(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極触媒を有する正極と、アルミニウム合金を用いた負極と、空気取り入れ口と、アルカリ性水溶液である電解液と、を備えるアルミニウム空気電池において、
前記正極と前記負極との間にアニオン交換膜を備え、
該アニオン交換膜により前記正極側の電解液と前記負極側の電解液が分離されていることを特徴とするアルミニウム空気電池。
【請求項２】
前記アニオン交換膜のアニオン交換容量が、０．５〜３．０ミリ当量／ｇである請求項１に記載のアルミニウム空気電池。
【請求項３】
前記アニオン交換膜が、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニルスルフォン、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミドおよびこれらの混合物からなる群より選ばれるアニオン交換樹脂である請求項１または２に記載のアルミニウム空気電池。
【請求項４】
前記アニオン交換膜が、スチレン、ジビニルベンゼン、これらの混合物およびこれらの共重合体からなる群より選ばれるアニオン交換樹脂である請求項１または２に記載のアルミニウム空気電池。
【請求項５】
前記アニオン交換膜で分離された前記正極側の電解液の水素イオン濃度が、前記負極側の電解液の水素イオン濃度と異なる請求項１〜４のいずれか一項に記載のアルミニウム空気電池。
【請求項６】
前記電解液が、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｂａ（ＯＨ）２およびＭｇ（ＯＨ）２からなる群より選ばれる１種以上を電解質として含有する水溶液である請求項１〜５のいずれか一項に記載のアルミニウム空気電池。
【請求項７】
前記正極触媒が、二酸化マンガンまたは白金を含む請求項１〜６のいずれか一項に記載のアルミニウム空気電池。
【請求項８】
前記正極触媒が、ＡＢＯ３で表されるペロブスカイト型複合酸化物を含み、
ＡサイトにＬａ、ＳｒおよびＣａからなる群より選ばれる２種以上の原子を含み、
ＢサイトにＭｎ、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｏからなる群より選ばれる１種以上の原子を含む請求項１〜６のいずれか一項に記載のアルミニウム空気電池。
【請求項９】
前記アルミニウム合金におけるマグネシウムの含有量が０．０００１重量％以上８重量％以下であり、
前記アルミニウム合金が下記条件（Ａ）または（Ｂ）の１つ以上を満たし、
かつ、
前記アルミニウム合金に含まれる元素のうちアルミニウム、マグネシウム、ケイ素及び鉄以外の各元素の含有量が、それぞれ０．００５重量％以下である請求項１〜８のいずれか一項に記載のアルミニウム空気電池。
条件（Ａ）  鉄の含有量が０．０００１重量％以上０．０３重量％以下である。
条件（Ｂ）  ケイ素の含有量が０．０００１重量％以上０．０２重量％以下である。
【請求項１０】
前記アルミニウム合金におけるアルミニウム及びマグネシウム以外の元素の含有量の合計が、０．１重量％以下である請求項１〜９のいずれか一項に記載のアルミニウム空気電池。
【請求項１１】
前記アルミニウム合金が、合金マトリックス中に金属間化合物粒子を含み、
前記アルミニウム合金表面において観察される金属間化合物粒子のうち、
断面積が０．１μｍ２以上１００μｍ２未満である金属間化合物粒子の密度が、１０００個／ｍｍ２以下であり、
断面積が１００μｍ2以上である金属間化合物粒子の密度が、１０個／ｍｍ２以下であり、
かつ、
前記アルミニウム合金の単位表面積当たりの金属間化合物粒子の占有面積が、０．５％以下である請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアルミニウム空気電池。
【請求項１２】
前記空気取り入れ口に取り入れた酸素が透過して前記正極に達するように酸素選択透過膜が設置されている請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアルミニウム空気電池。
【請求項１３】
前記酸素選択透過膜の表面に対する電解液の接触角が９０°以上である請求項１２に記載のアルミニウム空気電池。
【請求項１４】
前記酸素選択透過膜の表面に対する電解液の接触角が１５０°以上である請求項１２に記載のアルミニウム空気電池。
【請求項１５】
前記酸素選択透過膜の酸素選択係数ＰＯ２が、
４００×１０−１０ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２・ｓ・ｃｍＨｇ以上である請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のアルミニウム空気電池。
【請求項１６】
前記酸素選択透過膜の酸素選択係数ＰＯ２と前記酸素選択透過膜の二酸化炭素選択係数ＰＣＯ２との比率であるＰＯ２／ＰＣＯ２が、０.１５以上である請求項１２〜１５のいずれか一項に記載のアルミニウム空気電池。
【請求項１７】
電解液が循環している請求項１〜１６のいずれか一項に記載のアルミニウム空気電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム空気電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム空気電池は、正極活物質として空気中の酸素を用いる電池である。
【０００３】
この空気電池における負極活物質は、一般的にはアルミニウム合金であり、放電反応で金属酸化物や金属水酸化物を生成する。
【０００４】
従来、アルミニウム空気電池の電解液としては、電解質として、ＮａＣｌ、ＡｌＣｌ3、ＭｎＣｌ2などを水に溶解させた中性水溶液、ＮａＯＨ、ＫＯＨ等を水に溶解させたアルカリ性水溶液が用いられている。
【０００５】
しかしながら、中性水溶液を電解液として用いた場合、アルミニウム合金負極上の酸化被膜が中性水溶液に不溶であるため、負荷がかかった状態で電池が動作してその動作電圧および電流効率が低くなるという欠点がある。
【０００６】
一方、アルカリ性水溶液を電解液として用いた場合、電池の動作電圧および電流効率が高いものの、電池が無負荷な状態におけるアルミニウム合金負極の腐食（いわゆる、自己腐食）、すなわち自己放電が大きいという課題があった。
【０００７】
この課題を解決するために、例えば、アルカリ性水溶液を電解液に用いたアルミニウム空気電池において、電解質に第４級アンモニウム基を有する高分子化合物を含有させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５５−０６２６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記第４級アンモニウム基を有する高分子化合物を含有させた電解質を有するアルミニウム空気電池は、アルミニウム合金の腐食の抑制が十分でなく、自己放電が大きいという課題がある。
【００１０】
かかる状況下、本発明の目的は、電解液としてアルカリ性水溶液を用いた場合でも、負極のアルミニウム合金の自己腐食を抑制することが可能なアルミニウム空気電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ね、下記の本発明に至った。
【００１２】
本発明の一態様は、正極触媒を有する正極と、アルミニウム合金（ａｌｕｍｉｎｕｍ  ａｌｌｏｙ）を用いた負極と、空気取り入れ口と、アルカリ性水溶液である電解液と、を備えるアルミニウム空気電池において、正極と負極との間にアニオン交換膜（ａｎｉｏｎ−ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｍｅｍｂｒａｎｅ）を備え、該アニオン交換膜により正極側の電解液と負極側の電解液が分離されていることを特徴とするアルミニウム空気電池である。
【００１３】
上記態様では、アニオン交換膜のアニオン交換容量が、０．５〜３．０ミリ当量／ｇ(ｍＥｑ／ｇ)であることが好ましい。
【００１４】
上記態様では、アニオン交換膜が、ポリスルフォン（ＰＳ：ｐｏｌｙ  ｓｕｌｆｏｎｅ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ：ｐｏｌｙ  ｅｔｈｅｒ  ｓｕｌｐｈｏｎｅ）、ポリフェニルスルフォン（ＰＰＳ：ｐｏｌｙ  ｐｈｅｎｙｌ  ｓｕｌｆｏｎｅ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ：ｐｏｌｙ  ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）、ポリイミド（ＰＩ：ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）およびこれらの混合物からなる群より選ばれるアニオン交換樹脂であることが好ましい。
【００１５】
上記態様では、前記アニオン交換膜が、スチレン、ジビニルベンゼン、これらの混合物およびこれらの共重合体からなる群より選ばれるアニオン交換樹脂であることが好ましい。
【００１６】
上記態様では、アニオン交換膜で分離された正極側の電解液の水素イオン（ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｉｏｎ）濃度が、負極側の電解液の水素イオン濃度と異なることが好ましい。
【００１７】
上記態様では、電解液が、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｂａ（ＯＨ）2およびＭｇ（ＯＨ）2からなる群より選ばれる１種以上を電解質として含有する水溶液であることが好ましい。
【００１８】
上記態様では、正極触媒が、二酸化マンガン（ｍａｎｇａｎｅｓｅ  ｄｉｏｘｉｄｅ）または白金を含むことが好ましい。
【００１９】
上記態様では、正極触媒が、ＡＢＯ3で表されるペロブスカイト（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）型複合酸化物を含み、ＡサイトにＬａ、ＳｒおよびＣａからなる群より選ばれる２種以上の原子を含み、ＢサイトにＭｎ、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｏからなる群より選ばれる１種以上の原子を含むことが好ましい。
【００２０】
上記態様では、負極に用いられるアルミニウム合金におけるマグネシウム（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ）の含有量が０．０００１重量％以上８重量％以下であり、アルミニウム合金が下記条件（Ａ）または（Ｂ）の１つ以上を満たし、かつ、アルミニウム合金に含まれる元素のうちアルミニウム、マグネシウム、ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎ）及び鉄以外の各元素の含有量が、それぞれ０．００５重量％以下であることが好ましい。
条件（Ａ）  鉄の含有量が０．０００１重量％以上０．０３重量％以下である。
条件（Ｂ）  ケイ素の含有量が０．０００１重量％以上０．０２重量％以下である。
【００２１】
上記態様では、アルミニウム合金におけるアルミニウム及びマグネシウム以外の元素の含有量の合計が、０．１重量％以下であることが好ましい。
【００２２】
上記態様では、アルミニウム合金が、合金マトリックス（ａｌｌｏｙ  ｍａｔｒｉｘ）中に金属間化合物粒子を含み、アルミニウム合金表面において観察される金属間化合物粒子のうち、断面積が０．１μｍ2以上１００μｍ2未満である金属間化合物粒子の密度が、１０００個／ｍｍ2以下であり、断面積が１００μｍ2以上である金属間化合物粒子の密度が、１０個／ｍｍ2以下であり、かつ、アルミニウム合金の単位表面積当たりの金属間化合物粒子の占有面積が、０．５％以下であることが好ましい。
【００２３】
上記態様では、空気取り入れ口に取り入れた酸素が透過して正極に達するように酸素選択透過膜が設置されていることが好ましい。
【００２４】
上記態様では、酸素選択透過膜の表面に対する電解液の接触角が９０°以上である事が好ましい。または、酸素選択透過膜の表面に対する電解液の接触角が１５０°以上であることが好ましい。
【００２５】
上記態様では、酸素選択透過膜の酸素選択係数（ＰＯ2）が、４００×１０-10ｃｍ3・ｃｍ／ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ以上であることが好ましい。
【００２６】
上記態様では、酸素選択透過膜の酸素選択係数ＰＯ2と酸素選択透過膜の二酸化炭素選択係数ＰＣＯ2との比率であるＰＯ2／ＰＣＯ2が、０.１５以上であることが好ましい。以下、場合により、ＰＯ2／ＰＣＯ2を「酸素／二酸化炭素選択透過性」と記す。
【００２７】
上記態様では、電解液が循環していることが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、負極のアルミニウム合金の自己腐食を容易に抑制することができるアルミニウム空気電池が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る空気電池に用いる正極の正極触媒を示す概略図であり、図１（Ｂ）は、正極集電体に用いるステンレスメッシュを示す概略図であり、図１（Ｃ）は、酸素拡散膜を示す概略図である。
【図２】図２は、図１（Ｂ）のステンレスメッシュ（正極集電体）と、当該正極集電体に溶接されたニッケルリボンとを示す概略図である。
【図３】図３は、図２の正極集電体と、当該正極集電体表面に当接された正極触媒と、を備える正極を示す概略図である。
【図４】図４は、さらに酸素拡散膜が取り付けられ、且つ６箇所に穴が空けられた図３の正極を示す概略図である。
【図５】図５（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る空気電池の負極に用いるアルミニウム合金、図５（Ｂ）は、片面にイミドテープを貼り付けた図５（Ａ）のアルミニウム合金、図５（Ｃ）は、さらにリード線を取り付けた図５（Ｂ）のアルミニウム合金を示す概略図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る空気電池に用いる穴開きゴムパッキンを示す概略図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係る空気電池に用いる他の穴開きゴムパッキンを示す概略図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に係る空気電池に用いる負極槽枠を示す概略図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に係る空気電池に用いる、９箇所に空気取り入れ口が設けられた正極蓋を示す概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に係る空気電池に用いる、４隅に穴を開けたアニオン交換膜を示す概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態に係る空気電池の製造過程における各構成部品のスタック手順を示す概略図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る空気電池に用いる正極側ユニット（積層体）の表側を示す概略図であり、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）の積層体の裏側を示す概略図である。
【図１３】図１３は、図１２（Ｂ）に示す正極側ユニットの裏側に負極と負極蓋とを積層する工程を示す概略図である。
【図１４】図１４は、正極及び負極を備え、且つ負極側を密封された積層体の概略図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る注液前の空気電池の概略図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）の空気電池の裏側を示す概略図である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施形態に係る注液後の空気電池の一部分の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るアルミニウム空気電池の好ましい実施形態を詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００３１】
（アルミニウム空気電池）
本実施形態の空気電池は、正極触媒を有する正極（１１３、１１３ａ、１１３ｂ）と、アルミニウム合金を用いた負極１００と、空気取り入れ口１０９と、電解液（１６０ａ、１６０ｂ）と、を備える。さらに本実施形態の空気電池は、正極と負極との間にアニオン交換膜１１５を備える。該アニオン交換膜１１５により正極側の電解液１６０ａと負極側の電解液１６０ｂとが分離されている（図１６）。
【００３２】
本実施形態では、正極側の電解液と負極側の電解液とが混ざることがない。そのため、正極側の電解液の水素イオン（Ｈ+）の濃度と、負極側の電解液の水素イオンの濃度とを、それぞれ自在に調整することが可能となる。換言すれば、電解液がアルカリ性水溶液である場合、負極側のアルカリ性水溶液中の水酸化物イオン（ＯＨ-）の濃度を正極側のアルカリ性水溶液中の水酸化物イオンの濃度よりも低くすることが可能である。これにより負極のアルミニウム合金の自己腐食を容易に抑制することできる。
【００３３】
本実施形態の空気電池は収納外装材に納められていることが好ましい。収納外装材の材質としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルやＡＢＳ等の樹脂、または負極、正極および電解液と反応しない金属である。
【００３４】
［アニオン交換膜］
アニオン交換膜のアニオン交換容量が、０．５〜３．０ミリ当量／ｇであることが好ましい。これによりアニオン交換膜において、アルカリ性水溶液に含まれる水酸化物イオンがスムーズに移動することができる。
【００３５】
アニオン交換膜を構成するアニオン交換樹脂としては、特に限定されないが、ポリスルフォン（ＰＳ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニルスルフォン（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリイミド（ＰＩ）およびこれらの混合物からなる群より選ばれるアニオン交換樹脂であることが好ましい。これらの樹脂から構成されるアニオン交換膜は、ハンドリング時に破損しない程度の強度を有している点において、好適である。
【００３６】
また、アニオン交換膜を構成するアニオン交換樹脂は、スチレン、ジビニルベンゼン、これらの混合物およびこれらの共重合体からなる群より選ばれるアニオン交換樹脂であってもよい。これらの樹脂から構成されるアニオン交換膜は、アルカリ性水溶液に対する耐性の点において、好適である。
【００３７】
また、アニオン交換膜は、膜強度の向上のために、補強材を含んでいてもよい。補強材の材質としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルやＡＢＳ等の樹脂、または負極、正極、電解液およびアニオン交換膜と反応しない金属が好ましい。
【００３８】
［空気取り入れ口］
通常、正極触媒が空気取り入れ口として機能するが、正極触媒とは別の空気取り入れ口が収納外装材（例えば正極蓋）に設けられていてもよい。
【００３９】
［電解液］
本実施形態に用いられる電解液は、溶媒と電解質とを少なくとも含み、少なくとも正極又は負極と接触している。
【００４０】
本実施形態に用いられる電解液は水系溶媒を含む。水系溶媒としては、通常、水が用いられる。
【００４１】
水系溶媒用の電解質としては、カリウム、ナトリウム、リチウム、バリウムおよびマグネシウムからなる群より選ばれる１種類以上の水酸化物（ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｂａ（ＯＨ）2およびＭｇ（ＯＨ）2）が好ましい。これらの電解質を用いることにより、水酸化物イオンが電解質からスムーズに乖離することができる。
【００４２】
水系溶媒中に含まれる電解質の濃度は、１〜９９重量％であることが好ましく、５〜６０重量％であることがより好ましく、５〜４０重量％であることがさらに好ましい。
【００４３】
正極側の電解液の水素イオン濃度は、負極側の電解液の水素イオン濃度と異なっていることが好ましい。正極側の電解液の水素イオン濃度（ｐＨ）は、例えば１２．５〜１４である。負極側の電解液の水素イオン濃度（ｐＨ）は、例えば１２〜１４である。ここで、負極側の電解液のｐＨは、正極側の電解液のｐＨより低いことが好ましい。具体的には、負極側の電解液の水素イオン濃度は、例えば０．１〜２Ｍ（モル／リットル）、好ましくは０．５〜１．５Ｍであり、正極側の電解液の水素イオン濃度は、例えば１〜７Ｍ、好ましくは２〜７Ｍである。ここで、負極側の電解液の水酸化物イオン濃度は、正極側の電解液の水酸化物イオン濃度より小さいことが好ましい。
【００４４】
負極のアルミニウム合金に接している電解液の水素イオン濃度は、正極に接している電解液の水素イオン濃度よりも高い（ｐＨは高い）ことが好ましい。すなわち、負極側の電解液のｐＨは、正極側の電解液に比べて小さいことが好ましい。負極のアルミニウム合金に接している電解液が弱アルカリ性である場合、その電解液が強アルカリ性である場合に比べて、負極の腐食速度が緩やかになる。
【００４５】
一方、正極に接している電解液の水素イオン濃度は、負極に接している電解液の水素イオン濃度よりも低いことが好ましい。すなわち、正極側の電解液のｐＨは、負極側の電解液に比べて大きいことが好ましい。正極に接している電解液が強アルカリ性である場合、その電解液が弱アルカリ性である場合に比べて、正極の活性がより向上する。
【００４６】
［循環］
電解液は、空気電池に設けられた閉止栓付きノズル等を介して、空気電池の内部と外部との間を循環していてもよい。電解液を循環させることで、電解液の被毒生成物を電池外部に取り除くことが可能となる。
【００４７】
［正極］
本実施形態に用いられる正極触媒を有する正極は、通常、正極触媒に加え、導電剤およびこれらを正極集電体に接着する結着剤を含むことが好ましい。また、正極にさらに酸素拡散膜が圧着されていてもよい。
【００４８】
正極触媒の好ましい一態様は、酸素を還元可能な材料であればよく、二酸化マンガンまたは白金を含む。
【００４９】
正極触媒が、ＡＢＯ3で表されるペロブスカイト型複合酸化物を含んでもよい。ＡサイトにはＬａ、ＳｒおよびＣａからなる群より選ばれる少なくとも２種の原子が含まれることが好ましい。Ｂサイトには、Ｍｎ、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｏからなる群より選ばれる少なくとも１種の原子が含まれることが好ましい。
【００５０】
正極触媒が、イリジウム、チタン、タンタル、ニオブ、タングステンおよびジルコニウムからなる群より選ばれる１種以上の金属を含む酸化物であってもよい。
【００５１】
＜導電剤＞
導電剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等の炭素材料が挙げられる。
【００５２】
＜結着剤＞
結着剤としては、使用する電解液に溶解しないものを用いればよい。具体的な結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素樹脂が好ましい。
【００５３】
＜正極集電体＞
正極集電体は導電材料であればよい。具体的な正極集電体としては、例えば、ニッケル、クロム、鉄、銅、銀およびチタンからなる群より選ばれる１種以上の金属が挙げられる。好ましい正極集電体は、ニッケル又はステンレスである。正極集電体の形状としては、金属平板状、メッシュ状、多孔板状等が挙げられる。好ましくは、正極集電体はメッシュ又は多孔板である。
【００５４】
＜酸素拡散膜＞
酸素拡散膜は多孔質材料であればよい。具体的な酸素拡散膜としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素樹脂が好ましい。
【００５５】
さらに酸素拡散膜は撥水性を有すことが好ましい。
【００５６】
［アルミニウム合金を用いた負極］
本実施形態において、負極に用いられる「アルミニウム合金」とは、下記のように、アルミニウム以外の微量の元素を含有する高純度のアルミニウムを含意する。アルミニウム合金におけるマグネシウムの含有量は０．０００１重量％以上８重量％以下であることが好ましい。なお、アルミニウム合金の作製の容易さの観点からは、アルミニウム合金におけるマグネシウム含有量は１重量％以下８重量％以下であることが好ましく、０．０１重量％以上４重量％以下であることがより好ましく、２重量％以上４重量％以下であることが特に好ましい。マグネシウムの含有量が上記数値範囲内であることにより、アルカリ性水溶液中での負極の自己放電（腐食）をより抑制できる。
【００５７】
アルミニウム合金は、以下の条件（Ａ）または（Ｂ）の１つ以上を満たすことが好ましい。
【００５８】
条件（Ａ）アルミニウム合金における鉄の含有量が０．０００１重量％以上０．０３重量％以下であり、好ましくは０．０００１重量％以上０．００５重量％以下である。これにより、アルカリ性水溶液中での負極の自己放電（腐食）をより抑制できる。
【００５９】
条件（Ｂ）アルミニウム合金におけるケイ素の含有量が０．０００１重量％以上０．０２重量％以下であり、好ましくは０．０００５重量％以上０．００５重量％以下である。これにより、アルカリ性水溶液中での負極の自己放電（腐食）をより抑制できる。
【００６０】
アルミニウム合金に含まれる元素のうちＡｌ、Ｍｇ、ＳｉおよびＦｅを除く他の各金属の含有量が、それぞれ、アルミニウム合金全体に対して０．００５重量％以下であることが好ましく、０．００２重量％以下であることがより好ましく、０．００１重量％以下であることが特に好ましい。これにより、アルカリ性水溶液中での負極の自己放電（腐食）をより抑制できる。なお、「Ａｌ、Ｍｇ、ＳｉおよびＦｅを除く他の各金属」とは、例えば、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｖ又はＺｎ等である。
【００６１】
アルミニウム合金に含まれる元素のうちＡｌおよびＭｇを除く他の金属の合計量がアルミニウム合金全体に対して０．１重量％以下であることが好ましく、０．０２重量％以下であることがより好ましく、０．０１５重量％以下であることが特に好ましい。これにより、アルカリ性水溶液中での負極の自己放電（腐食）をより抑制できる。
なお、「ＡｌおよびＭｇを除く他の金属」とは、例えば、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｖ又はＺｎである。
【００６２】
アルミニウム合金における銅の含有量は０．００２重量％以下であることが好ましい。これにより、アルカリ性水溶液中での負極の自己放電（腐食）をより抑制できる。
【００６３】
アルミニウム合金は、その合金マトリックス中に金属間化合物を含むことができる。金属間化合物とは、例えば、Ａｌ3Ｍｇ、Ｍｇ2Ｓｉ、Ａｌ−Ｆｅ系合金等である。アルミニウム合金の表面において観察される金属間化合物の粒子のうち、粒子サイズ（粒子の断面積）が１００μｍ2未満である粒子の密度は１０００個／ｍｍ2以下であることが好ましく、５００個／ｍｍ2以下であることがより好ましい。粒子サイズが１００μｍ2以上である粗大な粒子の密度は１０個／ｍｍ2以下であることが好ましい。なお、「粒子の密度」は、アルミニウム合金表面の単位面積内に存在する金属間化合物粒子の個数である。粒子の密度は、光学顕微鏡によるアルミニウム表面の観察にとって測定すればよい。
【００６４】
粒子サイズが１００μｍ2未満の化合物の粒子密度が１０００個／ｍｍ2以下であると、アルミニウム合金の耐食性がより高くなる。粒子サイズが１００μｍ2以上である粗大な粒子の密度は１０個／ｍｍ2以下であると、アルカリ性水溶液中での負極の自己放電（腐食）をより抑制できる。
【００６５】
また、アルミニウム合金の単位面積に占める金属間化合物粒子の面積の比は０．００５以下であることが好ましく、より好ましくは０．００２以下であり、さらに好ましくは０．００１以下である。該面積比は、アルミニウム合金表面の単位面積あたりにおいて観測される個々の金属間化合物粒子のサイズ（断面積）を積算した面積がアルミニウム合金の単位面積あたりに占める割合を表す。該面積比が上限以下であると、アルミニウム合金の耐食性がより高くなる。
【００６６】
アルミニウム合金からなる負極には、電流取り出し用のリード線が接続されていることが好ましい。リード線が接続されていることで、負極から放電電流を効率よく取り出すことができる。
【００６７】
（アルミニウム合金の製造方法）
上記のアルミニウム合金の製造方法では、例えば、高純度アルミニウム（純度：９９．９９９重量％以上）を約６８０〜８００℃で溶融する。溶融アルミニウム中に所定量のマグネシウム（純度：９９．９９重量％以上）を挿入して合金溶湯を得る。合金溶湯に含まれる水素ガスや非金属介在物を除去して清浄にする処理（例えば、合金溶湯の真空処理）を行うことによって、アルミニウム合金が得られる。真空処理は、通常、約７００〜８００℃で約１〜１０時間、真空度０．１〜１００Ｐａの条件で行われる。合金を清浄にする処理としては、フラックス、不活性ガスや塩素ガスを合金溶湯に吹き込む処理も利用できる。真空処理などで清浄にされた合金溶湯は、通常、鋳型にて鋳造され、鋳塊とされる。鋳型としては、５０〜２００℃に加熱した鉄製鋳型や黒鉛製鋳型を用いる。これらの鋳型に６８０〜８００℃の合金溶湯を流し込む方法で鋳造を行なう。
【００６８】
次いで、鋳塊は溶体化処理される。溶体化処理では、鋳塊を室温から約４３０℃まで約５０℃／時間の速度で昇温して約１０時間保持する。引き続き、鋳塊を約５００℃まで約５０℃／時間の速度で昇温して約１０時間保持する。引き続き、鋳塊を約５００℃から約２００℃まで約３００℃／時間の速度で冷却する。
【００６９】
溶体化処理後の鋳塊はそのまま切削加工して電池部材として利用できる。鋳塊に圧延加工や押出加工、鍛造加工などを施すことにより、鋳塊から板材や型材を形成してもよい。アルミニウム合金からなる板材や型材は、電池部材として利用しやすく、高い０．２％耐力を有する。
【００７０】
鋳塊の圧延加工においては、例えば、熱間圧延と冷間圧延とを行い、鋳塊を板材に加工する。熱間圧延は、例えば、鋳塊を３５０〜４５０℃に加熱しながら、１パス加工率２〜２０％の条件で、鋳塊の厚さが目的の厚さになるまで繰り返し行われる。
【００７１】
通常、熱間圧延後、冷間圧延の前に鋳塊の焼鈍処理（ａｎｎｅａｌｉｎｇ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）を行う。焼鈍処理では、例えば、熱間圧延した板材を、温度３５０〜４５０℃に加熱して、昇温後直ちに放冷してもよいし、加熱した板材を１〜５時間程度保持後に放冷してもよい。この処理により、材料が軟質化して、冷間圧延に適した状態の鋳塊が得られる。
【００７２】
冷間圧延は、例えば、鋳塊の温度をアルミニウム合金の再結晶温度未満の温度に調整して、１パス加工率１〜１０％の条件で、鋳塊の厚さが目的の厚さになるまで繰り返し行なわれる。なお、アルミニウム合金の再結晶温度未満の温度とは、通常、室温から８０℃以下である。冷間圧延により得たアルミニウム合金からなる板材は、薄く、１５０Ｎ／ｍｍ2以上である０．２％耐力を有する。
【００７３】
［酸素選択透過膜］
空気取り入れ口には、酸素選択透過膜が実装されていることが好ましい。アルカリ性水溶液を電解液に用いた空気電池において、空気取り入れ口から酸素と共に空気中の二酸化炭素が浸入し、正極触媒の閉塞やアルカリ性水溶液の中和を引き起こし空気電池の特性低下を引き起こす。
【００７４】
酸素選択透過膜が実装されることにより二酸化炭素の浸入を抑制できるためこれらの問題が解決できる。
【００７５】
酸素選択透過膜の表面に対する前記溶存酸素を含む電解液の接触角は、９０°以上であることが好ましい。接触角を９０°以上にすることで酸素選択透過膜からの液漏れが低減できる。
【００７６】
９０°以上の接触角を示す酸素選択透過膜としては、例えば、市販のシリコーン膜が挙げられる。
【００７７】
さらに酸素取り入れ口からの液漏れを防止する観点から、上記接触角は１５０°以上であることが好ましい。接触角を１５０°以上にすることで、酸素選択透過膜からの液漏れがさらに低減できる。
【００７８】
また、酸素選択透過膜としては、上記のシリコーン膜、又は芳香族基を１つ以上有するアルキンの重合体からなる膜が挙げられる。これらの膜を用いることで、空気から二酸化炭素が選択的に除去し、酸素だけを正極へ供給し易くなる。
【００７９】
空気から二酸化炭素が選択的に除去されると、例えば、電解液中の電解質であるＫＯＨと二酸化炭素との反応による炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ3）や炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）の生成を防止できる。そのため、電池性能が低下することを抑制できる。
【００８０】
また、空気から二酸化炭素が選択的に除去されると、炭酸水素カリウム（ＫＨＣＯ3）や炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）が正極触媒表面に析出することを防止できる。そのため、電池性能を低下させることを抑制できる。
【００８１】
上記アルキンの重合体膜に含まれる芳香族基は、フェニル基、置換フェニル基、ナフタリル基、アントラセニル基、ピレニル基、ペリレニル基、ピリジニル基、ピロイル基、チオフェンイル基およびフリル基からなる群より選ばれる基、または該基における水素原子の一部が置換されている置換芳香族基であることが好ましい。芳香族基が上記の基のいずれかであると、酸素／二酸化炭素選択透過性が一層向上する。また、芳香族基が、フェニル基または置換フェニル基であることがより好ましい。
【００８２】
酸素選択透過膜の酸素選択係数（ＰＯ2）は、
４００×１０-10ｃｍ3・ｃｍ／ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ（＝ ４００ Ｂａｒｒｅｒ）以上であることが好ましい。
【００８３】
ＰＯ2を４００×１０-10ｃｍ3・ｃｍ／ｃｍ2・ｓ・ｃｍＨｇ以上にすることで、酸素が選択透過膜を透過し易くなる。
【００８４】
このような酸素選択係数を示す酸素選択透過膜としては、例えば、市販のシリコーン膜が挙げられる。なお、ＰＯ2は、酸素／窒素の体積比が２０／８０（ｖ／ｖ）であるガスを使用し、気体透過率測定装置（ＧＴＲテック社製、ＧＴＲ−３０Ｘ）を用いて、２３℃、湿度６０％において測定した値である。
【００８５】
ＰＯ2／ＰＣＯ2は、０.１５以上であることが好ましい。このような酸素選択透過膜では、二酸化炭素の透過が抑制され易い。
【００８６】
このような酸素／二酸化炭素選択透過性を示す酸素選択透過膜としては、例えば、市販のシリコーン膜が挙げられる。なお、ＰＣＯ2は、純二酸化炭素のガスを使用し、気体透過率測定装置（ＧＴＲテック社製、ＧＴＲ−３０Ｘ）を用いて、２３℃、湿度６０％において測定した値である。
【実施例】
【００８７】
以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００８８】
（正極触媒を有する正極の作製）
導電剤であるアセチレンブラックと、酸素の還元を促進する正極触媒である二酸化マンガンと、結着剤である粉末状ＰＴＦＥとを含む混合物を成形して、正極材料を形成した。混合物におけるアセチンブラック：二酸化マンガン：ＰＴＦＥの重量比を１０：１０：１に調整した。正極材料の寸法は、縦４０ｍｍ×横４０ｍｍ×厚み０．３ｍｍであった。この正極材料を図１（Ａ）のようにカットした。また、ステンレスメッシュ製の放電用の正極集電体４（縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚み０．１ｍｍ、図１（Ｂ））の端部に外部接続用のニッケルリボン端子８（縦５０ｍｍ×横３ｍｍ×厚み０．２ｍｍ）を接続した（図２）。そして、図１（Ａ）の正極材料２を図２の正極集電体４の表面に当接し、正極１１３ａを得た（図３）。
【００８９】
（正極への酸素拡散膜の取り付け）
上記の正極１１３ａの正極材料２の表面に、酸素拡散膜である撥水性ＰＴＦＥシート６（縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚み０．１ｍｍ、図１（Ｃ））を載置し、圧着した。これにより、酸素拡散膜が取り付けられた正極１１３ｂを得た（図４）。また、図４に示すように、正極１１３ｂの６箇所にφ４．５ｍｍの穴を開けた。
【００９０】
（酸素拡散膜付き正極１１３ｂへの酸素選択透過膜の取り付け）
酸素拡散膜付き正極１１３ｂの酸素拡散膜の表面に、酸素選択透過膜であるシリコーン膜を貼りつけて、酸素選択透過膜付き正極１１３を得た。貼り付けたシリコーン膜の６箇所（図４と同様の箇所）にφ４．５ｍｍの穴を開けた。シリコーン膜としては、アズワン社製のシリコンフィルム（製品名）を用いた。シリコーン膜に対する電解液の接触角は１０５°であった。シリコーン膜の寸法は、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ０．１ｍｍであった。
【００９１】
（アルミニウム合金板の作製）
下記のサンプル１〜１１のアルミニウム合金板は以下のように製造した。すわなち、加工前のアルミニウム合金板として、縦（ｌ）×横（ｗ）×厚さ（ｔ）の長方形状の板を準備した。この加工前のアルミニウム合金板の横幅（ｗ）を変化させることなく、厚さ（ｔ）方向に圧延し、空気電池の負極部材としての各アルミニウム合金板を製造した。
【００９２】
また、アルミニウム合金板の物性測定は以下の方法で行った。
【００９３】
（アルミニウム合金板の成分分析）
発光分光分析装置（型式：ＡＲＬ−４４６０、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）を使用し、アルミニウム合金板中のＭｇ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｖ、Ｚｎの含有量を測定した。
【００９４】
（圧延の加工率）
加工前のアルミニウム合金板の横幅ｗと厚みｔとの積である断面積（Ｓ0）と、加工後のアルミニウム合金板の横ｗと厚さｔとの積である断面積（Ｓ）から、下式（１）により算出した。
【００９５】
加工率（％）＝（Ｓ0−Ｓ）／Ｓ0×１００      （１）
【００９６】
（アルミニウム合金中の金属間化合物の粒子サイズ、粒子密度、占有面積）
アルミニウム合金の表面を鏡面研磨した後、アルミニウム合金を、液温が２０℃である１重量％水酸化ナトリウム水溶液に６０秒間浸漬してエッチングし、水洗した。水洗後のアルミニウム合金の表面を光学顕微鏡で撮影した。光学顕微鏡を用いて撮影倍率２００倍で撮影したアルミニウム合金表面の写真から、金属間化合物粒子の粒子サイズ、粒子密度（単位面積当りの個数）及び占有面積を求めた。なお、光学顕微鏡写真での観察が困難な断面積が０．１μｍ2未満の粒子はカウントしていない。
【００９７】
（アルミニウム合金の強度（０．２％耐力））
アルミニウム合金からなるＪＩＳ５号試験片の強度を、ＩＮＳＴＲＯＮ  ８８０２を使用して、０．２％オフセット法に基づき測定した。測定時の試験速度は２０ｍｍ／分とした。
【００９８】
（アルミニウム合金の耐食性）
試験片（縦４０ｍｍ×横４０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍ）を硫酸（濃度１ｍｏｌ／Ｌ、温度８０℃）に浸漬した。浸漬後、２時間、８時間、２４時間経過後、試験片から溶出したＡｌ、Ｍｇを測定した。溶出したＡｌ、Ｍｇは誘導結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ−ＡＥＳ）により定量した。
【００９９】
（アルミニウム合金  サンプル１の製造）
高純度アルミニウム（純度：９９．９９９重量％以上）を７５０℃で溶融し、アルミニウム溶湯を得た。次に、アルミニウム溶湯を温度７５０℃で、２時間、真空度５０Ｐａの条件で保持して清浄した。洗浄後のアルミニウム溶湯を１５０℃の鋳鉄鋳型（２２ｍｍ×１５０ｍｍ×２００ｍｍ）にて鋳造し、鋳塊を得た。
【０１００】
次いで、鋳塊を次の条件で溶体化処理した。鋳塊を室温（２５℃）から４３０℃まで５０℃／時間の速度で昇温し、４３０℃で１０時間保持した。引き続き、鋳塊を５００℃まで５０℃／時間の速度で昇温し、５００℃で１０時間保持した。その後、鋳塊を５００℃から２００℃まで３００℃／時間の速度で冷却した。
【０１０１】
以上の溶体化処理を施した後の鋳塊の両面を２ｍｍ面削加工した後、熱間圧延してアルミニウム板を得た。熱間圧延は、鋳塊を３５０℃から４５０℃の雰囲気に加熱しながら、鋳塊の厚さが１８ｍｍから３ｍｍになるまで加工率８３％で行った。次に、熱間圧延後の鋳塊（アルミニウム板）を温度３７０℃に加熱し、昇温後１時間保持して、放冷する方法で、焼鈍処理を行った。次に、アルミニウム板を冷間圧延して圧延板を得た。冷間圧延は、アルミニウム板の温度を５０℃以下に調整しながら、アルミニウム板の厚さが３ｍｍから１ｍｍになるまで加工率６７％で行った。得られた圧延板をサンプル１と呼ぶ。
【０１０２】
サンプル１に含まれる成分の測定結果を表１に示す。
【０１０３】
（アルミニウム合金  サンプル２の製造）
高純度アルミニウム（純度：９９．９９９％重量以上）を７５０℃で溶融し、この溶融アルミニウム中にマグネシウム（純度：９９．９９重量％以上）を配合して、Ｍｇ含有量が２．５重量％であるアルミニウム合金の溶湯を得た。次に、該合金溶湯を温度７５０℃で、２時間、真空度５０Ｐａの条件で保持して清浄化した。合金溶湯を１５０℃の鋳鉄鋳型（２２ｍｍ×１５０ｍｍ×２００ｍｍ）にて鋳造し、鋳塊を得た。
【０１０４】
次いで、鋳塊を次の条件で溶体化処理した。鋳塊を室温（２５℃）から４３０℃まで５０℃／時間の速度で昇温し、４３０℃で１０時間保持した。引き続き、５００℃まで５０℃／時間の速度で昇温し、５００℃で１０時間保持した。その後、鋳塊を５００℃から２００℃まで３００℃／時間の速度で冷却した。
【０１０５】
溶体化処理した鋳塊の両面を２ｍｍ面削加工した後、熱間圧延してアルミニウム合金板を得た。熱間圧延は、鋳塊を３５０℃〜４５０℃に加熱しながら、鋳塊の厚さが１８ｍｍから３ｍｍになるまで加工率８３％で行った。次に、熱間圧延後の鋳塊（アルミニウム合金板）を温度３７０℃に加熱、昇温後１時間保持して、放冷する方法で、焼鈍処理を行った。次に、アルミニウム合金板を冷間圧延して圧延板を得た。冷間圧延は、アルミニウム板の温度を５０℃以下に調整しながら、アルミニウム合金板の厚さ３ｍｍから１ｍｍになるまで加工率６７％で行った。得られた圧延板をサンプル２と呼ぶ。
【０１０６】
サンプル２に含まれる成分の測定結果を表１に示す。
【０１０７】
（アルミニウム合金  サンプル３の製造）
アルミニウム合金中のＭｇの含有量を３．８重量％となるように配合したこと以外はサンプル２と同様の操作を行い、サンプル３を製造した。
【０１０８】
サンプル３に含まれる成分の測定結果を表１に示す。
【０１０９】
（アルミニウム合金  サンプル４の製造）
アルミニウム合金中のＭｇの含有量を５．０重量％となるように配合すること以外はサンプル２と同様の操作を行い、サンプル４を製造した。
【０１１０】
（アルミニウム合金  サンプル５の製造）
アルミニウム合金中のＭｇの含有量を７．０重量％となるように配合すること以外はサンプル２と同様の操作を行い、サンプル５を製造した。
【０１１１】
（アルミニウム合金  サンプル６の製造）
アルミニウム合金中のＭｇの含有量を１０．０重量％となるように配合すること以外はサンプル２と同様の操作を行い、サンプル６を製造した。
【０１１２】
（アルミニウム合金  サンプル７の製造）
アルミニウム合金中Ｍｇの含有量を１２．０重量％となるように配合すること以外はサンプル２と同様の操作を行い、サンプル７を製造した。
【０１１３】
（アルミニウム合金  サンプル８の製造）
高純度アルミニウム（純度：９９．９９９重量％）に代えてアルミニウム（純度：９９．８重量％）を用いた以外は、サンプル１と同様の操作を行い、サンプル８を製造した。
【０１１４】
サンプル８に含まれる成分の測定結果を表１に示す。
【０１１５】
（アルミニウム合金  サンプル９の製造）
高純度アルミニウム（純度：９９．９９９重量％）に代えてアルミニウム（純度：９９．８重量％）を用いた以外は、サンプル２と同様の操作を行い、サンプル９を製造した。
【０１１６】
サンプル９に含まれる成分の測定結果を表１に示す。
【０１１７】
（アルミニウム合金  サンプル１０の製造）
高純度アルミニウム（純度：９９．９９９重量％）に代えてアルミニウム（純度：９９．８重量％）を用い、溶融アルミニウムにＭｇを配合して、アルミニウム合金中のＭｇの含有量を３．７重量％に調整したこと以外はサンプル２と同様の操作を行い、サンプル１０を製造した。
【０１１８】
サンプル１０に含まれる成分の測定結果を表１に示す。
【０１１９】
（アルミニウム合金  サンプル１１の製造）
Ｍｇに代えて、溶融アルミニウム中にＣｕ（純度：９９．９９重量％）を配合して、アルミニウム合金中のＣｕの含有量を０．５重量％に調整したこと以外はサンプル２と同様の操作を行い、サンプル１１を製造した。
【０１２０】
サンプル１１に含まれる成分の測定結果を表１に示す。
【０１２１】
【表１】
0005701225.tif 000002
【０１２２】
表１に示す含有量のうち、アルミニウム合金におけるＭｇの含有量は０．００００１重量％以上８重量％以下であることが好ましく、０．００００１重量％以上４重量％以下であることがより好ましく、０．０１重量％以上４重量％以下であることがさらに好ましい。Ｓｉの含有量は０．０００１重量％以上０．０５重量％以下であることが好ましく、
０．０００１重量％以上０．０１重量％以下であることがより好ましい。Ｆｅの含有量は０．００００５重量％以上０．１重量％以下であることが好ましく、０．００００５重量％以上０．００５重量％以下であることがより好ましい。Ｃｕの含有量は０．０００１重量％以上０．５重量％以下であることが好ましく、０．０００１重量％以上０．００５重量％以下であることがより好ましい。Ｔｉの含有量は０．０００００１重量％以上０．０１重量％以下であることが好ましく、０．００００１重量％以上０．００１重量％以下であることがより好ましい。Ｍｎの含有量は０．０００００１重量％以上０．０３重量％以下であることが好ましく、０．０００００１重量％以上０．００１重量％以下であることがより好ましい。Ｇａの含有量は０．０００００１重量％以上０．０３重量％以下であることが好ましく、０．００００１重量％以上０．００１重量％以下であることがより好ましい。Ｎｉの含有量は０．０００００１重量％以上０．０３重量％以下であることが好ましく、０．００００１重量％以上０．００１重量％以下であることがより好ましい。Ｖの含有量は０．０００００１重量％以上０．０３重量％以下であることが好ましく、０．００００１重量％以上０．００１重量％以下であることがより好ましい。Ｚｎの含有量は０．０００００１重量％以上０．０３重量％以下であることが好ましく、０．００００１重量％以上０．００５重量％以下であることがより好ましい。
【０１２３】
（電解液１の製造）
水酸化カリウムと純水とを混合し、電解液１として、０．５Ｍ  ＫＯＨ水溶液を製造した。
【０１２４】
（電解液２の製造）
水酸化カリウムと純水とを混合し、電解液２として、１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液を製造した。
【０１２５】
（電解液３の製造）
水酸化カリウムと純水とを混合し、電解液３として、３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液を製造した。
【０１２６】
（電解液４の製造）
水酸化カリウムと純水とを混合し、電解液４として、６．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液を製造した。
【０１２７】
（電解液５の製造）
水酸化カリウムと純水とを混合し、電解液５として、２．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液を製造した。
【０１２８】
（電解液６の製造）
水酸化カリウムと純水とを混合し、電解液６として、７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液を製造した。
【０１２９】
（アニオン交換膜の作製）
アニオン交換膜の製造では、まず、以下の方法でアニオン交換樹脂の前駆体１を合成した。
【０１３０】
（アニオン交換樹脂の前駆体１の作製）
窒素雰囲気下、ポリエーテルスルフォン（アルドリッチ社製）５４．０６ｇを、１２０℃に加熱した１，１，２，２−テトラクロロエタン１３５０ｍｌに溶かした。この溶液にジメトキシエタン５９７ｍｌ（６．７６ｍｏｌ）と１，１，２，２−テトラクロロエタン５４０ｍｌの混合物を３０分以上かけてゆっくりと加え、続いて塩化チオニル２４６ｍｌ（３．４２ｍｏｌ）を加えた。
【０１３１】
さらに上記溶液に塩化亜鉛１８．７９ｇ（１３７．８ｍｍｏｌ）を含有するテトラヒドロフランの懸濁液１３５ｍｌを加えた後、５８〜６０℃で５日間加熱撹拌した。これにより褐色溶液を得た。
【０１３２】
加熱撹拌後の上記反応溶液（褐色溶液）を室温まで冷却後、６Ｌのメタノールに注いだ。メタノール中に析出した灰色固体をろ過（ｆｉｌｔｅｒ）し、ろ物をメタノールで３回洗浄、減圧下一晩乾燥した。得られた固体（７５．１８ｇ）をジクロロメタン９００ｍｌに溶解し、この溶液をアセトン６Ｌに撹拌しながら注いだ。アセトン中に析出した固体をろ過し、ろ物をアセトンで洗浄、減圧下で乾燥して、灰色固体のアニオン交換樹脂の前駆体１を６０．１３ｇ得た。
【０１３３】
（アニオン交換膜の前駆体２）
１０ｇのアニオン交換樹脂の前駆体１をジメトキシアセトアミド１９０ｇに溶かした。この溶液をガラス板に塗工し、５０℃で２４時間乾燥した。この塗膜をさらに８０℃で１時間真空乾燥した。
【０１３４】
ガラス板を蒸留水に浸けることでガラス板から膜を分離した。これを８０℃で２４時間真空乾燥することで厚み３０μｍのアニオン交換膜の前駆体２を得た。
【０１３５】
（アニオン交換膜１）
アニオン交換膜の前駆体２を１００ｍｍ×１００ｍｍに裁断した。これをトリメチルアミンの４５重量％水溶液に４８時間浸漬した後、トリメチルアミン水溶液から取り出した前駆体２を１Ｍ  ＫＯＨ水溶液に４８時間浸漬した。その後、ＫＯＨ水溶液から取り出した膜を、蒸留水  １００ｍｌに２４時間浸漬することでアニオン交換膜１を得た。
【０１３６】
このアニオン交換膜１のアニオン交換容量は、２．５ミリ当量／ｇであった。
【０１３７】
（アニオン交換膜２）
アニオン交換膜２として、スチレン−ジビニルベンゼンの共重合体系の膜である市販のＡＨＡ（アストム社製）を用いた。
【０１３８】
（アルミニウム空気電池の作製）
以下の手順で、サンプル１〜１１を負極として使用したアルミニウム空気電池を製造し、その性能を評価する。
【０１３９】
（アルミニウム空気電池１−１の製造）
＜アルミニウム空気電池用負極の作製＞
圧延加工により厚さを１ｍｍにしたサンプル１のアルミニウム合金１００ａを縦３０ｍｍ×横３０ｍｍに切断し（図５（Ａ））、片面をイミドテープ１００ｂでマスキングする（図５（Ｂ））。マスキングの一部（φ２ｍｍである２箇所）を取り除き、この部分に塩化ビニル被覆アルミニウムリード線１００ｃ（純度９９．５％、断面φ０．２５ｍｍ×長さ１００ｍｍ、電極電位−１．４５Ｖ）を抵抗溶接機で取り付ける（図５（Ｃ））。溶接部のアルミニウム剥き出し部をアラルダイト（エポキシ樹脂系接着剤）でマスキングして負極１００を得る。
【０１４０】
＜ゴムパッキン１１２＞
図６に示すように、穴が開いた厚み０．５ｍｍのゴムパッキン１１２を用意する。
【０１４１】
＜ゴムパッキン１１４＞
図７に示すように、穴が開いた厚み０．５ｍｍのゴムパッキン１１４を用意する。
【０１４２】
＜負極槽枠＞
図８に示すように、穴が開いた厚み１０ｍｍの負極槽枠１１７を用意する。負極槽枠１１７の材質はステンレス鋼（ＪＩＳ規格  ＳＵＳ３１６）である。
【０１４３】
＜負極蓋＞
図１３に示すように、穴が開いた厚み２ｍｍの負極蓋１３０を用意する。負極蓋１３０の材質はステンレス鋼（ＪＩＳ規格  ＳＵＳ３１６）である。
【０１４４】
＜アニオン交換膜＞
アニオン交換膜として、アニオン交換膜１を用いる。図１０に示すように、４隅にφ４．５ｍｍの穴を開けたアニオン交換膜１１５を用意する。
【０１４５】
＜注液前電池１の組み立て＞
図１１に示すように、負極槽枠１１７、ゴムパッキン１１２、アニオン交換膜１１５、ゴムパッキン１１４、酸素拡散膜付き正極１１３ｂ、ゴムパッキン１１２および正極触媒押さえ多孔板１１１（正極蓋）をこの順に積層する。これらの四隅を絶縁性のネジ（例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）製）で固定し、正極側ユニット（積層体１ａ）を作成する（図１２（Ａ））。
【０１４６】
続いて、裏返した積層体１ａ（図１２（Ｂ））の負極槽枠１１７の表面に、リード付きの負極１００、ゴムパッキン１１４、負極蓋１３０をこの順に積層する（図１３）。この積層体の四隅を絶縁性のネジで固定し、負極リード線と負極蓋との隙間をアラルダイト（エポキシ樹脂系接着剤）で密封（ｓｅａｌ）する（図１４）。シールされた積層体１ｂに閉止栓付きノズル１５０を４箇所取り付けることで注液前電池１を組み立てる（図１５（Ａ）及び１５（Ｂ））。
【０１４７】
（注液前電池２〜１１の組み立て）
負極にサンプル２〜１１を用いること以外は、注液前電池１と同様にして注液前電池２〜１１を組み立てる。
【０１４８】
（注液前電池２１の組み立て）
正極として、酸素拡散膜付き正極１１３ｂの代わりに、酸素選択透過膜付き正極１１３を使用すること以外は、注液前電池１と同様にして注液前電池２１を組み立てる。
【０１４９】
（注液前電池２２〜３１の組み立て）
負極にサンプル２〜１１を用いること以外は、注液前電池２１と同様にして注液前電池２２〜３１を組み立てる。
【０１５０】
（注液前電池４１の組み立て）
アニオン交換膜１を親水性ＰＴＦＥ多孔質フィルムに換えること以外は、注液前電池１と同様にして注液前電池４１を組み立てる。
【０１５１】
（注液前電池４２〜５１の組み立て）
負極にサンプル２〜１１を用いること以外は、注液前電池４１と同様にして注液前電池４２〜５１を組み立てる。
【０１５２】
（注液前電池６０〜６２の組み立て）
アニオン交換膜にアニオン交換膜２を用いること以外は、注液前電池１と同様にして注液前電池６０、６１および６２を組み立てる。なお、注液前電池６０、６１および６２の負極には、それぞれサンプル１、２および８を用いる。
【０１５３】
（注液前電池１への電解液１の注液）
注液前電池１の負極側に電解液１（０．５Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液１（０．５Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、ノズルの閉止栓を閉じることで電池１−１を作製する。
【０１５４】
（注液前電池１への電解液２の注液）
正極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液すること以外は、電池１−１と同様にして電池１−２を作製する。
【０１５５】
（注液前電池１への電解液３の注液）
正極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液すること以外は、電池１−１と同様にして電池１−３を作製する。
【０１５６】
（注液前電池１への電解液４の注液）
正極側に電解液４（６．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液すること以外は、電池１−１と同様にして電池１−４を作製する。
【０１５７】
（注液前電池１への電解液５の注液）
注液前電池１の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池１−５を作製する。
【０１５８】
（注液前電池１への電解液６の注液）
正極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液すること以外は、電池１−５と同様にして電池１−６を作製する。
【０１５９】
（注液前電池１への電解液７の注液）
正極側に電解液４（６．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液すること以外は、電池１−５と同様にして電池１−７を作製する。
【０１６０】
（注液前電池１への電解液８の注液）
注液前電池１の負極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池１−８を作製する。
【０１６１】
（注液前電池１への電解液９の注液）
正極側に電解液４（６．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液すること以外は、電池１−８と同様にして電池１−９を作製する。
【０１６２】
（注液前電池２への電解液１〜９の注液）
注液前電池１を注液前電池２に変えること以外は、電池１−１と同様にして電池２−１を作製する。注液前電池１を注液前電池２に変えること以外は、電池１−２と同様にして電池２−２を作製する。注液前電池１を注液前電池２に変えること以外は、電池１−３と同様にして電池２−３を作製する。注液前電池１を注液前電池２に変えること以外は、電池１−４と同様にして電池２−４を作製する。注液前電池１を注液前電池２に変えること以外は、電池１−５と同様にして電池２−５を作製する。注液前電池１を注液前電池２に変えること以外は、電池１−６と同様にして電池２−６を作製する。注液前電池１を注液前電池２に変えること以外は、電池１−７と同様にして電池２−７を作製する。注液前電池１を注液前電池２に変えること以外は、電池１−８と同様にして電池２−８を作製する。注液前電池１を注液前電池２に変えること以外は、電池１−９と同様にして電池２−９を作製する。
【０１６３】
（注液前電池３への電解液の注液）
注液前電池３の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池３−６を作製する。
【０１６４】
（注液前電池４への電解液の注液）
注液前電池４の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液して、電池４−６を作製する。
【０１６５】
（注液前電池５への電解液の注液）
注液前電池５の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池５−６を作製する。
【０１６６】
（注液前電池６への電解液の注液）
注液前電池６の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液して、電池６−６を作製する。
【０１６７】
（注液前電池７への電解液の注液）
注液前電池７の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液して、電池７−６を作製する。
【０１６８】
（注液前電池８への電解液の注液）
注液前電池１を注液前電池８に換えること以外は、電池１−１と同様にして電池８−１を作製する。注液前電池１を注液前電池８に換えること以外は、電池１−２と同様にして電池８−２を作製する。注液前電池１を注液前電池８に換えること以外は、電池１−３と同様にして電池８−３を作製する。注液前電池１を注液前電池８に換えること以外は、電池１−４と同様にして電池８−４を作製する。注液前電池１を注液前電池８に換えること以外は、電池１−５と同様にして電池８−５を作製する。注液前電池１を注液前電池８に換えること以外は、電池１−６と同様にして電池８−６を作製する。注液前電池１を注液前電池８に換えること以外は、電池１−７と同様にして電池８−７を作製する。注液前電池１を注液前電池８に換えること以外は、電池１−８と同様にして電池８−８を作製する。注液前電池１を注液前電池８に換えること以外は、電池１−９と同様にして電池８−９を作製する。
【０１６９】
（注液前電池９への電解液の注液）
注液前電池９の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池９−６を作製する。
【０１７０】
（注液前電池１０への電解液の注液）
注液前電池１０の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池１０−６を作製する。
【０１７１】
（注液前電池１１への電解液の注液）
注液前電池１１の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池１１−６を作製する。
【０１７２】
（注液前電池２２への電解液の注液）
注液前電池２２の負極側に電解液１（０．５Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液１（０．５Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池２２−１を作製する。
【０１７３】
（注液前電池２２への電解液の注液）
注液前電池２２の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池２２−５を作製する。
【０１７４】
（注液前電池２２への電解液の注液）
注液前電池２２の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池２２−６を作製する。
【０１７５】
（注液前電池２２への電解液の注液）
注液前電池２２の負極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池２２−８を作製する。
【０１７６】
（注液前電池４１への電解液の注液）
注液前電池４１の負極側に電解液６（７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液６（７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池４１−１１を作製する。
【０１７７】
（注液前電池４２への電解液の注液）
注液前電池４２の負極側に電解液１（０．５Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液１（０．５Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池４２−１を作製する。
【０１７８】
（注液前電池４２への電解液の注液）
注液前電池４２の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池４２−５を作製する。
【０１７９】
（注液前電池４２への電解液の注液）
注液前電池４２の負極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液３（３．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池４２−８を作製する。
【０１８０】
（注液前電池６１への電解液注液）
注液前電池６１の負極側に電解液６（７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液６（７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６１−１１を作製する。
【０１８１】
（注液前電池６１への電解液注液）
注液前電池６１の負極側に電解液５（２．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液６（７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６１−１２を作製する。
【０１８２】
（注液前電池６１への電解液注液）
注液前電池６１の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液６（７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６１−１３を作製する。
【０１８３】
（注液前電池６１への電解液注液）
注液前電池６１の負極側に電解液１（０．５Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液６（７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６１−１４を作製する。
【０１８４】
（注液前電池６１への電解液注液）
注液前電池６１の負極側に電解液５（２Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液５（２．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６１−１５を作製する。
【０１８５】
（注液前電池６１への電解液注液）
注液前電池６１の負極側に電解液２（１Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液５（２．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６１−１６を作製する。
【０１８６】
（注液前電池６１への電解液注液）
注液前電池６１の負極側に電解液１（０．５Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液５（２．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６１−１７を作製する。
【０１８７】
（注液前電池６１への電解液注液）
注液前電池６１の負極側に電解液２（１Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６１−１８を作製する。
【０１８８】
（注液前電池６１への電解液注液）
注液前電池６１の負極側に電解液１（０．５Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６１−１９を作製する。
【０１８９】
（注液前電池６２への電解液注液）
注液前電池６２の負極側に電解液６（７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液６（７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６２−１１を作製する。
【０１９０】
（注液前電池６２への電解液注液）
注液前電池６２の負極側に電解液５（２．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液６（７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６２−１２を作製する。
【０１９１】
（注液前電池６２への電解液注液）
注液前電池６２の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液６（７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６２−１３を作製する。
【０１９２】
（注液前電池６２への電解液注液）
注液前電池６２の負極側に電解液１（０．５Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液６（７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６２−１４を作製する。
【０１９３】
（注液前電池６２への電解液注液）
注液前電池６２の負極側に電解液５（２Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液５（２．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６２−１５を作製する。
【０１９４】
（注液前電池６２への電解液注液）
注液前電池６２の負極側に電解液２（１Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液５（２．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６２−１６を作製する。
【０１９５】
（注液前電池６２への電解液注液）
注液前電池６２の負極側に電解液１（０．５Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液５（２．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６２−１７を作製する。
【０１９６】
（注液前電池６２への電解液注液）
注液前電池６２の負極側に電解液２（１Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６２−１８を作製する。
【０１９７】
（注液前電池６２への電解液注液）
注液前電池６２の負極側に電解液１（０．５Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６２−１９を作製する。
【０１９８】
（注液前電池６０への電解液注液）
注液前電池６０の負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液し、電池６０−１１を作製する。
【０１９９】
（空気電池性能評価）
＜放電試験＞
上述のようにして作製された空気電池を、充放電試験機（東洋システム社製、製品名ＴＯＳＣＡＴ−３０００Ｕ）に接続し、負極のアルミニウムにおける電流密度を５ｍＡ／ｃｍ2に維持し、定電流放電（ＣＣ放電）を行う。終止カットオフ電圧を０．５Ｖに設定する。
【０２００】
（放電容量）
電池６１、電池６２の放電試験の測定結果を表２および３に示す。
【０２０１】
【表２】
0005701225.tif 000003
【０２０２】
【表３】
0005701225.tif 000004
【０２０３】
表２から次のことがわかる。負極にサンプル２、負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液した電池を基準電池として、正極側の電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を電解液６（７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、電解液５（２．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）とすることで、放電容量をほぼ維持したまま、放電電圧を向上できた。その結果、エネルギー密度が、３３１５ｍＷｈ／ｇから各々３６２１ｍＷｈ／ｇ、３６４０ｍＷｈ／ｇに向上した。
【０２０４】
表３から次のことがわかる。負極にサンプル８、負極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、正極側に電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を注液した電池を標準電池として、負極側の電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を電解液１（０．５Ｍ  ＫＯＨ水溶液）とすることで、放電電圧が０．１Ｖ低下するが、放電容量が大きく向上できた。その結果、エネルギー密度が１３５３ｍＷｈ／ｇから１９００ｍＷｈ／ｇに向上した。また、正極触媒の電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）を電解液６（７．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）、電解液５（２．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）とすることで、エネルギー密度が、１３５３ｍＷｈ／ｇから各々１４０４ｍＷｈ／ｇ、１４４０ｍＷｈ／ｇに向上した。
【０２０５】
このように電解液電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）で放電容量が理論容量（２９８０ｍＡｈ／ｇ）に近い負極サンプル２の電池６１は、正極触媒側電解液の高濃度化で、エネルギー密度が向上した。また電解液電解液２（１．０Ｍ  ＫＯＨ水溶液）で放電容量が理論容量（２９８０ｍＡｈ／ｇ）の半分程度の負極サンプル８の電池６２は、負極側電解液の低濃度化で、エネルギー密度が向上した。
【０２０６】
（放電容量試験後の電解液分析）
電池６０−１１について放電試験を行った後、電解液を回収して、電解液中のアルミニウムの濃度をＩＣＰ−ＡＥＳで定量した。その結果、正極触媒側の電解液に含まれるアルミニウムの含有量は、負極側の電解液に含まれるアルミニウムの１／４であった。このことは、アニオン交換膜があることにより、放電により生成した負極放電生成物が正極触媒側に移動する量が大幅に抑制でき、放電生成物による正極触媒の汚染（被毒）が抑制できることを示している。
【０２０７】
（電池４２−１１の放電試験）
アニオン交換膜の代わりに親水性ＰＴＦＥ多孔質フィルムに換える以外は電池６１−１１と同様にして作製した電池４２−１１の放電試験を行った。その結果、電池４２−１１の放電容量は電池６１−１１とほぼ同じであったが、電池４２−１１の放電電圧は、電池６１−１１の１．６５Ｖに対し、１．６０Ｖに低下した。これは、負極放電生成物が正極触媒に移動し、正極触媒での酸素の取込反応を阻害したことに起因すると考えられる。また、電池４２−１１において、負極側の電解液濃度を低くした電池の作製を試みたが、電解液濃度が正極側と負極側とで均一になり、結果的に、負極側の電解液濃度を正極側の電解液濃度より低くすることができず、これにより、アルミニウム負極の自己腐食を抑制することができなかった。通常の多孔質フィルムにおいては、アニオン交換能がないため、電解質が自由に移動してしまう。従って、正極−負極間で、電解液の濃度差を設定することができず、電池のエネルギー密度を高くすることができない。
【０２０８】
（第４級アンモニウム基を有する高分子化合物）
電解質として用いることができる第４級アンモニウム基を有する高分子化合物は溶液状である。従って、空気電池において、第４級アンモニウム基を有する高分子化合物は、膜状ではない。そのため、負極側電解液濃度を正極よりも薄くすることができず、アルミニウム負極の自己腐食を抑制することができない。
【０２０９】
以上のことから、アニオン交換膜を備える空気電池では、アニオン交換膜を備えない空気電池に比べて、アルミニウム負極の自己腐食を抑制することができること、さらに、正極触媒側および負極側の間に電解液濃度の差を設定することが可能であり、これにより電池のエネルギー密度を高くできること）が確認された。
【産業上の利用可能性】
【０２１０】
以上で説明したように、本発明に係るアルミニウム空気電池は、その負極のアルミニウム合金の自己腐食を容易に抑制することができ、また、空気電池のエネルギー密度を容易に向上できるため、工業的に極めて有用であり、例えば電気自動車用動力源、（携帯型）電子機器用電源又は水素発生源（燃料電池）としての実用化が期待される。
【符号の説明】
【０２１１】
１・・・注液前の電池
１ａ・・・積層体（正極側ユニット）
１ｂ・・・シールされた積層体
１００・・・負極
１００ａ・・・アルミニウム合金
１００ｂ・・・イミドテープ
１００ｃ・・・リード線
２・・・正極触媒を含む正極材料
４・・・正極集電体
６・・・酸素拡散膜
８・・・ニッケルリボン端子
１０９・・・空気取り入れ口
１１１・・・正極蓋
１１２・・・穴開きゴムパッキン
１１３・・・酸素選択透過膜付き正極
１１３ａ・・・正極
１１３ｂ・・・酸素拡散膜付き正極
１１４・・・穴開きゴムパッキン
１１５・・・アニオン交換膜
１１７・・・負極槽枠
１３０・・・負極蓋
１５０・・・閉止栓付きノズル
１６０ａ・・・正極側の電解液
１６０ｂ・・・負極側の電解液
【図１】
0005701225.tif 000005
【図２】
0005701225.tif 000006
【図３】
0005701225.tif 000007
【図４】
0005701225.tif 000008
【図５】
0005701225.tif 000009
【図６】
0005701225.tif 000010
【図７】
0005701225.tif 000011
【図８】
0005701225.tif 000012
【図９】
0005701225.tif 000013
【図１０】
0005701225.tif 000014
【図１１】
0005701225.tif 000015
【図１２】
0005701225.tif 000016
【図１３】
0005701225.tif 000017
【図１４】
0005701225.tif 000018
【図１５】
0005701225.tif 000019
【図１６】
0005701225.tif 000020