JP2005528736A5

JP2005528736A5 -

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Publication number: JP2005528736A5
Application number: JP2003581278A
Authority: JP
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2006-05-18

Claims

電池用の電極であって、
ａ）非導電性基板と、
ｂ）非導電性基板に結合した接着コーティングと、
ｃ）前記接着コーティングに結合した多層作用電極とを備え、前記多層作用電極が、第１の導電性金属の少なくとも１つの層、および第２の導電性金属の少なくとも１つの層を含む電極。
前記非導電性基板が珪質表面を有する、請求項１に記載の電極。
前記接着コーティングが複数の層を有する、請求項１に記載の電極。
前記接着コーティングが、前記基板に結合した窒化タンタル層を備える、請求項３に記載の電極。
前記接着コーティングが、前記窒化タンタル層に結合したα−タンタル層を備える、請求項４に記載の電極。
前記接着コーティングが、前記α−タンタル層に結合した銅層を備える、請求項５に記載の電極。
前記基板がほぼ平らな表面を有し、前記接着コーティングおよび多層作用電極が前記ほぼ平らな表面上に結合される、請求項１に記載の電極。
前記基板が凹状表面を有し、前記接着コーティングおよび多層作用電極が前記凹状表面上に結合される、請求項１に記載の電極。
前記基板が凸状表面を有し、前記接着コーティングおよび多層作用電極が前記凸状表面上に結合される、請求項１に記載の電極。
前記第１および第２の導電性金属が、少なくとも約０．５のフェルミ・エネルギー差を有する、請求項１に記載の電極。
第１の導電性金属の前記少なくとも１つの層、および第２の導電性金属の少なくとも１つの層が、約１０，０００オングストロームより小さい厚さを有する、請求項１に記載の電極。
前記多層作用電極が少なくとも４つの層を備える、請求項１に記載の電極。
前記多層作用電極の頂部にバリヤ層も備える、請求項１に記載の電極。
前記バリヤ層が非晶質炭素を有する、請求項１３に記載の電極。
電池用の電極であって、
ａ）基板と、
ｂ）前記基板上の脆化の影響を受けやすい材料と、
ｃ）前記脆化の影響を受けやすい材料を保護する無酸素銅を備える保護層とを備える電極。
前記基板が非導電性である、請求項１５に記載の電極。
前記脆化の影響を受けやすい材料がタンタルまたはタンタルの化合物を含有する、請求項１５に記載の電極。
前記脆化の影響を受けやすい材料が窒化タンタル化合物を含有する、請求項１７に記載の電極。
前記無酸素銅層に接着した多層作用電極も含む、請求項１５に記載の電極。
電極であって、
ａ）複数の薄い金属層を備える電極構造と、
ｂ）非晶質炭素層とを備える電極。
前記非晶質炭素層が非晶質ダイアモンド層である、請求項２０に記載の電極。
非導電性基板も備え、前記電極構造が前記非導電性基板に接着される、請求項２０に記載の電極。
前記電極構造と前記非導電性基板との中間にある接着コーティングも含む、請求項２２に記載の電極。
前記接着コーティングが複数の層を有する、請求項２３に記載の電極。
前記接着コーティングが、前記非導電性基板に直接接着した窒化タンタル層を含む、請求項２４に記載の電極。
前記接着コーティングが、さらに、前記窒化タンタル層に直接接着されたα−タンタル層を含む、請求項２５に記載の電極。
前記α−タンタル層に結合した銅層も含む、請求項２６に記載の電極。
電気化学電池用の電極であって、
ａ）複数の薄い金属層を備える電極構造を備え、
ｂ）前記薄い金属層の少なくとも１つが竹粒パターンを呈する電極。
非導電性基板も備え、前記電極構造が前記非導電性基板に接着される、請求項２８に記載の電極。
前記電極構造と前記非導電性基板との中間にある接着コーティングも含む、請求項２９に記載の電極。
前記接着コーティングが複数の層を有する、請求項３０に記載の電極。
前記接着コーティングが、前記非導電性基板に直接接着した窒化タンタル層を含む、請求項３１に記載の電極。
前記接着コーティングが、さらに、前記窒化タンタル層に直接接着したα−タンタル層を含む、請求項３２に記載の電極。
前記α−タンタル層に結合した銅層も含む、請求項３３に記載の電極。
電池用の電極であって、
ａ）複数の薄い金属層を備える電極構造を備え、
ｂ）前記薄い金属層が第１の金属層および第２の金属層を含み、
ｃ）前記第１の金属層が、前記第２の金属層に対して約２１％未満の格子不整合を有する電極。
前記第１の金属層がα−タンタルを備える、請求項３５に記載の電極。
前記第２の金属層が、前記タンタルに対して約１１％未満の格子定数不整合を有する金属を備える、請求項３６に記載の電極。
前記第２の金属層がニオブ、β−チタン、タングステン、モリブデン、バナジウム、ハフニウム、エルビウム、ジスプロシウム、サマリウム、ガドリニウム、ネオジウム、ジルコニウムまたはニッケルを備える、請求項３７に記載の電極。
前記第２の金属層が、前記タンタルに対して約１１％から約２１％の範囲の格子定数不整合を有する金属を備える、請求項３６に記載の電極。
前記第２の金属層が鉄、コバルト、ロジウム、イリジウム、レニウム、オスミウム、パラジウム、ルテニウム、プラチナまたはクロムを備える、請求項３９に記載の電極。
前記第２の金属層がコバルトを備える、請求項３９に記載の電極。
前記第２の金属層がロジウムを備える、請求項３９に記載の電極。
前記第１および第２の金属層の少なくとも１つが金属合金を備える、請求項３５に記載の電極。
前記第１および第２の金属層の少なくとも１つが、スパッタ堆積で形成されている、請求項３５に記載の電極。
前記第１および第２の金属層の少なくとも１つが、化学蒸着、エピタキシャル成長または電着で形成されている、請求項３５に記載の電極。
前記第１および第２の金属層の少なくとも１つが、無電解めっき付着で形成されている、請求項３５に記載の電極。
前記第１および第２の金属層の少なくとも１つが、銅、金、ニッケル、パラジウム、ロジウム、銀、コバルトおよび鉄から選択した金属を備える、請求項４６に記載の電極。
前記第１および第２の金属層の少なくとも１つが、置換めっき付着で形成されている、請求項３５に記載の電極。
前記第１および第２の金属層の少なくとも１つが、銀、金、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、レニウム、オスミウムおよびルテニウムから選択した金属を備える、請求項４８に記載の電極。
前記第１および第２の金属層の少なくとも１つがアニールされている請求項３５に記載の電極。
前記金属合金層がＰＶＤマグネトロン・スパッタリングで形成されている、請求項４３に記載の電極。
前記第１および第２の金属層の少なくとも１つが、ヘテロエピタキシャル多層成長で形成されている、請求項３５に記載の電極。
前記第１および第２の金属層の少なくとも１つが、原子表面活性剤を使用して形成されている、請求項３５に記載の電極。
電池用の電極であって、
基板と、
前記基板に接着した窒化タンタル層と、
前記窒化タンタル層に接着したタンタル層と、
前記タンタル層に結合した銅層と、
前記銅層に結合した第１の金属層とを備える電極。
前記第１の金属層がネオジウムを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、銅、イリジウム、ニオブ、ニッケル、パラジウム、プラチナ、ロジウム、タンタル、チタン、ウラン、ジルコニウム、銀、金、モリブデン、バナジウムおよびタングステンで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項５５に記載の電極。
前記部材が、銅、イリジウム、ニオブ、ニッケル、パラジウム、プラチナ、ロジウム、タンタル、チタン、ウランおよびジルコニウムで構成されたグループから選択される、請求項５６に記載の電極。
前記第１の金属層がニッケルを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、銅、イリジウム、ニオブ、ネオジウム、パラジウム、ロジウム、タンタル、チタン、ウラン、ジルコニウム、銀、金、モリブデン、プラチナ、バナジウムおよびタングステンで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項５８に記載の電極。
前記部材が、銅、イリジウム、ニオブ、ネオジウム、パラジウム、ロジウム、タンタル、チタン、ウランおよびジルコニウムで構成されたグループから選択される、請求項５９に記載の電極。
前記第１の金属層がサマリウムを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、銅、ジスプロシウム、エルビウム、ガドリニウム、ニオブ、ネオジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、レニウム、ルテニウム、β−チタン、バナジウム、タングステン、ジルコニウム、コバルト、クロム、鉄、パラジウム、プラチナ、レニウムおよびロジウムで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項６１に記載の電極。
前記部材が、銅、ジスプロシウム、エルビウム、ガドリニウム、ニオブ、ネオジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、レニウム、ルテニウム、β−チタン、バナジウム、タングステンおよびジルコニウムで構成されたグループから選択される、請求項６２に記載の電極。
前記第１の金属層がウランを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、銅、マグネシウム、ネオジウム、ニッケル、ロジウム、チタン、タリウム、アルミニウム、金、パラジウム、プラチナおよびバナジウムで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項６４に記載の電極。
前記部材が、銅、マグネシウム、ネオジウム、ニッケル、ロジウム、チタンおよびタリウムで構成されたグループから選択される、請求項６５に記載の電極。
前記第１の金属層がタリウムを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、銅、マグネシウム、ウランおよびアルミニウムで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項６７に記載の電極。
前記部材が、銅、マグネシウムおよびウランで構成されたグループから選択される、請求項６８に記載の電極。
前記第１の金属層がロジウムを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、銀、アルミニウム、銅、イリジウム、ネオジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、ウラン、ジルコニウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、チタンおよびタングステンで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項７０に記載の電極。
前記部材が、銀、アルミニウム、銅、イリジウム、ネオジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、ウランおよびジルコニウムで構成されたグループから選択される、請求項７１に記載の電極。
前記第１の金属層がイリジウムを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、銀、金、銅、ネオジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、ロジウム、ジルコニウム、モリブデン、ニオブ、タンタルおよびチタンで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項７３に記載の電極。
前記部材が、銀、金、銅、ネオジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、ロジウムおよびジルコニウムで構成されたグループから選択される、請求項７４に記載の電極。
前記第１の金属層がパラジウムを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、銀、金、銅、イリジウム、ネオジウム、ニッケル、プラチナ、ロジウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、チタン、ウランおよびジルコニウムで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項７６に記載の電極。
前記部材が、銀、金、銅、イリジウム、ネオジウム、ニッケル、プラチナおよびロジウムで構成されたグループから選択される、請求項７７に記載の電極。
前記第１の金属層がチタンを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、銅、モリブデン、ニオブ、ネオジウム、ニッケル、タンタル、ウラン、バナジウム、タングステン、ジルコニウム、コバルト、鉄、イリジウム、パラジウム、プラチナ、レニウムおよびロジウムで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項７９に記載の電極。
前記部材が、銅、モリブデン、ニオブ、ネオジウム、ニッケル、タンタル、ウラン、バナジウム、タングステンおよびジルコニウムで構成されたグループから選択される、請求項８０に記載の電極。
前記第１の金属層がプラチナを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、金、銅、イリジウム、ネオジウム、パラジウム、ロジウム、モリブデン、ニオブ、ニッケル、タンタル、チタン、ウランおよびジルコニウムで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項８２に記載の電極。
前記部材が、金、銅、イリジウム、ネオジウム、パラジウムおよびロジウムで構成されたグループから選択される、請求項８３に記載の電極。
前記第１の金属層がニオブを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、銅、モリブデン、ネオジウム、ニッケル、タンタル、チタン、バナジウム、タングステン、ジルコニウム、コバルト、鉄、イリジウム、オスミウム、パラジウム、プラチナ、レニウム、ロジウムおよびルテニウムで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項８５に記載の電極。
前記部材が、銅、モリブデン、ネオジウム、ニッケル、タンタル、チタン、バナジウム、タングステンおよびジルコニウムで構成されたグループから選択される、請求項８６に記載の電極。
前記第１の金属層がアルミニウムを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、金、銅、タリウム、ウランおよびジルコニウムで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項８８に記載の電極。
前記部材が金である、請求項８９に記載の電極。
前記第１の金属層がマグネシウムを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、タリウム、ウランおよび銅で構成されたグループから選択した部材を備える、請求項９１に記載の電極。
前記部材が、タリウムおよびウランで構成されたグループから選択される、請求項９２に記載の電極。
前記第１の金属層が金を備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、銀、アルミニウム、イリジウム、パラジウム、プラチナ、ロジウム、銅、ネオジウム、ニッケル、トリウム、ウランおよびジルコニウムで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項９４に記載の電極。
前記部材が、銀、アルミニウム、イリジウム、パラジウム、プラチナおよびロジウムで構成されたグループから選択される、請求項９５に記載の電極。
前記第１の金属層がモリブデンを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、鉄、ニオブ、タンタル、チタン、バナジウム、タングステン、ジルコニウム、コバルト、イリジウム、ネオジウム、ニッケル、オスミウム、パラジウム、プラチナ、レニウム、ロジウムおよびルテニウムで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項９７に記載の電極。
前記部材が、鉄、ニオブ、タンタル、チタン、バナジウム、タングステンおよびジルコニウムで構成されたグループから選択される、請求項９８に記載の電極。
前記第１の金属層が銀を備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、アルミニウム、金、イリジウム、パラジウム、ロジウム、銅、ネオジウム、ニッケル、タリウム、ウランおよびジルコニウムで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項１００に記載の電極。
前記部材が、アルミニウム、金、イリジウム、パラジウムおよびロジウムで構成されたグループから選択される、請求項１０１に記載の電極。
前記第１の金属層がバナジウムを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、コバルト、鉄、モリブデン、ニオブ、オスミウム、レニウム、タンタル、チタン、タングステン、銅、ネオジウム、ニッケル、ルテニウム、ウランおよびジルコニウムで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項１０３に記載の電極。
前記部材が、コバルト、鉄、モリブデン、ニオブ、オスミウム、レニウム、タンタル、チタンおよびタングステンで構成されたグループから選択される、請求項１０４に記載の電極。
前記第１の金属層が鉄を備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、コバルト、モリブデン、オスミウム、レニウム、ルテニウム、バナジウム、タングステン、ニオブ、タンタルおよびチタンで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項１０６に記載の電極。
前記部材が、コバルト、モリブデン、オスミウム、レニウム、ルテニウム、バナジウムおよびタングステンで構成されたグループから選択される、請求項１０７に記載の電極。
前記第１の金属層がガドリニウムを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、銅、ジスプロシウム、エルビウム、イリジウム、ニオブ、ネオジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、ロジウム、サマリウム、α−タンタル、β−チタン、γ−ウラン、ジルコニウム、銀、金、ハフニウム、モリブデン、バナジウムおよびタングステンで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項１０９に記載の電極。
前記部材が、銅、ジスプロシウム、エルビウム、イリジウム、ニオブ、ネオジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、ロジウム、サマリウム、α−タンタル、β−チタン、γ−ウランおよびジルコニウムで構成されたグループから選択される、請求項１１０に記載の電極。
前記第１の金属層がジスプロシウムを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、銅、エルビウム、ガドリニウム、イリジウム、ニオブ、ネオジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、ロジウム、サマリウム、α−タンタル、β−チタン、γ−ウラン、ジルコニウム、銀、金、ハフニウム、モリブデン、バナジウムおよびタングステンで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項１１２に記載の電極。
前記部材が、銅、エルビウム、ガドリニウム、イリジウム、ニオブ、ネオジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、ロジウム、サマリウム、α−タンタル、β−チタン、γ−ウランおよびジルコニウムで構成されたグループから選択される、請求項１１３に記載の電極。
前記第１の金属層がハフニウムを備える、請求項５４に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備える、請求項５５、５８、６１、６４、６７、７０、７３、７６、７９、８２、８５、８８、９１、９４、９７、１００、１０３、１０６、１０９、１１２または１１５のいずれか１項に記載の電極。
前記第１の金属層に結合した第２の金属層も備え、前記第２の金属層が、クロム、モリブデン、ニオブ、ニッケル、α−タンタル、β−チタン、バナジウム、タングステン、ジルコニウム、コバルト、ジスプロシウム、エルビウム、鉄、イリジウム、ガドリニウム、ネオジウム、オスミウム、レニウム、ロジウム、ルテニウムおよびサマリウムで構成されたグループから選択した部材を備える、請求項１１５に記載の電極。
前記部材が、クロム、モリブデン、ニオブ、ニッケル、α−タンタル、β−チタン、バナジウム、タングステン、ジルコニウムで構成されたグループから選択される、請求項１１７に記載の電極。
電池用の電極であって、
ａ）基板と、
ｂ）前記基板上の多層作用電極とを備え、前記多層作用電極が、第１の導電性金属の少なくとも１つの層と、第２の導電性金属の少なくとも１つの層とを含み、
前記第１および第２の導電性金属が、水素またはその同位体で飽和した場合に約２１％未満の格子定数不整合を有する電極。
前記第１の導電性金属および前記第２の導電性金属が、水素またはその同位体で飽和すると、ほぼ同等の膨潤を呈する、請求項１１９に記載の電極。
前記第１の導電性金属および第２の導電性金属が、水素またはその同位体で飽和すると、低下した格子定数不整合を呈する、請求項１１９に記載の電極。
使用中に電気移動による損傷に対する耐性を呈する電池用の電極であって、
ａ）基板と、
ｂ）前記基板上の多層作用電極とを備え、前記多層作用電極が、第１の導電性金属の少なくとも１つの層と、第２の導電性金属の少なくとも１つの層とを含み、
前記第１および第２の導電性金属の少なくとも１つは、これが含まれる層の厚さに少なくともほぼ等しい直径を有する平均粒子サイズを有する電極。
電池装置であって、請求項１、１５、２０、２８、３５、５４、１１９および１２２のいずれか１項に記載の電極を備える装置。
水素またはその同位体のイオンの濃度を局所化するための方法であって、
請求項１２３の電池装置を設けることと、
前記イオンに、電気移動により前記電極内にイオンの局所化した濃度を形成させることとを含む方法。
水素またはその同位体のイオンの濃度を局所化するための方法であって、
請求項１、１５、２０、２８、３５、５４、１１９および１２２のいずれか１項に記載のように、自身上に基板および多層構造を有する製造品を設けることと、
前記多層構造内で水素またはその同位体のイオンの濃度を局所化することとを含む方法。
前記局所化が、少なくとも部分的に電気移動によって引き起こされる、請求項１２５に記載の方法。