JP2006152442A5 - - Google Patents

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Claims (44)

  1. 電気化学的に使用するための不均一な異質複合粉末粒子において、前記の不均一な異質複合粉末粒子のそれぞれが、一緒に混合される少なくとも２種の別々の及び別種の水素貯蔵合金を含有する、不均一な異質複合粉末粒子。
  2. 前記の不均一な異質複合粉末粒子は、ミクロン水準で分類した場合に少なくとも２種の別々の及び別種の合金成分を含有する、請求項１記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  3. 前記の不均一な異質複合粉末粒子はラメラ構造を有する、請求項２記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  4. 前記の少なくとも２種の別々の及び別種の水素貯蔵合金のうちの一つはマグネシウムをベースとする合金である、請求項１記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  5. 前記の少なくとも２種の別々の及び別種の水素貯蔵合金の第１の合金は、次の組成：
    （ＭｇｘＮｉ１−ｘ）ａＭｂ
    ［式中、
    Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ及びＣａからなる群から選択される少なくとも１個の変性剤元素を表し；
    ｂは０から３０までの原子％範囲であり；
    ａ＋ｂは前記第１の合金の１００原子％であり；
    ２５＜ｘ＜７５である］を有する材料を含有し；かつ
    前記の少なくとも２種の別々の及び別種の水素貯蔵合金の第２の合金は、
    ０〜６０原子％の量のＴｉ；
    ０〜４０原子％の量のＺｒ；
    ０〜６０原子％の量のＶ；
    ０〜５７原子％の量のＮｉ；
    ０〜５６原子％の量のＣｒ；
    ０〜５６原子％の量のＣｕ；
    ０〜１５原子％の量のＣｏ；
    ０〜２０原子％の量のＭｎ；
    ０〜２０原子％の量のＡｌ；
    ０〜１０原子％の量のＦｅ；
    ０〜８原子％の量のＭｏ；
    ０〜３０原子％の量のＬａ；及び
    ０〜３０原子％の量のＭｍ；
    からなる群から選択される成分を含有する（ここで、前記成分の総量は前記第２の合金の１００原子％に等しい）、請求項１記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  6. 電気化学的に使用するための不均一な異質複合粉末粒子において、前記粉末粒子が少なくとも２種の別々の及び別種の水素貯蔵合金を含有し、その際、前記の少なくとも２種の別々の及び別種の水素貯蔵合金の第１の合金は、次の組成：
    （ＭｇｘＮｉ１−ｘ）ａＭｂ
    ［式中、
    Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ及びＣａからなる群から選択される少なくとも１個の変性剤元素を表し；
    ｂは０から３０までの原子％範囲であり；
    ａ＋ｂは前記第１の合金の１００原子％であり；
    ２５＜ｘ＜７５である］を有する材料を含有し；かつ
    前記の少なくとも２種の別々の及び別種の水素貯蔵合金の第２の合金は、
    ０〜６０原子％の量のＴｉ；
    ０〜４０原子％の量のＺｒ；
    ０〜６０原子％の量のＶ；
    ０〜５７原子％の量のＮｉ；
    ０〜５６原子％の量のＣｒ；
    ０〜５６原子％の量のＣｕ；
    ０〜１５原子％の量のＣｏ；
    ０〜２０原子％の量のＭｎ；
    ０〜２０原子％の量のＡｌ；
    ０〜１０原子％の量のＦｅ；
    ０〜８原子％の量のＭｏ；
    ０〜３０原子％の量のＬａ；及び
    ０〜３０原子％の量のＭｍ；
    からなる群から選択される成分を含有し（ここで、前記成分の総量は前記第２の合金の１００原子％に等しい）；かつ
    前記第２の合金が前記第１の合金を封入する、不均一な異質複合粉末粒子。
  7. 前記第２の合金は前記第１の合金とが緊密に線状に混在して存在する、請求項６記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  8. 前記粉末粒子は前記第２の合金及び前記第１の合金の混合複合粉末粒子を含有する、請求項６記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  9. 前記粉末粒子はその表面上で前記第２の合金の優先的分布を示す、請求項６記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  10. 前記第２の合金材料は、次の成分：
    ０．１〜６０原子％の量のＴｉ；
    ０．１〜２５原子％の量のＺｒ；
    ０〜６０原子％の量のＶ；
    ０．１〜５７原子％の量のＮｉ；
    ０．１〜５６原子％の量のＣｒ；
    ０〜７原子％の量のＣｏ；
    ４．５〜８．５原子％の量のＭｎ；
    ０．〜３原子％の量のＡｌ；
    ０〜２．５原子％の量のＦｅ；
    ０〜６．５原子％の量のＭｏ；
    ０〜３０原子％の量のＬａ；及び
    ０〜３０原子％の量のＭｍ；
    を含有する無秩序多成分材料からなる（ここで、前記成分の総量は前記第２の成分材料の１００原子％に等しい）、請求項５記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  11. 前記第２の合金は次の組成：
    Ｖ１８Ｔｉ１５Ｚｒ１８Ｎｉ２９Ｃｒ５Ｃｏ７Ｍｎ８
    を有する、請求項５記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  12. 前記第１の合金は次の組成：
    （ベース合金）ａＭｂ
    ［式中、
    ベース合金は、約１：２〜約２：１の比でのＭｇ及びＮｉの合金であり；
    Ｍは、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ及びＣａからなる群から選択される少なくとも１個の変性剤元素を表し；
    ｂは０．５原子％より大きくかつ３０原子％より低く；かつ
    ａ＋ｂは前記第１の合金の１００原子％である］を有する、請求項５記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  13. 電気化学的水素貯蔵のための不均一な異質複合粉末粒子を製造する方法において、
    次の組成：
    （ＭｇｘＮｉ１−ｘ）ａＭｂ
    ［式中、
    Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ及びＣａからなる群から選択される少なくとも１個の変性剤元素を表し；
    ｂは０から３０までの原子％範囲であり；
    ａ＋ｂは前記第１成分材料の１００原子％であり；
    ２５＜ｘ＜７５である］を有する第１の成分を混合及び溶融により形成し；かつ
    ０〜６０原子％の量のＴｉ；
    ０〜４０原子％の量のＺｒ；
    ０〜６０原子％の量のＶ；
    ０〜５７原子％の量のＮｉ；
    ０〜５６原子％の量のＣｒ；
    ０〜５６原子％の量のＣｕ；
    ０〜１５原子％の量のＣｏ；
    ０〜２０原子％の量のＭｎ；
    ０〜２０原子％の量のＡｌ；
    ０〜１０原子％の量のＦｅ；
    ０〜８原子％の量のＭｏ；
    ０〜３０原子％の量のＬａ；及び
    ０〜３０原子％の量のＭｍ；
    からなる群から選択される少なくとも１個の元素を含有する（ここで、前記成分の総量は第２の成分材料の１００原子％に等しい）第２の成分を形成し；
    前記第１の成分を前記第２の成分で封入する、電気化学的水素貯蔵のための不均一な異質複合粉末粒子の製造方法。
  14. 前記第２の成分は次の元素：
    ０．１〜６０原子％の量のＴｉ；
    ０．１〜２５原子％の量のＺｒ；
    ０〜６０原子％の量のＶ；
    ０．１〜５７原子％の量のＮｉ；
    ０．１〜５６原子％の量のＣｒ；
    ０〜７原子％の量のＣｏ；
    ４．５〜８．５原子％の量のＭｎ；
    ０．〜３原子％の量のＡｌ；
    ０〜２．５原子％の量のＦｅ；
    ０〜６．５原子％の量のＭｏ；
    ０〜３０原子％の量のＬａ；及び
    ０〜３０原子％の量のＭｍ；
    を含有する無秩序多成分材料からなる（ここで、前記元素の総量は第２の成分の１００原子％に等しい）、請求項１３記載の電気化学的水素貯蔵のための不均一な異質複合粉末粒子の製造方法。
  15. 前記第２の成分は次の組成：
    Ｖ１８Ｔｉ１５Ｚｒ１８Ｎｉ２９Ｃｒ５Ｃｏ７Ｍｎ８
    の合金を含有する、請求項１３記載の電気化学的水素貯蔵のための不均一な異質複合粉末粒子の製造方法。
  16. 前記第１の成分は次の組成：
    （ベース合金）ａＭｂ
    ［式中、
    ベース合金は、約１：２〜約２：１の比でのＭｇ及びＮｉの合金であり；
    Ｍは、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ及びＣａからなる群から選択される少なくとも１個の変性剤元素を表し；
    ｂは０．５原子％より大きくかつ３０原子％より低く；かつ
    ａ＋ｂは前記第１の成分の１００原子％である］の合金を含有する、請求項１３記載の電気化学的水素貯蔵のための不均一な異質複合粉末粒子の製造方法。
  17. 次の組成：
    （ＭｇｘＮｉ１−ｘ）ａＭｂ
    ［式中、
    Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ及びＣａからなる群から選択される少なくとも１個の変性剤元素を表し；
    ｂは０から３０までの原子％範囲であり；
    ａ＋ｂは第１の成分材料の１００原子％であり；
    ２５＜ｘ＜７５である］を有する第１の成分を形成し、次の元素：
    ０．１〜６０原子％の量のＴｉ；
    ０．１〜２５原子％の量のＺｒ；
    ０〜６０原子％の量のＶ；
    ０．１〜５７原子％の量のＮｉ；
    ０．１〜５６原子％の量のＣｒ；
    ０〜７原子％の量のＣｏ；
    ４．５〜８．５原子％の量のＭｎ；
    ０．〜３原子％の量のＡｌ；
    ０〜２．５原子％の量のＦｅ；
    ０〜６．５原子％の量のＭｏ；
    ０〜３０原子％の量のＬａ；及び
    ０〜３０原子％の量のＭｍ；
    を含有する無秩序多成分材料である（ここで、前記元素の総量は第２の材料の１００原子％に等しい）第２の成分を形成し；かつ
    前記第１の成分及び前記第２の成分をボールミル粉砕を用いる機械的混合又は衝撃混合により一緒に混合して不均一な異質複合粉末粒子を形成する工程を包含する、電気化学的水素貯蔵のための不均一な異質複合粉末粒子の製造方法。
  18. 前記第２の成分は次の組成：
    Ｖ１８Ｔｉ１５Ｚｒ１８Ｎｉ２９Ｃｒ５Ｃｏ７Ｍｎ８
    の合金を含有する、請求項１７記載の不均一な異質複合粉末粒子の製造方法。
  19. 前記第１の成分は次の組成：
    （ベース合金）ａＭｂ
    ［式中、
    ベース合金は、約１：２〜約２：１の比でのＭｇ及びＮｉの合金であり；
    Ｍは、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ及びＣａからなる群から選択される少なくとも１個の変性剤元素を表し；
    ｂは０．５原子％より大きくかつ３０原子％より低く；かつ
    ａ＋ｂは前記第１の成分の１００原子％である］の合金を含有する、請求項１７記載の不均一な異質複合粉末粒子の製造方法。
  20. 一緒に混合される単相ＴｉＮｉ合金、単相ＬａＮｉ５合金、単相Ｍｇベース合金、多相ＴｉＮｉ合金及び多相ＬａＮｉ５合金及び多相Ｍｇベース合金からなる群から選択される少なくとも２つの構成要素から形成される複合材料を含有する、ニッケル金属水素化物負極のための活性材料として使用するための不均一な異質複合粉末粒子。
  21. 前記の複合材料はミクロン水準で分類した場合に少なくとも２種の別々の及び別種の合金成分を含有する、請求項２０記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  22. 前記複合材料はラメラ構造を有する、請求項２０記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  23. 単相ＴｉＮｉ合金、単相ＬａＮｉ５合金、単相Ｍｇベース合金、多相ＴｉＮｉ合金及び多相ＬａＮｉ５合金及び多相Ｍｇベース合金からなる群から選択される少なくとも２つの構成要素を一緒に混合することにより形成される不均一な異質複合粉末粒子を含有する、ニッケル金属水素化物負極の成分として使用するための活性材料。
  24. 前記不均一な異質複合粉末粒子は、ミクロン水準で分類した場合に少なくとも２種の別々の及び別種の合金成分を含有する、請求項２３記載の活性材料。
  25. 前記不均一な異質複合粉末粒子はラメラ構造を有する、請求項２４記載の活性材料。
  26. 電気化学的に使用するための不均一な異質複合粉末粒子において、前記異質複合粉末粒子は混合される第１の成分及び第２の成分を含有し、その際、
    前記第１の成分は、次の組成：
    （ＭｇｘＮｉ１−ｘ）ａＭｂ
    ［式中、
    Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ及びＣａからなる群から選択される少なくとも１個の変性剤元素を表し；
    ｂは０から３０までの原子％範囲であり；
    ａ＋ｂは前記第１の成分の１００原子％であり；
    ２５＜ｘ＜７５である］を有する材料を含有し；かつ
    前記の第２の成分は、
    ０〜６０原子％の量のＴｉ；
    ０〜４０原子％の量のＺｒ；
    ０〜６０原子％の量のＶ；
    ０〜５７原子％の量のＮｉ；
    ０〜５６原子％の量のＣｒ；
    ０〜５６原子％の量のＣｕ；
    ０〜１５原子％の量のＣｏ；
    ０〜２０原子％の量のＭｎ；
    ０〜２０原子％の量のＡｌ；
    ０〜１０原子％の量のＦｅ；
    ０〜８原子％の量のＭｏ；
    ０〜３０原子％の量のＬａ；及び
    ０〜３０原子％の量のＭｍ
    からなる群から選択される少なくとも１個の元素を含有する（ここで、前記成分の総量は前記第２の合金の１００原子％に等しい）、電気化学的に使用するための不均一な異質複合粉末粒子。
  27. 前記第２の成分は前記第１の成分を封入する、請求項２６記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  28. 前記第２の成分は前記第１の成分の緊密に線状に混在して存在する、請求項２６記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  29. 前記粉末粒子は前記第２の成分及び前記第１の成分の混合複合粉末粒子を含有する、請求項２６記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  30. 前記不均一な異質複合粉末粒子はその表面上で前記第２の成分の優先的分布を示す、請求項２６記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  31. 前記第２の成分は次の元素：
    ０．１〜６０原子％の量のＴｉ；
    ０．１〜２５原子％の量のＺｒ；
    ０〜６０原子％の量のＶ；
    ０．１〜５７原子％の量のＮｉ；
    ０．１〜５６原子％の量のＣｒ；
    ０〜７原子％の量のＣｏ；
    ４．５〜８．５原子％の量のＭｎ；
    ０．〜３原子％の量のＡｌ；
    ０〜２．５原子％の量のＦｅ；
    ０〜６．５原子％の量のＭｏ；
    ０〜３０原子％の量のＬａ；及び
    ０〜３０原子％の量のＭｍ；
    を含有する無秩序多成分材料からなる（ここで、前記元素の総量は前記第２の成分の１００原子％に等しい）、請求項２６記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  32. 前記第２の成分は次の組成：
    Ｖ１８Ｔｉ１５Ｚｒ１８Ｎｉ２９Ｃｒ５Ｃｏ７Ｍｎ８
    の合金を含有する、請求項２６記載の不均一な異質複合粉末粒子。
  33. 電気化学的水素貯蔵電池において、電気化学的水素貯蔵のための不均一な異質複合粉末粒子が、
    次の組成：
    （ＭｇｘＮｉ１−ｘ）ａＭｂ
    ［式中、
    Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ及びＣａからなる群から選択される少なくとも１個の変性剤元素を表し；
    ｂは０から３０までの原子％範囲であり；
    ａ＋ｂは前記第１成分材料の１００原子％であり；
    ２５＜ｘ＜７５である］を有する材料を含有する第１の成分を、
    ０〜６０原子％の量のＴｉ；
    ０〜４０原子％の量のＺｒ；
    ０〜６０原子％の量のＶ；
    ０〜５７原子％の量のＮｉ；
    ０〜５６原子％の量のＣｒ；
    ０〜５６原子％の量のＣｕ；
    ０〜１５原子％の量のＣｏ；
    ０〜２０原子％の量のＭｎ；
    ０〜２０原子％の量のＡｌ；
    ０〜１０原子％の量のＦｅ；
    ０〜８原子％の量のＭｏ；
    ０〜３０原子％の量のＬａ；及び
    ０〜３０原子％の量のＭｍ；
    からなる群から選択される少なくとも１個の元素を含有する（ここで、前記成分の総量は第２の合金の１００原子％に等しい）第２の成分とを混合して含有する、電気化学的水素貯蔵電池。
  34. 溶融紡糸、ガス噴霧、超音波噴霧、遠心噴霧、平面流延、プラズマ溶射、機械的合金化及び蒸着からなる群から選択される方法を用いて前記封入工程を行う、請求項１３記載の電気化学的水素貯蔵のための不均一な異質複合粉末粒子の製造方法。
  35. 少なくとも２つの分離された且つ異なる複数の水素貯蔵合金の機械的ブレンド物を有する不均一な異質複合粉末粒子にして、前記少なくとも２つの分離された且つ異なる複数の水素貯蔵合金の第１の合金は、前記少なくとも２つの分離された且つ異なる複数の水素貯蔵合金の他の合金より高い水素貯蔵能力を有し、前記少なくとも２つの分離された且つ異なる複数の水素貯蔵合金の第２の合金は、前記複合粉末粒子に対して追加の腐食耐性を付与し、且つ、前記複合粉末粒子はラメラ構造を有する不均一な異質複合粉末粒子。
  36. 請求項３５記載の不均一な異質複合粉末粒子であって、前記の不均一な異質複合粉末粒子は、ミクロンレベルで識別される少なくとも２種の分離された且つ異なる合金成分を含有する不均一な異質複合粉末粒子。
  37. 請求項３５記載の不均一な異質複合粉末粒子であって、前記少なくとも２種の分離された且つ異なる複数の水素貯蔵合金の少なくとも一つはマグネシウムをベースとする合金である不均一な異質複合粉末粒子。
  38. 請求項３５記載の不均一な異質複合粉末粒子であって、前記少なくとも２種の分離された且つ異なる複数の水素貯蔵合金は、異なるベース合金を有する不均一な異質複合粉末粒子。
  39. 請求項３５記載の不均一な異質複合粉末粒子であって、前記少なくとも２種の分離された且つ異なる複数の水素貯蔵合金の少なくとも一つは、ＭｇＮｉ、ＴｉＮｉ、ＭｍＮｉ５からなる群から選択されたベース合金を有し、前記ベース合金は、少なくとも一つの修飾元素を含む不均一な異質複合粉末粒子。
  40. 請求項３５記載の不均一な異質複合粉末粒子であって、前記少なくとも２種の分離された且つ異なる複数の水素貯蔵合金の少なくとも一つは、ＭｇＮｉベース合金である不均一な異質複合粉末粒子。
  41. 請求項４０記載の不均一な異質複合粉末粒子であって、ＭｇとＮｉは、１：２から２：１の割合で存在する不均一な異質複合粉末粒子。
  42. 請求項３５記載の不均一な異質複合粉末粒子であって、前記少なくとも２種の分離された且つ異なる複数の水素貯蔵合金の少なくとも一つは、単相のＴｉＮｉ合金及び、単相のＭｍＮｉ５合金、多相のＴｉＮｉ合金、及び多相のＭｍＮｉ５合金からなる群から選択されるものである不均一な異質複合粉末粒子。
  43. 請求項３５記載の不均一な異質複合粉末粒子であって、前記少なくとも２種の分離された且つ異なる複数の水素貯蔵合金の少なくとも一つは、修飾されたＴｉＮｉ型の水素貯蔵合金である不均一な異質複合粉末粒子。
  44. 請求項３５乃至４３のいずれかの粒子を有する、ニッケル金属水素化物・電気化学的電池用負極。
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