(57)【要約】  電解質組成物を含有する金属水素化物電池であって、前記電解質組成物は、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択される化合物を１種以上含有し、ここで前記電解質組成物はＫＯＨを含有し、この組成物はまた、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択されるさらなる化合物を含有し、稼動の間のアノード材料の劣化度が低下している。アノード材料は有利には、電解質組成物を６Ｍの水性ＫＯＨで置き換えた場合に、同じ電池において≦９５％の、同じアノード材料の劣化度を示し、６Ｍの水性ＫＯＨの≧５０％の導電率を示す。アノード材料は例えば、Ｍｇを含有するＡＢx［式中、ｘは約０．５〜約５である］の高容量水素吸蔵合金であり、≧４００ｍＡｈ／ｇの放電容量を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード活物質を含有する少なくとも１つの負極、カソード活物質を含有する少なくとも１つの正極、これらの電極がその中に配置されたケーシング、及び電解質組成物を有する、金属水素化物電池であって、
アノード材料は、Ｍｇを含有するＡＢx水素吸蔵合金を有し、式中、ｘは約０．５〜約５であり、
前記電解質組成物は、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択される化合物を１種以上含有する水溶液を含み、
前記電解質組成物はＫＯＨを含有する場合、該組成物はまた、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択されるさらなる化合物を１種以上含む、
前記金属水素化物電池。
【請求項２】
前記アノード材料は、Ｍｇ及びＮｉを、約１：２から約２：１の原子比で含有し、≧４００ｍＡｈ／ｇの放電容量を有する、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記電解質組成物が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び水酸化アンモニウム化合物から成る群から選択される化合物を１種以上含む、請求項１に記載の電池。
【請求項４】
前記電解質組成物が、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｂｅ（ＯＨ）2、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、Ｂａ（ＯＨ）2、及び水酸化アンモニウム化合物から成る群から選択される化合物を１種以上含む、請求項１に記載の電池。
【請求項５】
前記電解質組成物が、水酸化アンモニウム化合物を１種以上含む、請求項１に記載の電池。
【請求項６】
金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択される少なくとも２種の異なる化合物を含有する、請求項１から５までのいずれか１項に記載の電池。
【請求項７】
請求項６に記載の電池であって、
前記電解質組成物が、ＮａＯＨ及びＫＯＨの水溶液を、それぞれ約０．５Ｍ〜約６Ｍの濃度で、これらを合わせた合計濃度約１Ｍ〜約８Ｍで含有し、ＮａＯＨとＫＯＨとのモル比は、約５：１から約１：１１であるか、又は
前記電解質組成物は、ＣｓＯＨ及びＫＯＨの水溶液を、それぞれ約０．５Ｍ〜約６Ｍの濃度で、これらを合わせた合計濃度約１Ｍ〜約８Ｍで含有し、ＣｓＯＨとＫＯＨとのモル比は、約５：１から約１：３であるか、又は
前記電解質組成物は、ＲｂＯＨ及びＫＯＨの水溶液を含有し、ＲｂＯＨは約２Ｍ〜約６Ｍの濃度であり、ＫＯＨは約０．５Ｍ〜約３Ｍの濃度であり、これらを合わせた合計濃度は約２．５Ｍ〜約８Ｍであり、ＲｂＯＨとＫＯＨとのモル比は、約５：１から約３：２であるか、又は
前記電解質組成物は、水酸化アンモニウム化合物及びＫＯＨの水溶液を含有し、水酸化アンモニウムは約０．３Ｍ〜約３Ｍの濃度であり、ＫＯＨは約１Ｍ〜約６Ｍの濃度であり、これらを合わせた合計濃度は約１．３Ｍ〜約８Ｍであり、水酸化アンモニウムとＫＯＨとのモル比は、約１：２から約１：８である、
前記電池。
【請求項８】
前記電池におけるアノード材料の劣化度が、電解質組成物を６Ｍの水性ＫＯＨで置き換えた場合に、同じ電池において同じアノード材料の劣化度の≦９０％であり、前記電解質組成物の導電率は、６Ｍの水性ＫＯＨの導電率の≧５５％である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の電池。
【請求項９】
アノード活物質を含有する少なくとも１つの負極、カソード活物質を含有する少なくとも１つの正極、これらの電極がその中に配置されたケーシング、及び電解質組成物を有する金属水素化物電池であって、
前記電解質組成物は、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウム化合物から成る群から選択される化合物を１種以上含有する水溶液を含み、
前記電池内にあるアノード材料の劣化度は、電解質組成物を６Ｍの水性ＫＯＨで置き換えた場合に、同じ電池において同じアノード材料の劣化度の≦９５％であり、
前記電解質組成物の導電率は、６Ｍの水性ＫＯＨの≧５０％であり、
前記電解質組成物がＫＯＨを含有する場合、該組成物はまた、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択されるさらなる化合物を１種以上含有する、
前記金属水素化物電池。
【請求項１０】
前記アノード材料がＭｇを含有する、請求項９に記載の電池。
【請求項１１】
前記アノード材料がＭｇ及びＮｉを、約１：２から約２：１の原子比で含有し、≧４００ｍＡｈ／ｇの放電容量を有する、請求項９に記載の電池。
【請求項１２】
前記電解質組成物が、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、及び水酸化アンモニウム化合物から成る群から選択される化合物を１種以上含有する、請求項９に記載の電池。
【請求項１３】
前記電解質組成物が、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｂｅ（ＯＨ）2、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、Ｂａ（ＯＨ）2、及び水酸化アンモニウム化合物から成る群から選択される化合物を１種以上含有する、請求項９に記載の電池。
【請求項１４】
前記電解質組成物が、水酸化アンモニウム化合物を１種以上含有する、請求項９に記載の電池。
【請求項１５】
金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択される少なくとも２種の異なる化合物を含有する、請求項９から１４までのいずれか１項に記載の電池。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電池であって、
前記電解質組成物は、ＮａＯＨ及びＫＯＨの水溶液を、それぞれ約０．５Ｍ〜約６Ｍの濃度で、これらを合わせた合計濃度約１Ｍ〜約８Ｍで含有し、ＮａＯＨとＫＯＨとのモル比は、約５：１から約１：１１であるか、又は
前記電解質組成物は、ＣｓＯＨ及びＫＯＨの水溶液を、それぞれ約０．５Ｍ〜約６Ｍの濃度で、これらを合わせた合計濃度約１Ｍ〜約８Ｍで含有し、ＣｓＯＨとＫＯＨとのモル比は、約５：１から約１：３であるか、又は
前記電解質組成物は、ＲｂＯＨ及びＫＯＨの水溶液を含有し、ＲｂＯＨは約２Ｍ〜約６Ｍの濃度であり、ＫＯＨは約０．５Ｍ〜約３Ｍの濃度であり、これらを合わせた合計濃度は約２．５Ｍ〜約８Ｍであり、ＲｂＯＨとＫＯＨとのモル比は、約５：１から約３：２であるか、又は
前記電解質組成物は、水酸化アンモニウム化合物及びＫＯＨの水溶液を含有し、水酸化アンモニウムは約０．３Ｍ〜約３Ｍの濃度であり、ＫＯＨは約１Ｍ〜約６Ｍの濃度であり、これらを合わせた合計濃度は約１．３Ｍ〜約８Ｍであり、水酸化アンモニウムとＫＯＨとのモル比は、約１：２から約１：８である、
前記電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の電解質組成物を含有する金属水素化物（ＭＨ）電池に関する。
【０００２】
政府支援に関する申告
本発明は、Advanced Research Projects Agency-Energyによって推奨されるDE-AR0000386のもと、Robust Affordable Next Generation EV Storage Program (RANGE)で、政府の支援を受けた。政府は、本発明においてある程度の権利を有する。
【０００３】
背景技術
電極の最適化により、電気化学的性能及び金属水素化物電池のサイクル寿命を最適化することに、多くの進歩が遂げられてきた。金属水素化物電池の電解質は現在、３０質量％の水性ＫＯＨである。水性ＫＯＨ電解質は、多くのアノード材料に対して、腐食性である。本発明は、金属水素化物電池用の改善された電解質を狙いとする。
【０００４】
概要
ここに開示されているのは、アノード活物質を含有する少なくとも１つの負極、カソード活物質を含有する少なくとも１つの正極、これらの電極がその中に配置されたケーシング、及び電解質組成物を有する、金属水素化物電池（セル）であり、
前記電解質組成物は、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択される化合物を１種以上含有する水溶液を有し、
電池内にあるアノード材料の劣化度は、電解質組成物を６Ｍの水性ＫＯＨで置き換えた場合に、同じ電池において同じアノード材料の劣化度の≦９５％であり、
電解質組成物の導電率は、６Ｍの水性ＫＯＨの≧５０％であり、
電解質組成物がＫＯＨを含有する場合、この組成物はまた、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択されるさらなる化合物を１種以上、含有する。
【０００５】
ここに開示されているのはまた、アノード活物質を含有する少なくとも１つの負極、カソード活物質を含有する少なくとも１つの正極、これらの電極がその中に配置されたケーシング、及び電解質組成物を有する、金属水素化物電池であり、
アノード材料は、Ｍｇを含有し、
電解質組成物は、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択される化合物を１種以上含有する水溶液を含み、
電解質組成物がＫＯＨを含有する場合、この組成物はまた、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択されるさらなる化合物を１種以上、含有する。
【０００６】
詳細な説明
電解質組成物は、金属水素化物電池（金属水素化物セル）において、有用である。金属水素化物電池は、少なくとも１つの負極、少なくとも１つの正極、これらの電極がその中に配置されたケーシング、及びこれらの電極と接触している電解質組成物を有する。
【０００７】
負極の活物質（アノード材料）は、水素を吸蔵可能なＡＢxタイプの合金を含有し、ここで式中、ｘは、約０．５〜約５である。Ａは、水素化物を形成する要素であり、Ｂは、弱い、又は非水素化物を形成する要素である。これらの合金は、水素を可逆的に吸着、及び脱着できる。
【０００８】
ＡＢxタイプの合金は例えば、以下の分類のものである（単なる例）：ＡＢ（ＨｆＮｉ，ＴｉＦｅ，ＴｉＮｉ）、ＡＢ2（Ｍｎ2Ｚｒ，ＴｉＦｅ2）、Ａ2Ｂ（Ｈｆ2Ｆｅ，Ｍｇ2Ｎｉ）、ＡＢ3（ＮｄＣｏ3，ＧｄＦｅ3）、Ａ2Ｂ7（Ｐｒ2，Ｎｉ7，Ｃｅ2Ｃｏ7）、及びＡＢ5（ＬａＮｉ5，ＣｅＮｉ5）。
【０００９】
アノード活物質は例えば、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｆｅ、及びＮｉ；Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｏ、及びＮｉ；Ｔｉ、Ｖ、及びＮｉ；Ｌａ、及びＮｉ；Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｒ、並びにＡｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ａｇ、及びＰｄから成る群から選択される１種以上の元素；Ｚｒ、Ｍｏ、及びＮｉ；又はランタニド金属、並びにＮｉ、及びＣｏから選択される少なくとも１種の金属を含有する。
【００１０】
アノード材料は、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｍｇ、Ｔｉ、及びＹから成る群から選択されるホスト元素を１種以上と、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｌｉ、及びＲｅから成る群から選択される改質剤元素とを１種以上含有する、無秩序多成分材料を含有することができる。ホスト元素は一般的に、水素化物形成剤である。ホストマトリックスは例えば、Ｔｉ、Ｍｇ、及びＶのうち１種以上であり、改質剤は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、及びＡｌのうち１種以上を含む。このような無秩序材料は、米国特許第４６２３５９７号明細書（U.S. Pat. No. 4,623,597）に教示されている。
【００１１】
アノード材料は、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＮｉ、又はＶ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｉ、及びＣｒと、Ａｌ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｗ、Ｆｅ、及びＣｏから成る群から選択される１種以上の改質元素とを含有する、多成分の多相合金を含むことができる。このような多相材料は、米国特許第５０９６６６７号明細書（U.S. Pat. No. 5,096,667）に教示されている。
【００１２】
アノード材料は、（ベース合金）aＣｏbＭｎcＦｅdＳｎeを含有する無秩序材料を含有することができ、ここでベース合金は、Ｔｉを０．１〜６０原子％（ａｔ％）、Ｚｒを０．１〜４０原子％、Ｖを０〜６０原子％、Ｎｉを０．１〜５７原子％、及びＣｒを０〜５６原子％、含有し、ｂは、０〜７．５原子％であり、ｃは、１３〜１７原子％であり、ｄは、０〜３．５原子％であり、ｅは、０〜１．５原子％であり、ここでａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、１００原子％に等しい。このような合金は、米国特許第５５３６５９１号明細書（U.S.Pat. No. 5,536,591）に開示されている。
【００１３】
アノード活物質は例えば、ＬａＮｉ5タイプの合金、改質されたＬａＮｉ5タイプの合金、ＴｉＮｉタイプの合金、又は改質されたＴｉＮｉタイプの合金である。アノード活物質は例えば、Ｔｉ、Ｖ、及びＺｒから成る群から選択される１種以上の元素と、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｚｎ、及びＰｄから成る群から選択される１種以上の元素とを含有するか、又はアノード活物質は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、及びＭｍから成る群から選択される１種以上の元素と、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、及びＷから成る群から選択される１種以上の元素とを含有する。このような合金はさらに、Ａｌ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｂｉ、Ｉｎ、及びＳｂから成る群から選択される１種以上のガラス形成元素を含有することができる。このような材料は有利には、１．２Ｅ２３／ｃｃより大きい、又は１．５Ｅ２３／ｃｃより大きい水素吸蔵箇所の密度を有する、無秩序の多成分材料である。このような材料は、米国特許第５８４０４４０号明細書（U.S. Pat. No. 5,840,440）に開示されている。
【００１４】
アノード材料は、（ベース合金）aＣｏbＦｅcＡｌdＳｎeを含有する、改質されたＴｉ−Ｖ−Ｚｒ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃｒ合金を含有することができ、ここでベース合金は、Ｔｉを０．１〜６０原子％、Ｚｒを０．１〜４０原子％、Ｖを０〜６０原子％、Ｎｉを０．１〜５７原子％、Ｍｎを５〜２２原子％、及びＣｒを０〜５６原子％含有し、ｂは０．１〜１０原子％であり、ｃは０〜３．５原子％であり、ｄは０．１〜１０原子％であり、ｅは、０．１〜３原子％である。適切な材料は、米国特許第６２７０７１９号明細書（U.S. Pat. No. 6,270,719）に教示されている。
【００１５】
適切なアノード材料は、ＡＢ2タイプの合金を含有することができ、それは例えば、Ｚｒを２〜５原子％、Ｔｉを２６〜３３原子％、Ｖを７〜１３原子％、Ｃｒを８〜２０原子％、Ｍｎを３６〜４２原子％と、Ｎｉを１〜６原子％、Ｆｅを２〜６原子％、及びＡｌを０．１〜２原子％の１つ以上とを含有する改質されたＴｉＭｎ2合金である。この合金はさらに、Ｍｍを最大１原子％含有することができる。例えば、Ｚｒ3.63Ｔｉ29.8Ｖ8.82Ｃｒ9.85Ｍｎ39.5Ｎｉ2.0Ｆｅ5.0Ａｌ1.0Ｍｍ0.4；Ｚｒ3.6Ｔｉ29.0Ｖ8.9Ｃｒ10.1Ｍｎ40.1Ｎｉ2.0Ｆｅ5.1Ａｌ1.2；Ｚｒ3.6Ｔｉ28.3Ｖ8.8Ｃｒ10.0Ｍｎ40.7Ｎｉ1.9Ｆｅ5.1Ａｌ1.6、及びＺｒ1Ｔｉ33Ｖ12.54Ｃｒ15Ｍｎ36Ｆｅ2.25Ａｌ0.21である。このような合金は、米国特許第６５３６４８７号明細書（U.S. Pat. No. 6,536,487）に開示されている。
【００１６】
適切なアノード材料は、Ａ5Ｂ19タイプの構造が４０原子％である合金、又は式ＬａaＲ1-a-bＭｇbＮｉc-d-e（式中、０≦ａ≦０．５原子％、０．１≦ｂ≦０．２原子％、３．７≦ｃ≦３．９原子％、０．１≦ｄ≦０．３、及び０≦ｄ≦０．２）である合金を含有することができる。これらの合金は例えば、米国特許第７８２９２２０号明細書（U.S. Pat. No. 7,829,220）に教示されている。
【００１７】
アノード材料は、少なくともＮｉ及び希土類を含有する水素吸蔵合金粒子を、含有することができる。この粒子は、表面層及び内部を有することができ、ここで表面層は、内部より多いニッケル含分を有し、１０ｎｍ〜５０ｎｍの大きさを有するニッケル粒子が、表面層に存在する。この材料は、Ｌｎ1-xＭｇxＮｉa-b-cＡｌbＺcの合金を含有することができ、ここでＬｎは、１種以上の希土類元素であり、Ｚは、Ｚｒ、Ｖ、Ｂｎ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｐ、及びＢのうち１種以上であり、０．０５≦ｘ≦０．３原子％、２．８≦ａ≦３．９原子％、０．０５≦ｂ≦０．２５原子％、及び０．０１≦ｃ≦０．２５である。これらの材料は、米国特許第８０５３１１４号明細書（U.S. Pat. No. 8,053,114）に教示されている。
【００１８】
アノード材料は、少なくともＡ2Ｂ7タイプの構造及びＡ5Ｂ19タイプの構造を有する多相を有する結晶構造と、バルクよりも多いニッケル含分を有する表面層とを有することができる。この合金は、式Ｌｎ1-xＭｇxＮｉy-a-bＡｌaＭbのものであってよく、式中、Ｌｎは、Ｙを含む１種以上の希土類であり、Ｍは、Ｃｏ、Ｍｎ、及びＺｎのうち１種以上であり、ここで０．１≦ｘ≦０．２原子％、３．５≦ｙ≦３．９原子％、０．１≦ａ≦０．３原子％、及び０≦ｂ≦０．２である。このような材料は、米国特許第８１２４２８１号明細書（U.S. Pat. No. 8,124,281）に開示されている。
【００１９】
アノード材料は、式Ｌｎ1-xＭｇx（Ｎｉ1-yＴｙ）zの水素吸蔵合金を含有することができ、式中、Ｌｎは、１種以上のランタニド元素、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆであり、Ｔは、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｐ、及びＢから選択される１種以上の元素であり、ここで０＜ｘ≦１原子％、０≦ｙ≦０．５原子％、及び２．５≦ｚ≦４．５原子％である。適切な合金は、米国特許第８２５７８６２号明細書（U.S. Pat. No. 8,257,862）に教示されている。
【００２０】
アノード材料は、米国特許第８４０９７５３号明細書（U.S. Pat. No. 8,409,753）に教示されたように、Ｌａ、Ｎｄ、Ｍｇ、Ｎｉ、及びＡｌ；Ｌａ、Ｎｄ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ａｌ、及びＣｏ；Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｇ、Ｎｉ、及びＡｌ、又はＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｏ、及びＭｎを含有することができる。これらの合金は、これらの元素を混合し、アルゴン下で高周波誘導炉において加熱して溶融させ、冷却してインゴットを形成することによって製造される。
【００２１】
アノード材料は、ＡＢ2タイプの主層、及び第二相を有する多相合金を含有することができる。この材料は、改質剤元素によって改質されている。この合金は例えば、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂ、Ｎｉ、及び改質剤を含有する。改質剤は、軽量希土類、例えばＹであり得る。合金は、式ＴｉAＺｒB-XＹXＶCＮｉDＭEのものであってよく、式中、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤはそれぞれ、０よりも大きく、５０原子％以下であり、Ｘは、０より大きく、４原子％以下であり、Ｍは、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ａｌ、及びＭｎから選択される１種以上の金属であり、Ｅは、０〜３０原子％である。これらの材料は、例えば米国特許出願公開第２０１３／０２７７６０７号明細書（U.S. Pub. No. 2013/0277607）に教示されている。
【００２２】
アノード材料は、改質されたＡ2Ｂ7タイプの水素吸蔵合金を含有することができる。例えばＡxＢy合金について、Ａは、少なくとも１種の希土類元素を含み、かつＭｇも含み、Ｂは、少なくともＮｉを含み、ＸとＹとの原子比は、１：２から１：５、例えば１：３から１：４である。この合金は、Ｂ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｒ、及びＭｎから成る群から選択される１種以上の元素によって改質されていてよい。Ｎｉと（複数の）改質剤との原子比は、５０：１から２００：１であり得る。希土類は、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、及びＭｍを含む。希土類とＭｇとの原子比は、５：１から６：１であり得る。元素Ｂはさらに、Ａｌを含むことができ、ここでＮｉとＡｌとの原子比は、３０：１から４０：１であり得る。合金の表面は、多孔質酸化物担持マトリックスに担持された、触媒作用のある金属領域を含有することができる。触媒作用のある金属領域は、Ｎｉ、又はＮｉ合金であり得る。
【００２３】
アノード材料は、ＡＢxの高容量水素吸蔵合金であってよく、式中、ｘは約０．５〜約５であり、≧４００ｍＡｈ／ｇ、≧４２５ｍＡｈ／ｇ、≧４５０ｍＡｈ／ｇ、又は≧４７５ｍＡｈ／ｇの放電容量を有する。
【００２４】
アノード材料は例えば、マグネシウム（Ｍｇ）を含有する高容量ＭＨ合金であり、例えば、Ｍｇ及びＮｉを含有するＡＢ、ＡＢ2、又はＡ2Ｂタイプの合金である。例えば、本発明によるアノード材料は、ＭｇＮｉ、ＭｇＮｉ2、又はＭｇ2Ｎｉである。このようなＭｇ及びＮｉ含有合金は、希土類元素、及び遷移金属から成る群から選択される１種以上の元素によって改質されていてよい。例えば、Ｍｇ及びＮｉを含有するアノード材料は、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｓｃ、及びＣａから成る群から選択される元素１種以上によって、改質されていてよい。
【００２５】
適切なアノード材料は例えば、Ｍｇ及びＮｉ、任意でＣｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｓｃ、及びＣａから成る群から選択される元素を１種以上、含有する。
【００２６】
Ｍｍとは、「ミッシュメタル」である。ミッシュメタルとは、希土類元素の混合物である。Ｍｍは例えば、Ｌａ、Ｎｄ、及びＰｒを含有する混合物、例えばＣｅ、Ｌａ、Ｎｄ、及びＰｒを含有する混合物である。
【００２７】
マグネシウム含有ＭＨ合金は、３０質量％（ｗｔ％）のＫＯＨ電解質における腐食に対して特に敏感である。
【００２８】
例えば、適切なＭＨ合金は、以下のものを含む：ＭｇＮｉ、Ｍｇ0.8Ｔｉ0.2Ｎｉ、Ｍｇ0.7Ｔｉ0.3Ｎｉ、Ｍｇ0.9Ｔｉ0.1Ｎｉ、Ｍｇ0.8Ｚｒ0.2Ｎｉ、Ｍｇ0.7Ｔｉ0.225Ｌａ0.075Ｎｉ、Ｍｇ0.8Ａｌ0.2Ｎｉ、Ｍｇ0.9Ｔｉ0.1Ｎｉ、Ｍｇ0.9Ｔｉ0.1ＮｉＡｌ0.05、Ｍｇ0.08Ｐｄ0.2Ｎｉ、Ｍｇ0.09Ｔｉ0.1ＮｉＡｌ0.05、Ｍｇ0.09Ｔｉ0.1ＮｉＡｌ0.05Ｐｄ0.1、Ｍｇ50Ｎｉ45Ｐｄ5、Ｍｇ0.85Ｔｉ0.15Ｎｉ1.0、Ｍｇ0.95Ｔｉ0.15Ｎｉ0.9、Ｍｇ2Ｎｉ、Ｍｇ2.0Ｎｉ0.6Ｃｏ0.4、Ｍｇ2Ｎｉ0.6Ｍｎ0.4、Ｍｇ2Ｎｉ0.7Ｃｕ0.3、Ｍｇ0.8Ｌａ0.2Ｎｉ、Ｍｇ2.0Ｃｏ0.1Ｎｉ、Ｍｇ2.1Ｃｒ0.1Ｎｉ、Ｍｇ2.0Ｎｂ0.1Ｎｉ、Ｍｇ2.0Ｔｉ0.1Ｎｉ、Ｍｇ2.0Ｖ0.1Ｎｉ、Ｍｇ1.3Ａｌ0.7Ｎｉ、Ｍｇ1.5Ｔｉ0.5Ｎｉ、Ｍｇ1.5Ｔｉ0.3Ｚｒ0.1Ａｌ0.1Ｎｉ、Ｍｇ1.75Ａｌ0.25Ｎｉ、及び（ＭｇＡｌ）2Ｎｉ、Ｍｇ1.70Ａｌ0.3Ｎｉ。
【００２９】
例えば、本発明によるアノード材料は、約１：２から約２：１の原子比でのＭｇ及びＮｉの合金であり、この合金は、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｓｃ、及びＣａから成る群から選択される元素１種以上によって、改質されていてよい。単数又は複数の改質元素は、合金全体を基準として、約０．１原子％から約３０原子％（ａｔ％）まで、又は約０．２５原子％から約１５原子％まで、又は約０．５原子％から、約１原子％から、約２原子％から、約３原子％から、約４原子％から若しくは約５原子％から約１５原子％までであり得る。ＭｇとＮｉとの原子比は例えば、約１：１である。よって、Ｍｇ及びＮｉは合わせて、改質された合金中に、合金全体を基準として約７０原子％〜約９９．９原子％で存在し得る。Ｍｇ−Ｎｉ合金は、Ｍｇ及びＮｉが合わせて１００原子％存在する場合、改質されていなくてよい。
【００３０】
適切なアノード材料は、約１：２から約２：１の原子比でＭｇ及びＮｉを含有し、ここでＭｇ及びＮｉは合わせて、合金全体を基準として≧７０原子％の水準で存在する。
【００３１】
適切なアノード材料は例えば、Ｍｇを≧２０原子％で含有する合金である。
【００３２】
適切なアノード材料は、約１：２から約２：１の原子比でＭｇ及びＮｉを含有することができ、さらにＣｏ及び／又はＭｎを含有することができる。適切なアノード材料は例えば、Ｍｇ52Ｎｉ39Ｃｏ6Ｍｎ3、及びＭｇ52Ｎｉ39Ｃｏ3Ｍｎ6である。
【００３３】
適切な高容量アノード材料は例えば、米国特許第５６１６４３２号明細書（U.S. Pat. Nos. 5,616,432）、及び米国特許第５５０６０６９号明細書（U.S. Pat. Nos. 5,506,069）に開示されている。
【００３４】
これらの合金は、メルトスピニング急冷固化、及び／又は機械的な合金化によって形成することができる。その他の手法は、ＲＦスパッタリング、レーザーアブレーションを含む。
【００３５】
正極の活物質（カソード材料）は、充電／放電反応に関与する。活物質は例えば、ニッケル水酸化物活物質、すなわち水酸化ニッケル又は改質された水酸化ニッケルである。
【００３６】
カソード材料は、少なくとも１種の改質剤を有する多相の無秩序水酸化ニッケル材料を含有することができる。少なくとも１種の改質剤は例えば、金属、金属酸化物、金属酸化物合金、金属水素化物、及び／又は金属水素化物合金である。改質剤は例えば、Ａｌ、Ｂａ、Ｃａ、Ｆ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｉｎ、ＬａＨ3、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｓｂ、Ｓｎ、ＴｉＨ2、ＴｉＯ、及びＺｎから成る群から選択される１種以上の成分である。このような材料は、米国特許第５３４８８２２号明細書（Pat. No. 5,348,822）に教示されている。
【００３７】
適切なカソード材料は、Ｆ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｌｎ、Ｓｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｙ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｒｕ、及びＰｂから選択される少なくとも１種の改質剤、例えば３種の改質剤を含有する、無秩序の多相ニッケル水酸化物マトリックスを含有することができる。適切なカソード材料は、米国特許第５６３７４２３号明細書（U.S. Pat. No. 5,637,423）に教示されている。
【００３８】
カソード材料は、１種以上の第ＩＩ族元素及びＣｏによって改質された水酸化ニッケルを、固溶体の状態で含有することができる。このような材料は、米国特許第５３６６８３１号明細書（U.S. Pat. No. 5,366,831）に教示されている。
【００３９】
カソード活物質は、水酸化ニッケルと、コバルト、水酸化コバルト及び酸化コバルトから成る群から選択される１種以上の成分と、炭素粉末とを含有することができる。カソード材料はさらに、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｕ、Ａｇ、又はＹの化合物、例えばＣａ（ＯＨ）2、ＣａＯ、ＣａＦ2、ＣａＳ、ＣａＳＯ4、ＣａＳｉ2Ｏ5、ＣａＣ2Ｏ4、ＣａＷＯ4、ＳｒＣＯ3、Ｓｒ（ＯＨ）2、ＢａＯ、Ｃｕ2Ｏ、Ａｇ2Ｏ、Ｙ2（ＣＯ3）3、又はＹ2Ｏ3を含有することができる。適切なカソード材料は例えば、米国特許第５４５１４７５号明細書（U.S. Pat. No. 5,451,475）に教示されている。
【００４０】
カソード活物質は、金属酸化物と、１種以上のＣｏ、Ｃａ、Ａｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｖ、Ｓｂ、Ｃｄ、Ｙ、Ｓｒ、Ｂａ、及び、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｂ、Ｙ又はＺｎの酸化物とを含有することができる。金属酸化物は例えば、酸化ニッケル、及び／又は酸化マンガンである。このような活物質は、米国特許第５４５５１２５号明細書（U.S. Pat. No. 5,455,125）に教示されている。
【００４１】
カソード材料は、水酸化ニッケルと、Ｙ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｂａ及びＢｅから成る群から選択されるさらなる成分と、Ｃｏ及び／又はＣａとを含有することができる。このような材料は、米国特許第５４６６５４３号明細書（U.S. Pat. No. 5,466,543）に開示されている。
【００４２】
カソード材料は、硫酸ニッケル及び水酸化アンモニウムを反応させて、ニッケルアンモニウム錯体を形成することによって製造することができる。この錯体はそれから、水酸化ナトリウムと反応させて、水酸化ニッケルを形成する。この方法は、Ｃｏ、Ｚｎ、及びＣｄのうち１種以上を含有する水酸化ニッケルをもたらすことができる。これらの材料は、例えば米国特許第５４９８４０３号明細書（U.S. Pat. No. 5,498,403）に教示されている。
【００４３】
カソード活物質は、米国特許第５４８９３１４号明細書（U.S. Pat. No. 5,489,314）に教示されたような、水酸化ニッケル及びコバルトオキシ水酸化物を含有することができる。
【００４４】
カソード材料は、米国特許第５５０６０７０号明細書（U.S. Pat. No. 5,506,070）に教示されたような、水酸化ニッケル、一酸化コバルト、及び単体の亜鉛を含有することができる。
【００４５】
カソード材料は、水酸化ニッケルと、ニッケル粉末と、第二の粉末と、コバルト、水酸化コバルト及び水酸化コバルトのうち少なくとも１つとを含有することができる。第二の粉末は、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｕ、Ａｇ、及びＹのうち１種以上を含有する。このような材料は、米国特許第５５７１６３６号明細書（U.S. Pat. No. 5,571,636）に教示されている。
【００４６】
カソード活物質は、水酸化ニッケル又は水酸化マンガンの粒子を含有することができ、これは、その中に少なくとも部分的に埋め込まれた導電性材料を有する。導電性材料は例えば、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金；金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属ケイ化物、若しくは金属ホウ化物；又は炭素（黒鉛）を有するものであり得る。これらの材料は例えば、米国特許第６１７７２１３号明細書（U.S. Pat. No. 6,177,213）に開示されている。
【００４７】
カソード材料は、Ａｌ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｌａ、希土類、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｓｒ、及びＺｎから成る群から選択される少なくとも３種の改質剤を含有する水酸化ニッケル粒子を含有することができる。例えば、水酸化ニッケル粒子は、少なくとも４種の改質剤、例えばＣａ、Ｃｏ、Ｍｇ、及びＺｎを含有することができる。このような材料は、米国特許第６２２８５３５号明細書（U.S. Pat. No. 6,228,535）に開示されている。
【００４８】
正極は例えば、水酸化ニッケル、及び炭素材料、例えば黒鉛を含有する。正極は、ポリマーバインダーを含有することもできる。ポリマーバインダーは例えば、熱可塑性有機ポリマーであり、例えば以下のものからなる群から選択される熱可塑性有機ポリマーである：ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリブチレンオキシド、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、過フッ化アルコキシ（ＰＦＡ）、ポリビニルアセテート、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチルメタクリレート、アリルアセテート、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリイソプイレン、ポリオキシメチレン、ポリオキシエチレン、多環式チオエーテル、ポリジメチルシロキサン、ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、及びポリアミド。前述のもののブレンド及びコポリマーも、適している。ポリマーバインダーはまた、エラストマー又はゴム、例えばスチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−イソプレンブロックコポリマー、スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−エチレン−スチレン−ブタジエンブロックコポリマー、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、又はスチレン−アクリロニトリル−ブタジエン−メチルアクリレートコポリマーであり得る。適切な活物質は例えば、米国特許第６６１７０７２号明細書（U.S. Pat. No. 6,617,072）に教示されている。
【００４９】
カソード活物質は、米国特許第７３９６３７９号明細書（U.S. Pat. No. 7,396,379）に教示されたような、水酸化ニッケル、及びニッケルオキシ水酸化物を含有することができる。
【００５０】
一般的にカソード活物質粒子は、焼結された又はペースト化された電極で形成される。ペースト化された電極は、材料と様々な添加剤及び／又はバインダーとを混合し、このペーストを導電性支持体に付与することによって製造することができる。好ましくは、１種以上のコバルト添加剤を、ペースト化された電極に添加する。導電率を向上させるため、利便性を改善させるため、及び正極の電極抵抗を低減させるために、コバルト添加剤は、Ｃｏ及び／又はＣｏＯを含有することができる。
【００５１】
一般的に、カソード活物質は、水酸化ニッケル、又は改質水酸化ニッケルである。改質された水酸化ニッケルは、１種以上の改質剤、例えばＣｏ、Ｃｄ、Ａｇ、Ｖ、Ｓｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｉｎ、希土類、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｓｒ、又はＺｎを含有することができる。適切な改質された水酸化ニッケルは、例えば球形粉末の形の、（Ｎｉ，Ｃｏ，Ｚｎ）（ＯＨ）2である。改質された水酸化ニッケルにおいて、ニッケルは一般的に、これらの金属を基準として≧８０原子％、例えば≧９０原子％の水準で存在する。
【００５２】
ＭＨ電池は例えば、可逆的に水素を吸蔵可能なＡＢxタイプの合金を含有する少なくとも１種の負極を有し、かつ、水酸化ニッケル又は改質された水酸化ニッケル活物質を含有する少なくとも１つの正極を有する。
【００５３】
負極を正極から分離するセパレータが、存在していてよい。セパレータは例えば、天然若しくは合成繊維の不織布である。天然繊維は、木綿を含む。合成繊維は、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＰＰ／ＰＥコポリマー、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ塩化ビニル、及びガラスを含む。
【００５４】
電解質組成物は、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択される化合物を１種以上、含有する。
【００５５】
金属水酸化物、及び金属酸化物／水酸化物は、遷移金属、希土類金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属、ポスト遷移金属、及びメタロイド金属から成る群から選択される金属を含有する。
【００５６】
遷移金属は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｗ、Ａｕ、Ａｇ、及びＰｔを含む。
【００５７】
希土類金属は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、及びランタニドを含む。
【００５８】
アルカリ土類金属は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、及びＳｒを含む。
【００５９】
アルカリ金属は、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、及びＬｉを含む。
【００６０】
ポスト遷移金属は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、及びＳｎを含む。
【００６１】
メタロイド金属は、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、及びＴｅを含む。
【００６２】
その例は、水酸化チタン、水酸化ニッケル、水酸化イットリウム、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化アルミニウム、及び水酸化アンチモンを含む。
【００６３】
その例はまた、水酸化ベリリウム、水酸化アルミニウム、水酸化スカンジウム、水酸化バナジウム、水酸化クロム、水酸化鉄、水酸化コバルト、水酸化銅、水酸化亜鉛、水酸化ガリウム、水酸化ゲルマニウム、水酸化砒素、水酸化ジルコニウム、水酸化銀、水酸化インジウム、水酸化スズ、水酸化金、水酸化鉛、及び水酸化ビスマスを含む。
【００６４】
存在する多くの水酸化物及び金属酸化物／水酸化物は、強塩基、例えばＫＯＨ又はＮａＯＨの水溶液中で一緒に用いることが有利である。
【００６５】
電解質組成物がＫＯＨを含有するのであれば、この組成物は、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択されるさらなる化合物を１種以上、含有する。
【００６６】
金属酸化物・水酸化物は、ＡｌＯ（ＯＨ）、ＮｉＯ（ＯＨ）、及びＦｅＯ（ＯＨ）を含む。
【００６７】
アンモニウムイオンは、式+ＮＲ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4のカチオンであり、式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、水素及びヒドロカルビルから選択されるか、又はＲ1〜Ｒ4のうち２つが一緒になってヒドロカルビレンであるか、又はＲ1〜Ｒ4のうち３つが一緒になってヒドロカルビレンである。Ｒ1〜Ｒ4のうち１つ以上が水素である場合、アンモニウムイオンは、プロトン性である。Ｒ1〜Ｒ4の４つ全てがヒドロカルビル又はヒドロカルビレンである場合、アンモニウムイオンは、非プロトン性である。
【００６８】
アンモニウムイオンはまた、式Ｒ1Ｒ2Ｎ−+ＮＲ3Ｒ4Ｒ5のヒドラジニウムカチオンも含み、式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5は、水素、及びヒドロカルビルから選択されるか、又はＲ1及びＲ2は一緒になって及び／又はＲ3〜Ｒ5のうち２つは一緒になって、ヒドロカルビレンである。
【００６９】
アンモニウムイオンはまた、式ＨＯ−Ｎ+Ｒ1Ｒ2Ｒ3のヒドロキシアンモニウムカチオンも含み、式中、Ｒ1、Ｒ2、及びＲ3は、水素及びヒドロカルビルから選択されるか、又はＲ1〜Ｒ3のうち２つは一緒になって、ヒドロカルビレンである。
【００７０】
ヒドロカルビルは、炭素原子を有するカチオン性窒素に結合された、炭化水素に基づくあらゆる基である。ヒドロカルビレンは、ヒドロカルビルの環形成バージョンである。
【００７１】
ヒドロカルビルは例えば、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、又はアラルキルであり、これらはハロゲン、ヒドロキシ、Ｃ1〜Ｃ4アルコキシ、チオ、Ｃ1〜Ｃ4アルキルチオ、アミノ、Ｃ1〜Ｃ4アルキルアミノ、ジ−Ｃ1〜Ｃ4アルキルアミノ、ニトロ、シアノ、−ＣＯＯＨ、及び−ＣＯＯ-から成る群から選択される１つ以上の基によって置換されていてよい。ヒドロカルビルはまた、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、及び−Ｎ（Ｃ1〜Ｃ4アルキル）−から成る群から選択される１つ以上の基によって中断されていてよい。ヒドロカルビルは、１つ以上の前記基によって置換され、かつ、１つ以上の前記基によって中断されていてよい。例えばアルキル、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール又はアラルキルは、クロロ、ヒドロキシ、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、チオ、メチルチオ、メチルアミノ、エチルアミノ、プロピルアミノ、ブチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジプロピルアミノ、ジブチルアミノ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯ-、シアノ、及びニトロから成る群から選択される１〜３個の基によって置換されていてよく、及び／又は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、及び−Ｎ（Ｃ1〜Ｃ4アルキル）−から成る群から選択される１〜３個の基によって中断されていてよい。
【００７２】
ヒドロカルビルはまた、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール、例えばＲ’（ＯＣ2Ｈ4）n−又はＲ’（ＯＣ3Ｈ6）n−も含み、式中、Ｒ’は、水素又はアルキルであり、ｎは１〜５０の整数であり、例えば１〜４０、１〜３０、又は１〜２０、例えば１〜１０の整数である。
【００７３】
Ｒ1〜Ｒ5のうち２つ又は３つが一緒になってヒドロカルビレンである場合、これはＮ原子とともに、これらが複素環を形成することを意味する。この環は例えば、五員環又は六員環である。複素環は、さらなるヘテロ原子を含有することができ、飽和又は不飽和であり得る。ヒドロカルビレンは例えば、−（ＣＨ2）4−、−（ＣＨ2）5−、−（ＣＨ3）Ｎ−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ3）−ＣＨ＝、＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−、＝Ｃ（ＣＨ3）−Ｃ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−、＝Ｃ−Ｃ（ＣＨ3）＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−、＝Ｃ−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ3）−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ2＝ＣＨ−ＣＨ2−ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−、又は＝ＣＨ−（ＣＨ2）3−である。さらなるヘテロ原子は例えば、Ｎ、Ｏ、又はＳである。
【００７４】
アンモニウムイオン環の例は、ピペリジニウム、ピロリニウム、２，４−ジメチルピラゾリウム、ピロリニニウム、ピロリジニウム、ピリジニウム、モルホリニウム、及びメチルピリジニウムである。ピリジニウムは、Ｒ1〜Ｒ4のうち３つがともに環を形成する場合の例である。ヒドロカルビレン環はまた、縮合して例えばキノリニウム、又はイソキノリニウムを形成することができる。
【００７５】
アルキルは例えば、１〜２５個の炭素原子であり、分枝状又は非分枝状であり、これは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、２−エチルブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、１−メチルペンチル、１，３−ジメチルブチル、ｎ−ヘキシル、１−メチルヘキシル、ｎ−ヘプチル、イソヘプチル、１，１，３，３−テトラメチルブチル、１−メチルヘプチル、３−メチルヘプチル、ｎ−オクチル、２−エチルへキシル、１，１，３−トリメチルヘキシル、１，１，３，３−テトラメチルペンチル、ノニル、デシル、ウンデシル、１−メチルウンデシル、ドデシル、１，１，３，３，５，５−ヘキサメチルヘキシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、イコシル、及びドコシルを含む。
【００７６】
アルケニルは、アルキルの不飽和バージョンであり、例えばアリルである。
【００７７】
シクロアルキルは、シクロペンチル、メチルシクロペンチル、ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、ジメチルシクロヘキシル、トリメチルシクロヘキシル、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、又はシクロオクチルを含む。
【００７８】
シクロアルケニルは、シクロアルキルの不飽和バージョンである。
【００７９】
アリールは、フェニル、ｏ−、ｍ−若しくはｐ−メチルフェニル、２，３−ジメチルフェニル、２，４−ジメチルフェニル、２，５−ジメチルフェニル、２，６−ジメチルフェニル、３，４−ジメチルフェニル、３，５−ジメチルフェニル、２−メチル−６−エチルフェニル、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル、２−エチルフェニル、又は２，６−ジエチルフェニルを含む。
【００８０】
アラルキルは、ベンジル、α−メチルベンジル、α，α−ジメチルベンジル、及び２−フェニルエチルを含む。
【００８１】
プロトン性アンモニウムイオンの例は、ＮＨ4+（アンモニウム）、メチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム（ＮＭｅ3Ｈ+）、トリエチルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ジエチルメチルアンモニウム、ヒドロキシエチルアンモニウム、メトキシメチルアンモニウム、ジブチルアンモニウム、メチルブチルアンモニウム、アニリニウム、ピリジニウム、２−メチルピリジニウム、イミダゾリウム、１−メチルイミダゾリウム、１，２−ジメチルイミダゾリウム、イミダゾリニウム、１−エチルイミダゾリウム、１−（４−スルホブチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−アリルイミダゾリウム、エタノールアンモニウム、キノリニウム、イソキノリニウム、ピロリニウム、ピロリニニウム、及びピロリジニウムを含む。
【００８２】
非プロトン性アンモニウムの例は、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム、ｎ−ブチル−トリエチルアンモニウム、ベンジル−トリメチルアンモニウム、トリ−ｎ−ブチルメチルアンモニウム、ベンジル−トリエチルアンモニウム、１−メチルピリジニウム、１−ブチル−３，５−ジメチルピリジニウム、１，２，４−トリメチルピラゾリウム、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウム（コリン）、トリ−（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウム、ジメチル−ジ（ポリオキシエチレン）アンモニウム、１，２，３−トリメチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−アリル−３−メチルイミダゾリウム、１−ヒドロキシエチル−３−メチルイミダゾリウム、１，３−ジメチルイミダゾリウム、１−エチル−１−メチルピペリジニウム、４−エチル−４−メチルモルホリニウム、１−（シアノメチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−（３−シアノプロピル）ピリジニウム、１，３−ビス（シアノメチル）イミダゾリウム、及び１−エチル−３−メチルイミダゾリウムを含む。
【００８３】
ピロリニウムは、ピロールのアンモニウムであり、ピロリニニウムは、ピロリンのアンモニウムであり、ピロリジニウムは、ピロリジンのアンモニウムである。ピロリンは、１−、２−又は３−ピロリンであってよく、従って１−、２−又は３−ピロリンのアンモニウムカチオンが含まれる。
【００８４】
ヒドラジニウムイオンの例は、ヒドラジニウム（Ｈ2ＮＮＨ3+）である。
【００８５】
ヒドロキシアンモニウムイオンの例は、ヒドロキシアンモニウム（ＨＯ−ＮＨ3+）である。
【００８６】
水溶液における１種以上の金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、又は水酸化アンモニウム化合物のモル濃度は、合計で、約１Ｍ（モル）〜約８Ｍ、約２Ｍ〜約７Ｍ、約２Ｍ〜約６Ｍ、又は約３Ｍ、約４Ｍ若しくは約５Ｍである。各化合物のモル濃度は、約０．２５Ｍの低さであり得る。
【００８７】
有利には、電解質組成物は、ＮａＯＨ、ＣｓＯＨ、水酸化アンモニウム、及びＲｂＯＨから成る群から選択される化合物を１種以上、含有する。
【００８８】
例えば、水溶液は、約３Ｍ〜約７Ｍの濃度、例えば約４Ｍ、約５Ｍ、又は約６Ｍの濃度で、ＮａＯＨを含有することができる。水溶液は、ＮａＯＨとＫＯＨの両方を、それぞれ約０．５Ｍ〜約６Ｍの濃度で、約１Ｍ〜約８Ｍの合計濃度で含有することができる。ＮａＯＨ：ＫＯＨの適切なモル比は、約５：１、約４：１、約３：１、約４：２、約３：２、約１：２、約１：３、約１：５、約１：１０、約１：１１、及びこれらの間の比を含む。ＮａＯＨ及びＫＯＨを合わせた合計濃度は、約２Ｍ〜約７Ｍ、又は約３Ｍ〜約６Ｍであるのが有利である。
【００８９】
水溶液は、約２Ｍ〜約６Ｍの濃度、例えば約３Ｍ、約４Ｍ、又は約５Ｍの濃度で、ＣｓＯＨを含有することができる。水溶液は、ＣｓＯＨとＫＯＨの両方を、それぞれ約０．５Ｍ〜約６Ｍの濃度で、約１Ｍ〜約８Ｍの合計濃度で含有することができる。ＣｓＯＨ：ＫＯＨの適切なモル比は、約５：１、約４：１、約３：１、約２：１、約１：１、約３：２、約１：２、約１：３、及びこれらの間の比を含む。ＣｓＯＨ及びＫＯＨを合わせた合計濃度は、約２Ｍ〜約７Ｍ、又は約２Ｍ〜約６Ｍであるのが有利である。
【００９０】
水溶液は、約０．３Ｍ〜約５Ｍの濃度、例えば約０．６Ｍ、約１Ｍ、約２Ｍ、約３Ｍ、又は約４Ｍの濃度で、水酸化アンモニウムを含有することができる。水溶液は水酸化アンモニウム化合物とＫＯＨを両方、含有することができ、ここで水酸化アンモニウムの濃度は約０．３Ｍ〜約３Ｍであり、ＫＯＨの濃度は約１Ｍ〜６Ｍであり、合計濃度は約１．３Ｍ〜約８Ｍである。水酸化アンモニウム：ＫＯＨの適切なモル比は、約１：２、約１：３、約１：４、約１：５、約１：６、約１：７、約１：８、及びこれらの間の比を含む。
【００９１】
水溶液は、約２Ｍ〜約６Ｍの濃度、例えば約３Ｍ、約４Ｍ、又は約５Ｍの濃度で、ＲｂＯＨを含有することができる。水溶液は、ＲｂＯＨとＫＯＨを両方、含有することができ、ここでＲｂＯＨの濃度は約２Ｍ〜約６Ｍであり、ＫＯＨの濃度は約０．５Ｍ〜３Ｍであり、合計濃度は約２．５Ｍ〜約８Ｍである。ＲｂＯＨ：ＫＯＨの適切なモル比は、約５：１、約４：１、約３：１、約２：１、及び約３：２を含む。
【００９２】
電池内にあるアノード材料の劣化度は有利には、電解質組成物を６Ｍの水性ＫＯＨで置き換えた場合に、同じ電池において同じアノード材料の劣化度の≦９０％、≦８５％、≦８０％、≦７５％、又は≦７０％である。
【００９３】
電解質組成物の導電率は有利には、６Ｍの水性ＫＯＨの導電率の≧５５％、≧６０％、≧６５％、≧７０％、又は≧７５％である。
【００９４】
劣化度は例えば、液式セルにおける稼動条件のもと、アノード材料のサイクル安定性により測定する。典型的な電池セルは、実施例に記載したように製造することができる。セルを１００ｍＡ／ｇの電流密度で５時間充電し、１００ｍＡ／ｇの電流密度で、０．９Ｖのカットオフ電圧に達するまで放電し、２４ｍＡ／ｇの電流密度で、０．９Ｖのカットオフ電圧に達するまで放電し、最後に、８ｍＡ／ｇの電流密度で、０．９Ｖのカットオフ電圧に達するまで放電する。完全放電容量は、各サイクルについて１００ｍＡ／ｇ、２４ｍＡ／ｇ、及び８ｍＡ／ｇで測定した容量の合計である。
【００９５】
劣化度は、特定のサイクル回数、例えば５回、６回、７回、８回、９回、又は１０回のサイクル後に測定する。劣化度は、１サイクルあたりの容量損失のパーセンテージと規定される。
【００９６】
１サイクルあたりの容量損失のパーセンテージは、
【数１】
2017534159.tif 000002
であり、
式中、
ｃａｐhighは、放電容量の最高値であり、
ｃａｐlowは、放電容量の最低値であり、
ηhighは、最高放電容量のサイクル数であり、
ηlowは、最低放電容量のサイクル数である。
【００９７】
本発明による電解質組成物を用いた液式セルにおけるアノード材料を使用する場合の１サイクルあたりの容量損失パーセントと、６ＭのＫＯＨを用いた液式セルにおける１サイクルあたりの容量損失パーセントとの比に１００を掛けると、実施形態及び請求項の相対的な劣化度パーセンテージが得られる。
【００９８】
例えば、アノード材料の放電容量ｃａｐhighは、本発明による電解質組成物において１サイクル後、４００ｍＡ／ｇと特定される。本発明による電解質組成物で１０サイクル後、ｃａｐlowは、３５０ｍＡ／ｇと特定される。１サイクルあたりの容量損失パーセンテージは、（４００−３５０）／（９・４００）・１００＝１．３９％である。
【００９９】
同じ液式セルにおいて同じアノード材料を用いると、電解質組成物を６Ｍ  ＫＯＨに置き替えた場合、放電容量は、１サイクル後に４００ｍＡ／ｇと、１０サイクル後には２００ｍＡ／ｇと特定される。１サイクルあたりの容量損失パーセンテージは、（４００−２００）／（９・４００）・１００＝５．５６％である。
【０１００】
この例では、本発明による電解質組成物を用いた液式セルにおけるアノード材料の劣化度は、同じ液式セルで、ただし電解質として６Ｍ  ＫＯＨを用いた同じアノード材料の２５％である（（１．３９／５．５６）・１００）。
【０１０１】
容量は、Arbin Instruments Battery Test Systemを用いて、又はMaccor Instruments Battery Test Systemを用いて、適切に測定する。
【０１０２】
導電率は、適切な導電率デバイス、例えばYSI model 3200の導電率測定器により、又はTRACEABLE VWR Inc.製の試料を用いてデジタル導電率測定器により、測定する。
【０１０３】
ここで全ての測定、例えば劣化度、導電率、及び濃度は、２５℃、大気圧下で特定する。
【０１０４】
実施形態の要素について言及する「１つの（ａ、又はａｎ）」という語は、「１つ」、又は「１つ以上」を意味することがある。
【０１０５】
「約」という用語は例えば、通常の測定手順及び取り扱い手順により、これらの手順における不注意によるミス、製造元、製造者、又は使用する成分の純度における際によって、使用する方法における差違などによって起こり得る変異を言う。「約」という用語はまた、特定の初期混合物から得られる組成物について、様々な平衡条件により異なる量を含む。「約」という用語で修飾されているかどうかに拘わらず、実施形態及び請求項は、言及された量に等しい量を含む。
【０１０６】
本明細書における全ての数値は、明示されているかどうかに拘わらず、「約」という用語で修飾されている。「約」という用語は一般的に、当業者が、言及された値に等しい（すなわち、同じ機能及び／又は結果を有する）と考える数の範囲を言う。多くの場合、「約」という用語は、最も近い重要な数字に丸められた数を含むことができる。
【０１０７】
「約」という用語によって修飾された値はもちろん、特定の値を含む。例えば、「約５．０」は、５．０を含まなければならない。
【０１０８】
「実質的に〜から成る」という用語は、さらなる成分、工程、及び／又は部材が、特許請求された組成物、方法、又は構造の基本的で新規な特性を事実上変更しない限り、組成物、方法、又は構造が、さらなる成分、工程、及び／又は部材を含有することができることを意味する。
【０１０９】
ここで論じられた米国特許、米国特許出願公開、及び米国特許出願は、それぞれ参照によって、本明細書に組み込まれるものとする。
【０１１０】
以下、本発明の幾つかの実施形態を示す。
【０１１１】
Ｅ１：アノード活物質を含有する少なくとも１つの負極、カソード活物質を含有する少なくとも１つの正極、これらの電極がその中に配置されたケーシング、及び電解質組成物を含有する、金属水素化物電池であって、
アノード材料はＭｇを含有し、例えばＭｇを≧２０原子％含有し、
前記電解質組成物は、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択されるさらなる化合物を１種以上含有する水溶液を含み、
前記電解質組成物がＫＯＨを含有する場合、該組成物はまた、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択されるさらなる化合物を１種以上、含有する、
前記金属水素化物電池。
【０１１２】
Ｅ２：前記アノード材料が、ＡＢxの水素吸蔵合金を含有し、式中、ｘは約０．５〜約５であり、≧４００ｍＡｈ／ｇ、≧４２５ｍＡｈ／ｇ、≧４５０ｍＡｈ／ｇ、又は≧４７５ｍＡｈ／ｇの放電容量を有する、実施形態１に記載の電池。
【０１１３】
Ｅ３：前記アノード材料がＭｇ及びＮｉを、約１：２から約２：１の原子比で含有する、実施形態１又は２に記載の電池。
【０１１４】
Ｅ４：前記アノード材料がさらに、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｓｃ、及びＣａから成る群から選択される改質元素を１種以上含有する、実施形態３に記載の電池。
【０１１５】
Ｅ５：１種以上の前記改質元素は、合金全体を基準として、約０．１原子％から約３０原子％まで、又は約０．２５原子％から約１５原子％まで、又は約０．５原子％から、約１原子％から、約２原子％から、約３原子％から、約４原子％から若しくは約５原子％から約１５原子％まで存在する、実施形態４に記載の電池。
【０１１６】
Ｅ６：ＭｇとＮｉとの原子比が約１：１である、実施形態３から５までのいずれかに記載の電池。
【０１１７】
Ｅ７：前記アノード材料が、Ｍｇ52Ｎｉ39Ｃｏ6Ｍｎ3、又はＭｇ52Ｎｉ39Ｃｏ3Ｍｎ6である、実施形態１から５までのいずれかに記載の電池。
【０１１８】
Ｅ８：前記電解質組成物が、水酸化アンモニウム化合物を１種以上含有する、実施形態１から７までのいずれかに記載の電池。
【０１１９】
Ｅ９：前記電解質組成物が、金属水酸化物を１種以上含有する、実施形態１から８までのいずれかに記載の電池。
【０１２０】
Ｅ１０：前記電解質組成物が、金属酸化物／水酸化物を１種以上含有する、実施形態１から９までのいずれかに記載の電池。
【０１２１】
Ｅ１１：前記電解質組成物が、遷移金属水酸化物を１種以上含有する、実施形態１から１０までのいずれかに記載の電池。
【０１２２】
Ｅ１２：前記電解質組成物が、希土類金属水酸化物を１種以上含有する、実施形態１から１１までのいずれかに記載の電池。
【０１２３】
Ｅ１３：前記電解質組成物が、アルカリ金属水酸化物を１種以上含有する、実施形態１から１２までのいずれかに記載の電池。
【０１２４】
Ｅ１４：前記電解質組成物が、アルカリ土類金属水酸化物を１種以上含有する、実施形態１から１３までのいずれかに記載の電池。
【０１２５】
Ｅ１５：前記電解質組成物が、ポスト遷移金属水酸化物を１種以上含有する、実施形態１から１４までのいずれかに記載の電池。
【０１２６】
Ｅ１６：前記電解質組成物が、メタロイド金属水酸化物を１種以上含有する、実施形態１から１５までのいずれかに記載の電池。
【０１２７】
Ｅ１７：前記電解質組成物が、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｂｅ（ＯＨ）2、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、Ｂａ（ＯＨ）2、及び水酸化アンモニウム化合物から成る群から選択される化合物を１種以上含有する、実施形態１から１６までのいずれかに記載の電池。
【０１２８】
Ｅ１８：前記電解質組成物が、ＮａＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、及び水酸化アンモニウム化合物から成る群から選択される化合物を１種以上含有する、実施形態１から１７までのいずれかに記載の電池。
【０１２９】
Ｅ１９：前記電解質組成物が、ＮＨ4+（アンモニウム）、メチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム（ＮＭｅ3Ｈ+）、トリエチルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ジエチルメチルアンモニウム、ヒドロキシエチルアンモニウム、メトキシメチルアンモニウム、ジブチルアンモニウム、メチルブチルアンモニウム、アニリニウム、ピリジニウム、２−メチルピリジニウム、イミダゾリウム、１−メチルイミダゾリウム、１，２−ジメチルイミダゾリウム、イミダゾリニウム、１−エチルイミダゾリウム、１−（４−スルホブチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−アリルイミダゾリウム、エタノールアンモニウム、キノリニウム、イソキノリニウム、ピロリニウム、ピロリニニウム、ピロリジニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム、ｎ−ブチル−トリエチルアンモニウム、ベンジル−トリメチルアンモニウム、トリ−ｎ−ブチルメチルアンモニウム、ベンジル−トリエチルアンモニウム、１−メチルピリジニウム、１−ブチル−３，５−ジメチルピリジニウム、１，２，４−トリメチルピラゾリウム、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウム（コリン）、トリ−（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウム、ジメチル−ジ（ポリオキシエチレン）アンモニウム、１，２，３−トリメチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−アリル−３−メチルイミダゾリウム、１−ヒドロキシエチル−３−メチルイミダゾリウム、１，３−ジメチルイミダゾリウム、１−エチル−１−メチルピペリジニウム、４−エチル−４−メチルモルホリニウム、１−（シアノメチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−（３−シアノプロピル）ピリジニウム、１，３−ビス（シアノメチル）イミダゾリウム、及び１−エチル−３−メチルイミダゾリウムから成る群から選択されるアンモニウムカチオンを含有する水酸化アンモニウムを１種以上含有する、実施形態１から１８までのいずれかに記載の電池。
【０１３０】
Ｅ２０：金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択される少なくとも２種の異なる化合物を含有する、実施形態１から１９までのいずれかに記載の電池。
【０１３１】
Ｅ２１：前記電解質組成物が水性のＮａＯＨを、約３Ｍ〜約７Ｍ、又は約４Ｍ、約５Ｍ、若しくは約６Ｍの濃度で含有する、実施形態１から２０までのいずれかに記載の電池。
【０１３２】
Ｅ２２：前記電解質組成物が水性のＣｓＯＨを、約２Ｍ〜約６Ｍ、又は約３Ｍ、約４Ｍ、若しくは約５Ｍの濃度で含有する、実施形態１から２１までのいずれかに記載の電池。
【０１３３】
Ｅ２３：前記電解質組成物が水性のＲｂＯＨを、約２Ｍ〜約６Ｍ、又は約３Ｍ、約４Ｍ、若しくは約５Ｍの濃度で含有する、実施形態１から２２までのいずれかに記載の電池。
【０１３４】
Ｅ２４：前記電解質組成物が、水性水酸化アンモニウム化合物を１種以上、約０．３Ｍ〜約５Ｍ、又は約０．６Ｍ、約１Ｍ、約２Ｍ、約３Ｍ若しくは約４Ｍの濃度で含有する、実施形態１から２３までのいずれかに記載の電池。
【０１３５】
Ｅ２５：前記電解質組成物が、ＮａＯＨ及びＫＯＨの水溶液を、それぞれ約０．５Ｍ〜約６Ｍの濃度で、これらを合わせた合計濃度約１Ｍ〜約８Ｍ、約２Ｍ〜約７Ｍ、又は約３Ｍ〜約６Ｍで含有する、実施形態２０に記載の電池。
【０１３６】
Ｅ２６：ＮａＯＨとＫＯＨとのモル比が約５：１〜約１：１１である、実施形態２５に記載の電池。
【０１３７】
Ｅ２７：前記電解質組成物が、ＣｓＯＨ及びＫＯＨの水溶液を、それぞれ約０．５Ｍ〜約６Ｍの濃度で、これらを合わせた合計濃度約１Ｍ〜約８Ｍ、約２Ｍ〜約７Ｍ、又は約２Ｍ〜約６Ｍで含有する、実施形態２０に記載の電池。
【０１３８】
Ｅ２８：ＣｓＯＨとＫＯＨとのモル比が約５：１〜約１：３である、実施形態２７に記載の電池。
【０１３９】
Ｅ２９：前記電解質組成物が、ＲｂＯＨ及びＫＯＨの水溶液を含有し、ここでＲｂＯＨは、約２Ｍ〜約６Ｍの濃度であり、ＫＯＨは約０．５Ｍ〜約３Ｍの濃度であり、これらを合わせた合計濃度が約２．５Ｍ〜約８Ｍである、実施形態２０に記載の電池。
【０１４０】
Ｅ３０：ＲｂＯＨとＫＯＨとのモル比が約５：１〜約３：２である、実施形態２９に記載の電池。
【０１４１】
Ｅ３１：前記電解質組成物が、水酸化アンモニウム化合物及びＫＯＨの水溶液を含有し、ここで水酸化アンモニウムは、約０．３Ｍ〜約３Ｍの濃度であり、ＫＯＨは、約１Ｍ〜約６Ｍの濃度であり、これらを合わせた合計濃度は約１．３Ｍ〜約８Ｍである、実施形態２０に記載の電池。
【０１４２】
Ｅ３２：水酸化アンモニウムとＫＯＨとのモル比が約１：２〜約１：８である、実施形態３１に記載の電池。
【０１４３】
Ｅ３３：電池内にあるアノード材料の劣化度が、電解質組成物を６Ｍの水性ＫＯＨで置き換えた場合に、同じ電池において同じアノード材料の劣化度の≦９０％、≦８５％、≦８０％、≦７５％、又は≦７０％である、実施形態１から３２までのいずれかに記載の電池。
【０１４４】
Ｅ３４：前記電解質組成物の導電率が、６Ｍの水性ＫＯＨの導電率の≧５５％、≧６０％、≧６５％、≧７０％、又は≧７５％である、実施形態１から３３までのいずれかに記載の電池。
【０１４５】
Ｅ３５：アノード活物質を含有する少なくとも１つの負極、カソード活物質を含有する少なくとも１つの正極、これらの電極がその中に配置されたケーシング、及び電解質組成物を含有する、金属水素物化電池であって、
前記電解質組成物は、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択される化合物を１種以上含有する水溶液を含み、
前記電池内にあるアノード材料の劣化度は、電解質組成物を６Ｍの水性ＫＯＨで置き換えた場合に、同じ電池において同じアノード材料の劣化度の≦９５％であり、
前記電解質組成物の導電率は、６Ｍの水性ＫＯＨの≧５０％であり、
前記電解質組成物がＫＯＨを含有する場合、この組成物はまた、金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択されるさらなる化合物を１種以上、含有する、前記金属水素化物電池。
【０１４６】
Ｅ３６：前記アノード材料が、ＡＢxの水素吸蔵合金を含有し、式中、ｘは約０．５〜約５であり、≧４００ｍＡｈ／ｇ、≧４２５ｍＡｈ／ｇ、≧４５０ｍＡｈ／ｇ、又は≧４７５ｍＡｈ／ｇの放電容量を有する、実施形態３５に記載の電池。
【０１４７】
Ｅ３７：前記アノード材料がＭｇを含有する、実施形態３５又は３６に記載の電池。
【０１４８】
Ｅ３８：前記アノード材料がＭｇ及びＮｉを、約１：２から約２：１の原子比で含有する、実施形態３５から３７までのいずれかに記載の電池。
【０１４９】
Ｅ３９：前記アノード材料がさらに、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｃｄ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｍｍ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｓｃ、及びＣａから成る群から選択される改質元素を１種以上含有する、実施形態３８に記載の電池。
【０１５０】
Ｅ４０：１種以上の前記改質元素は、合金全体を基準として、約０．１〜約３０原子％、又は約０．２５〜約１５原子％、又は約０．５、約１、約２、約３、約４、若しくは約５原子％〜約１５原子％存在する、実施形態３９に記載の電池。
【０１５１】
Ｅ４１：Ｍｇ対Ｎｉの原子比が約１：１である、実施形態３８から４０までのいずれかに記載の電池。
【０１５２】
Ｅ４２：Ｍｇ52Ｎｉ39Ｃｏ6Ｍｎ3、又はＭｇ52Ｎｉ39Ｃｏ3Ｍｎ6である、実施形態３５から４０までのいずれかに記載の電池。
【０１５３】
Ｅ４３：前記電解質組成物が、水酸化アンモニウム化合物を１種以上含有する、実施形態３５から４２までのいずれかに記載の電池。
【０１５４】
Ｅ４４：前記電解質組成物が、金属水酸化物を１種以上含有する、実施形態３５から４３までのいずれかに記載の電池。
【０１５５】
Ｅ４５：前記電解質組成物が、金属酸化物／水酸化物を１種以上含有する、実施形態３５か４４までのいずれかに記載の電池。
【０１５６】
Ｅ４６：前記電解質組成物が、遷移金属水酸化物を１種以上含有する、実施形態３５から４５までのいずれかに記載の電池。
【０１５７】
Ｅ４７：前記電解質組成物が、希土類金属水酸化物を１種以上含有する、実施形態３５から４６までのいずれかに記載の電池。
【０１５８】
Ｅ４８：前記電解質組成物が、アルカリ金属水酸化物を１種以上含有する、実施形態３５から４７までのいずれかに記載の電池。
【０１５９】
Ｅ４９：前記電解質組成物が、アルカリ土類金属水酸化物を１種以上含有する、実施形態３５から４８までのいずれかに記載の電池。
【０１６０】
Ｅ５０：前記電解質組成物が、ポスト遷移金属水酸化物を１種以上含有する、実施形態３５から４９までのいずれかに記載の電池。
【０１６１】
Ｅ５１：前記電解質組成物が、メタロイド金属水酸化物を１種以上含有する、実施形態３５から５０までのいずれかに記載の電池。
【０１６２】
Ｅ５２：前記電解質組成物が、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、Ｂｅ（ＯＨ）2、Ｍｇ（ＯＨ）2、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｓｒ（ＯＨ）2、Ｂａ（ＯＨ）2、及び水酸化アンモニウム化合物から成る群から選択される化合物を１種以上含有する、実施形態３５から５１までのいずれかに記載の電池。
【０１６３】
Ｅ５３：前記電解質組成物が、ＮａＯＨ、ＲｂＯＨ、ＣｓＯＨ、及び水酸化アンモニウム化合物から成る群から選択される化合物を１種以上含有する、実施形態３５から５２までのいずれかに記載の電池。
【０１６４】
Ｅ５４：前記電解質組成物が、ＮＨ4+（アンモニウム）、メチルアンモニウムメチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム（ＮＭｅ3Ｈ+）、トリエチルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ジエチルメチルアンモニウム、ヒドロキシエチルアンモニウム、メトキシメチルアンモニウム、ジブチルアンモニウム、メチルブチルアンモニウム、アニリニウム、ピリジニウム、２−メチルピリジニウム、イミダゾリウム、１−メチルイミダゾリウム、１，２−ジメチルイミダゾリウム、イミダゾリニウム、１−エチルイミダゾリウム、１−（４−スルホブチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−アリルイミダゾリウム、エタノールアンモニウム、キノリニウム、イソキノリニウム、ピロリニウム、ピロリニニウム、ピロリジニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム、ｎ−ブチル−トリエチルアンモニウム、ベンジル−トリメチルアンモニウム、トリ−ｎ−ブチルメチルアンモニウム、ベンジル−トリエチルアンモニウム、１−メチルピリジニウム、１−ブチル−３，５−ジメチルピリジニウム、１，２，４−トリメチルピラゾリウム、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウム（コリン）、トリ−（ヒドロキシエチル）メチルアンモニウム、ジメチル−ジ（ポリオキシエチレン）アンモニウム、１，２，３−トリメチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−アリル−３−メチルイミダゾリウム、１−ヒドロキシエチル−３−メチルイミダゾリウム、１，３−ジメチルイミダゾリウム、１−エチル−１−メチルピペリジニウム、４−エチル−４−メチルモルホリニウム、１−（シアノメチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−（３−シアノプロピル）ピリジニウム、１，３−ビス（シアノメチル）イミダゾリウム、及び１−エチル−３−メチルイミダゾリウムから成る群から選択されるアンモニウムカチオンを含有する水酸化アンモニウムを１種以上含有する、実施形態３５から５３までのいずれかに記載の電池。
【０１６５】
Ｅ５５：金属水酸化物、金属酸化物／水酸化物、及び水酸化アンモニウムから成る群から選択される少なくとも２種の異なる化合物を含有する、実施形態３５から５４までのいずれかに記載の電池。
【０１６６】
Ｅ５６：前記電解質組成物が水性のＮａＯＨを、約３Ｍ〜約７Ｍ、又は約４Ｍ、約５Ｍ若しくは約６Ｍの濃度で含有する、実施形態３５から５５までのいずれかに記載の電池。
【０１６７】
Ｅ５７：前記電解質組成物が水性のＣｓＯＨを、約２Ｍ〜約６Ｍ、又は約３Ｍ、約４Ｍ若しくは約５Ｍの濃度で含有する、実施形態３５から５６までのいずれかに記載の電池。
【０１６８】
Ｅ５８：前記電解質組成物が水性のＲｂＯＨを、約２Ｍ〜約６Ｍ、又は約３Ｍ、約４Ｍ、若しくは約５Ｍの濃度で含有する、実施形態３５から５７までのいずれかに記載の電池。
【０１６９】
Ｅ５９：前記電解質組成物が、水性水酸化アンモニウム化合物を１種以上、約０．３Ｍ〜約５Ｍ、又は約０．６Ｍ、約１Ｍ、約２Ｍ、約３Ｍ若しくは約４Ｍの合計濃度で含有する、実施形態３５から５８までのいずれかに記載の電池。
【０１７０】
Ｅ６０：前記電解質組成物が、ＮａＯＨ及びＫＯＨの水溶液を、それぞれ約０．５Ｍ〜約６Ｍの濃度で、これらを合わせた合計濃度約１Ｍ〜約８Ｍ、約２Ｍ〜約７Ｍ、又は約３Ｍ〜約６Ｍで含有する、実施形態５５に記載の電池。
【０１７１】
Ｅ６１：ＮａＯＨとＫＯＨとのモル比が約５：１〜約１：１１である、実施形態６０に記載の電池。
【０１７２】
Ｅ６２：前記電解質組成物が、ＣｓＯＨ及びＫＯＨの水溶液を、それぞれ約０．５Ｍ〜約６Ｍの濃度で、これらを合わせた合計濃度約１Ｍ〜約８Ｍ、約２Ｍ〜約７Ｍ、又は約２Ｍ〜約６Ｍで含有する、実施形態５５に記載の電池。
【０１７３】
Ｅ６３：ＣｓＯＨとＫＯＨとのモル比が約５：１〜約１：３である、実施形態６２に記載の電池。
【０１７４】
Ｅ６４：前記電解質組成物が、ＲｂＯＨ及びＫＯＨの水溶液を含有し、ＲｂＯＨは約２Ｍ〜約６Ｍの濃度であり、ＫＯＨは約０．５Ｍ〜約３Ｍの濃度であり、これらを合わせた合計濃度は約２．５Ｍ〜約８Ｍである、実施形態５５に記載の電池。
【０１７５】
Ｅ６５：ＲｂＯＨとＫＯＨとのモル比が約５：１〜約３：２である、実施形態６４に記載の電池。
【０１７６】
Ｅ６６：前記電解質組成物が、水酸化アンモニウム化合物及びＫＯＨの水溶液を含有し、水酸化アンモニウムは、約０．３Ｍ〜約３Ｍの濃度であり、ＫＯＨは約１Ｍ〜約６Ｍの濃度であり、これらを合わせた合計濃度は約１．３Ｍ〜約８Ｍである、実施形態５５に記載の電池。
【０１７７】
Ｅ６７：水酸化アンモニウムとＫＯＨとのモル比が約１：２〜約１：８である、実施形態６６に記載の電池。
【０１７８】
Ｅ６８：電池内にあるアノード材料の劣化度が、電解質組成物を６Ｍの水性ＫＯＨで置き換えた場合に、同じ電池において同じアノード材料の劣化度の≦９０％、≦８５％、≦８０％、≦７５％、又は≦７０％である、実施形態３５から６７までのいずれかに記載の電池。
【０１７９】
Ｅ６９：前記電解質組成物の導電率が、６Ｍの水性ＫＯＨの導電率の≧５５％、≧６０％、≧６５％、≧７０％、又は≧７５％である、実施形態３５から６８までのいずれかに記載の電池。
【０１８０】
実施例
メルトスピン及び機械的な合金化によって製造したＭｇ52Ｎｉ39Ｃｏ6Ｍｎ3の金属水素化物合金粉末約７０ｍｇを、展伸ニッケル基材上に１０トンのプレスで圧縮し、厚さ約０．２ｍｍ、バインダー無しで負極を形成する。１種以上の水酸化化合物の水溶液を、電解質として製造する。焼結されたＮｉ（ＯＨ）2正極の２つの片割れ（それぞれ面積１ｃｍ2、厚さ１．５ｍｍ）を、ニッケルのクリップ線で接続し、対極として使用する。
【０１８１】
グラフトされたポリプロピレン／ポリエチレンセパレータの一片を２回、半分にたたみ、負極を挟み込んで、セパレータの各側に２つの層を存在させる。次に、正極の２つの片割れが、包まれた負極を挟み込む。電極アッセンブリをプラスチックスリーブ内に入れ、それからこれをアクリル製のセルホルダーに挿入する。スリーブは、ピペットを用いて電解質で満たす。５分間吸収させた後、スリーブを再度電解質で満たし、液式セルの構成にする。
【０１８２】
セルを１００ｍＡ／ｇの電流密度で５時間充電し、１００ｍＡ／ｇの電流密度で、０．９Ｖのカットオフ電圧に達するまで放電し、２４ｍＡ／ｇの電流密度で、０．９Ｖのカットオフ電圧に達するまで放電し、最後に、８ｍＡ／ｇの電流密度で、０．９Ｖのカットオフ電圧に達するまで放電する。完全放電容量は、各サイクルについて１００ｍＡ／ｇ、２４ｍＡ／ｇ、及び８ｍＡ／ｇで測定した容量の合計である。
【０１８３】
劣化度は、１０サイクルにわたって特定する。１サイクルあたりの容量損失パーセンテージは、先に概説したように特定する。
【０１８４】
その結果が、以下の表に示してある。この表は、電解質組成物を、水酸化化合物の値（ｍｏｌ／Ｌ（Ｍ）水）とともに、列挙している。劣化度及び導電率は、６Ｍの水性ＫＯＨに対するパーセントで述べてある。低い分解度、及び高い導電率が望ましい。ＴｅａＯＨは、水酸化テトラエチルアンモニウムである。導電率は、YSI model 3200導電率測定器により測定する。容量は、Arbin Instruments Battery Test Systemにより測定する。
【表１−１】
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【表１−２】
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【国際調査報告】
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