものを用いることができる。結着材としては、活物質粒子及び導電材粒子を繋ぎ止める役割を果たすものであり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などの樹脂を用いることができる。溶剤としては、例えばＮ−メチルピロリドンなどの有機溶剤を用いることができる。塗布方法としては、例えば、アプリケータロールなどのローラコーティング、スクリーンコーティング、ドクターブレイド方式、スピンコーティング、バーコータなどが挙げられ、これらのいずれかを用いて任意の厚さ・形状とすることができる。集電体としては、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、鉄、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラスなどのほか、接着性、導電性及び耐酸化性向上の目的で、アルミニウムや銅などの表面をカーボン、ニッケル、チタンや銀などで処理したものを用いることができる。これらについては、表面を酸化処理することも可能である。集電体の形状については、箔状、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の形成体などが挙げられる。集電体の厚さは、例えば１〜５００μｍのものが用いられる。
【００１５】
本発明のマグネシウム電池の固体電解質は、マグネシウムイオンを伝導するものである。この固体電解質は、特に限定されないが、マグネシウムと水素とを含む錯イオン構造を有する化合物を含む無機マグネシウム固体電解質であることがより好ましい。この無機マグネシウム固体電解質に含まれる化合物（以下、単に化合物とも称する）は、ホウ素及び窒素のうち少なくとも一方を含んでいることが好ましい。また、この化合物は、水素化ホウ素及び水素化窒素のうち少なくとも一方を含んでいることが好ましい。こうすれば、マグネシウムを含む錯イオン構造を形成しやすい。この化合物は、Ｍｇ（ＢＨ4）2及びＭｇ（ＮＨ2）2のうち少なくとも一方の構造を含んでいることが好ましく、Ｍｇ（ＢＨ4）（ＮＨ2）の構造を含んでいることが更に好ましい。Ｍｇ（ＢＨ4）2及びＭｇ（ＮＨ2）2の構造を含むものとすると、例えば、２５０℃以下の作動温度で、マグネシウムイオンを伝導することができる。また、より高い電気伝導率を示すものとすることができる。更に、Ｍｇ（ＢＨ4）（ＮＨ2）の構造を有すると、更に高い電気伝導率を示し、より高い伝導率でマグネシウムイオンを伝導することができる。ここで、「Ｍｇ（ＢＨ4）（ＮＨ2）の構造を含む」とは、Ｍｇ（ＢＨ4）2とＭｇ（ＮＨ2）2とが単に混合されているだけでなく、Ｍｇ（ＢＨ4）（ＮＨ2）の構造を有することを意味する。この化合物には、Ｍｇ（ＢＨ4）（ＮＨ2）が５０ｍｏｌ％以上含まれていることが好ましく、８０ｍｏｌ％以上含まれていることが更に好ましい。
【００１６】
この固体電解質において、上記化合物は、Ｍｇ（ＢＨ4）2及びＭｇ（ＮＨ2）2を混合して加熱する熱処理工程を経て作製されているものとしてもよい。こうすれば、Ｍｇ（ＢＨ4）（ＮＨ2）の構造とすることができる。この熱処理工程では、例えば、Ｍｇ（ＢＨ4）2及びＭｇ（ＮＨ2）2を１：１のモル比で混合することが好ましい。また、処理を行う雰囲気は、特に限定されず、大気中であってもよいが、Ａｒなどの希ガス又は窒素ガスなどの不活性雰囲気であることが好ましい。また、熱処理温度は、例えば、無機マグネシウム固体電解質として使用する際の作動温度よりも高い温度とすることが好ましく、原料であるＭｇ（ＢＨ4）2及びＭｇ（ＮＨ2）2の熱分解温度又は融解温度よりも低い温度であることが好ましい。この熱処理温度は、１００℃以上であることが好ましく、１５０℃以上であることがより好ましく、１８０℃以上であることがより好ましい。また、この熱処理温度は、２００℃以下であることが好ましい。処理時間は、熱処理温度などの条件に応じて適宜設定すればよく、例えば、１時間以上としてもよく、１２時間以下の範囲としてもよい。
【００１７】
本発明の固体電解質は、気孔率が１５体積％以下であることが好ましく、１０体積％以下であることがより好ましく、５体積％以下であることが更に好ましい。気孔率をより小さいものとするとマグネシウムイオンの伝導率をより高めることができ、好ましい。
【００１８】
本発明の固体電解質は、マグネシウムイオンを伝導する作動温度を１００℃以上５００℃以下としてもよく、２００℃以下としてもよい。特に、作動温度が２００℃以下では、錯イオン構造を有する化合物の熱分解又は融解をより抑制することができる。この作動温度は、マグネシウムイオンの伝導率を考慮すると、８０℃以上であることが好ましく、１００℃以上であることがより好ましく、１５０℃以上であることが更に好ましい。
【００１９】
本発明の固体電解質は、電気伝導率が１×１０-10Ｓｃｍ-1以上であることが好ましく、１×１０-8Ｓｃｍ-1以上であることがより好ましく、１×１０-7Ｓｃｍ-1以上であることが更に好ましい。電気伝導率をより高いものとすると、マグネシウムイオンがより伝導し易く、好ましい。
【００２０】
本発明のマグネシウム電池において、負極は、マグネシウムを含む負極活物質を有するものである。負極活物質としては、例えば金属マグネシウムやマグネシウム合金などが挙げられる。マグネシウム合金としては、例えば、アルミニウムやシリコン、ガリウム、亜鉛、マンガン、ビスマスなどとマグネシウムとの合金が挙げられる。このうち、ＭｇＢｉやＭｇ2Ｓｉなどが好ましい。また、負極活物質としては、マグネシウムイオンを吸蔵・放出可能な材料を利用するものとしてもよい。このような材料を用いた場合には、本発明のマグネシウム電池の負極は、例えば負極活物質と導電材と結着材とを混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の負極合材としたものを、集電体の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成してもよい。この導電材、結着材、溶剤及び集電体は、正極で説明したものを適宜利用することができる。
【００２１】
次に、上述した固体電解質のうち、無機マグネシウム固体電解質の製造方法について説明する。この製造方法は、例えば、マグネシウムと水素とを含む錯イオン構造を有する化合物を形成する熱処理工程を含むものとし、得られた錯イオン構造を有する化合物を成形する成形工程を更に含むものとしてもよい。
【００２２】
熱処理工程では、Ｍｇ（ＢＨ4）2及びＭｇ（ＮＨ2）2を混合して加熱する処理を行う。この処理により、Ｍｇ（ＢＨ4）（ＮＨ2）の構造とすることができる。この熱処理工程では、例えば、Ｍｇ（ＢＨ4）2及びＭｇ（ＮＨ2）2を１：１のモル比で混合することが好ましい。また、処理を行う雰囲気は、特に限定されないが、Ａｒなどの希ガス又は窒素ガスなどの不活性雰囲気であることが好ましい。また、熱処理温度は、例えば、無機マグネシウム固体電解質として使用する際の作動温度よりも高い温度とすることが好ましく、原料であるＭｇ（ＢＨ4）2及びＭｇ（ＮＨ2）2の熱分解温度又は融解温度よりも低い温度であることが好ましい。この熱処理温度は、５０℃以上であることが好ましく、１５０℃以上であることがより好ましく、１８０℃以上であることがより好ましい。また、この熱処理温度は、２００℃以下であることが好ましい。処理時間は、熱処理温度などの条件に応じて適宜設定すればよく、例えば、１時間以上としてもよく、１２時間以下の範囲としてもよい。また、Ｍｇ（ＢＨ4）2及びＭｇ（ＮＨ2）2を混合した混合粉体を冷間プレスなどにより成形した成形体に対してこの熱処理工程を実行するものとしてもよい。この無機マグネシウム固体電解質では、原料を所定の割合で混合して成形したのちに加熱してもよいし、所定の割合で混合した状態の原料粉末を熱処理したあとに成形するものとしてもよい。また、この無機マグネシウム固体電解質では、原料を所定の割合で混合して成形して加熱したのちに、得られた成形体を解砕して更に所望の形状に成形するものとしてもよい。
【００２３】
成形工程では、例えば、上述した錯イオン構造を有する化合物を用いて成形体を形成する処理を行う。この成形処理では、錯イオン構造を維持しつつ、気孔率をより低減した成形体とすることが、マグネシウムイオン伝導率を高める観点から、好ましい。この成形処理では、例えば、気孔率が１５体積％以下、より好ましくは１０体積％以下とする成形条件で行うことが好ましい。成形処理としては、例えば、冷間プレスなどが挙げられる。成形圧は例えば、５ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の範囲が好ましく、１５ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下の範囲が更に好ましい。成形形状は、円板状、矩形板状などの形状とすることができ、用途に応じて厚さや大きさを選択すればよい。この成形工程では、例えば、電極と共に、錯イオン構造を有する化合物を同時にプレス成形することにより、電極と無機マグネシウム固体電解質との複合積層体を形成するものとしてもよい。このとき、無機マグネシウム固体電解質の片面に電極が形成されるように成形処理を実行してもよいし、無機マグネシウム固体電解質の両面に電極が形成されるように成形処理を実行してもよい。以上説明したように、無機マグネシウム固体電解質を得ることができる。
【００２４】
本発明のマグネシウム電池の形状は、特に限定されないが、例えばコイン型、ボタン型、シート型、積層型、円筒型、偏平型、角型などが挙げられる。また、電気自動車等に用いる大型のものなどに適用してもよい。図１は、本発明のマグネシウム電池１０の一例を模式的に示す説明図である。このマグネシウム電池１０は、集電体１１上に正極活物質を形成した正極１２と、集電体１３上に負極活物質を形成した負極１４と、正極１２と負極１４との間に介在しマグネシウムイオンを伝導する固体電解質１６と、正極１２と負極１４と固体電解質１６とを収容する絶縁体のケーシング１８と、を備えたものである。この正極１２は、正極活物質としてマグネシウムと酸化還元反応する遷移金属硫化物、具体的には、硫化鉄及び硫化銅のうち少なくとも１以上を含むものとする。また、固体電解質１６は、上述した無機マグネシウム固体電解質とすることが好ましい。
【００２５】
以上詳述した本発明のマグネシウム電池では、耐熱性をより向上することができる。このような効果が得られる理由は、例えば、硫化鉄では、マグネシウムイオンをキャリアとする電池反応が可能であり、且つその融点が６００℃以上と高いためである。更に、固体電解質を用いるため、電解液などに比してより高い温度で電池反応を行うことができる。例えば、一般的に用いられる正極活物質である硫黄では、融点が１１５℃程度であり、比較的高い温度範囲（例えば１００℃以上５００℃以下の範囲など）では、融解や気化などが生じ、電池劣化が起きやすい。これに対して、本発明のマグネシウム電池では、上述の正極活物質及び固体電解質の利用により、比較的高い温度範囲での耐熱性をより向上することができる。このため、この温度範囲で電池を利用することができる。
【００２６】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００２７】
例えば、上述した実施形態では、固体電解質として無機マグネシウム固体電解質を一例に説明したが、マグネシウムイオンを伝導し、比較的高い温度範囲で安定なものであれば、特にこれに限られない。なお、マグネシウムイオン伝導率と耐熱性とを考慮すると、遷移金属硫化物（硫化鉄）と上記錯イオン構造を有する化合物を含む無機マグネシウム固体電解質との組み合わせが、より好ましい。
【実施例】
【００２８】
以下には、本発明のマグネシウム電池を具体的に作製した例を実施例として説明する。まず、無機マグネシウム固体電解質について検討した内容を実験例として説明する。
【００２９】
［実験例１］
粉体のＭｇ（ＢＨ4）2（アルドリッチ社製）を２０ＭＰａの圧力で冷間プレスし、固体状態の成形体とし、これを実験例１の無機マグネシウム固体電解質とした。
【００３０】
［実験例２］
粉体のＭｇ（ＢＨ4）2（アルドリッチ社製）と、粉体のＭｇ（ＮＨ2）2（ＫＲＩ社製）とを１：１のモル比で混合したのち、不活性雰囲気（Ａｒ）下、１８０℃で２時間加熱する熱処理工程を行った。加熱後の粉体を２０ＭＰａの圧力で冷間プレスし、固体状態の成形体とし、これを実験例２の無機マグネシウム固体電解質とした。
【００３１】
（Ｘ線回折測定）
実験例２の無機マグネシウム固体電解質に対し、Ｘ線回折測定を行った。Ｘ線回折測定は、Ｘ線回折装置（リガク製ＲＩＮＴ−２２００）によりＣｕＫα線を用いて２θ＝１０°〜５０°の範囲で行った。図２は、実験例２の無機マグネシウム固体電解質のＸ線回折の測定結果である。図２に示すように、Ｍｇ（ＢＨ4）（ＮＨ2）に由来する回折ピークが得られた。即ち、実験例２は、Ｍｇ（ＢＨ4）2とＭｇ（ＮＨ2）2との混合体ではなく、熱処理工程によりＭｇ（ＢＨ4）（ＮＨ2）という錯イオン構造を有する化合物となっていることがわかった。
【００３２】
（電気伝導率測定）
実験例１，２の無機マグネシウム固体電解質の両面にモリブデン電極を接触させ、評価セルを作製した。この評価セルに対し、ＡＣインピーダンスアナライザー（Ａｇｉｌｅｎｔ４２９４Ａ）を用い、１１０℃〜１５０℃の範囲、周波数４Ｈｚ〜１ＭＨｚ、振幅電圧１０ｍＶの条件で、交流インピーダンス測定を行い、ナイキストプロットの円弧より抵抗値を求め、この抵抗値から電気伝導率を算出した。表１に実験例１，２の電気伝導率をまとめて示す。図３は、実験例１，２の温度と電気伝導率との関係図である。図３に示すように、実験例１の無機マグネシウム固体電解質では、比較的低温である１５０℃において、約３×１０-9Ｓｃｍ-1の高い電気伝導率が得られた。また、実験例２の無機マグネシウム固体電解質では、比較的低温である１５０℃において、約１×１０-6Ｓｃｍ-1の高い電気伝導率が得られた。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
（マグネシウム伝導性の評価）
実験例２の無機マグネシウム固体電解質を用い、マグネシウムの伝導性について検討した。まず、実験例２の無機マグネシウム固体電解質の両端に電極を形成したセルを作製した。このセルに対し、１５０℃において、下限電圧を−４．０Ｖとし、電流密度１．５μＡ／ｃｍ2の直流電流を印加した。電極は、モリブデン及びマグネシウム金属板とした。モリブデン電極を形成したセルでは、電流印加直後に下限電圧に到達し、電流は流れなかった。これに対し、マグネシウム金属板を電極としたセルでは、約１Ｖの過電圧で定常的に電流が流れた。このように、Ｍｇ（ＢＨ4）（ＮＨ2）という錯イオン構造を有する化合物にマグネシウム金属が接している場合において定常的な電流を観察することができたため、マグネシウムが電荷キャリアとなっていることがわかり、Ｍｇ（ＢＨ4）（ＮＨ2）がマグネシウムイオン伝導性を示すことが明らかとなった。
【００３５】
（マグネシウム電池の評価）
実験例２の無機マグネシウム固体電解質を用いたマグネシウム電池を作製し、放電特性について検討した。正極は、正極活物質としての硫化鉄粉末（ＦｅＳ、アルドリッチ社製）を１５ＭＰａで冷間プレスして直径１０ｍｍ、厚さ１ｍｍに成形し、作製した。また、実験例２の化合物を１５ＭＰａで冷間プレスして直径１０ｍｍ、厚さ１ｍｍに成形し、無機マグネシウム固体電解質を作製した。また、負極には、直径１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのマグネシウム金属板を用いた。この正極と負極とを上記無機マグネシウム固体電解質の両面に圧着し、実施例１のマグネシウム電池とした。この電池をアスカ電子製の充放電装置(ＡＣＤ−００３ＭＡ−０５Ｎ)に接続し、１５０℃で開放電圧を測定した。図４は、実施例１のマグネシウム電池の放電曲線である。その結果、開放電圧１．２Ｖが得られた。この結果より、正極活物質に硫化鉄を用い、実験例２の無機マグネシウム固体電解質を用いたマグネシウム電池は、電池として十分機能することがわかった。
【００３６】
なお、この正極では、硫化鉄は層状構造ではないことから「ＦｅＳ＋Ｍｇ2+＋２ｅ-→ＭｇＳ＋Ｆｅ」との酸化還元反応が起きるものと推察される。例えば、遷移金属硫化物のうち、硫化モリブデンでは、層状構造を有することから「Ｍｇ2+＋ＭｏＳ2＋２ｅ-→ＭｇＭｏＳ2」との反応が起きるものと推察され、本発明の反応とは異なるものと推察される。また、硫化銅（Ｃｕ2Ｓ）を正極に用いて、上記と同様に測定を行ったところ、開放電圧１．２Ｖが得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、電池産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  マグネシウム電池、１１  集電体、１２  正極、１３  集電体、１４  負極、１６  固体電解質、１８  ケーシング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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