CN103339701A - 集电体用三维网状铝多孔体、使用该铝多孔体的集电体、使用该集电体的电极、以及均使用该电极的非水电解质电池、电容器和锂离子电容器 - Google Patents

集电体用三维网状铝多孔体、使用该铝多孔体的集电体、使用该集电体的电极、以及均使用该电极的非水电解质电池、电容器和锂离子电容器 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种片状三维网状铝多孔体，以及分别使用了该片状三维网状铝多孔体的电极、电容器和锂离子电容器，其中该片状三维网状铝多孔体适合用作非水电解质电池用电极和使用了非水电解液的电容器用电极的集电体基材。为此目的，本发明的集电体用三维网状铝多孔体为片状三维网络铝多孔体，并且形成所述铝多孔体的骨架的表面粗糙度（Ra）为3μm以上，优选3μm以上且50μm以下。

Description

集电体用三维网状铝多孔体、使用该铝多孔体的集电体、使用该集电体的电极、以及均使用该电极的非水电解质电池、电容器和锂离子电容器
技术领域
本发明涉及集电体用三维网状铝多孔体，该集电体用三维网状铝多孔体用于非水电解质电池（锂电池等）、以及使用了非水电解液的电容器和锂离子电容器等。
背景技术
具有三维网状结构的金属多孔体被用于广泛应用中，如各种过滤器、催化剂载体和电池用电极。例如，由三维网状镍多孔体（以下称为“镍多孔体”）构成的CELMET（由住友电气工业株式会社制造，注册商标）被用作镍氢电池或镍镉电池等电池的电极材料。CELMET是具有连通的孔的金属多孔体，其特征在于具有比其它多孔体（如金属无纺布）更高的孔隙率（90%以上）。CELMET可以通过以下方式获得：在具有连通的孔的多孔树脂成形体（如聚氨酯泡沫）的骨架表面上形成镍层，然后通过热处理分解该树脂成形体，并将镍还原。可以通过向树脂成形体的骨架表面上涂布碳粉末等对所述表面进行导电处理，然后通过电镀使镍沉淀来形成镍层。
另一方面，与镍相同的是，铝具有诸如导电性、耐腐蚀性和重量轻等优异的特性，并且关于铝在电池中的应用，例如，将在铝箔表面涂布有活性材料（如钴酸锂）的部件用作锂电池的正极。为了增加正极的容量，想到使用其中使铝的表面积变大的三维网状铝多孔体（以下称为“铝多孔体”），并且还将活性材料填充到铝内部。其原因为，这种形式使得即使在电极具有较大厚度时仍可利用活性材料，从而提高了每单位面积的活性材料利用率。
作为制造铝多孔体的方法，专利文献1描述了这样一种方法：通过电弧离子镀法，对具有内部连通空间的三维网状塑料基材进行铝气相沉积处理，从而形成厚度为2μm至20μm的金属铝层。
这表明根据该方法得到了厚度为2μm至20μm的铝多孔体；然而，由于该方法基于气相法，因此难以制造具有大面积的多孔体，取决于基材的厚度或孔隙率，不容易形成内部均匀的层。此外，该方法具有这样的问题：铝层的形成速度慢；并且由于制造用设备昂贵，制造成本增加。此外，当形成厚膜时，存在膜会发生破裂或铝会脱落的可能性。
专利文献2描述了一种获得铝多孔体的方法，其包括：在具有三维网状结构的树脂发泡成形体的骨架上形成由金属（如铜等）制成的膜，所述金属能够在等于或低于铝的熔点的温度下形成共晶合金；然后将铝糊状物涂布至所述膜上，并且在非氧化气氛中在550℃以上且750℃以下的温度下进行热处理，由此除去有机组分（树脂泡沫）并烧结铝粉末。
然而，根据此方法，制成由上述金属与铝形成共晶合金的层，从而不能形成高纯度的铝层。
作为其它方法，考虑对具有三维网状结构的树脂成形体进行铝镀覆。铝的电镀法本身是已知的，然而，由于铝对于氧具有高化学亲和力，且其电位较氢的电位低，因此难以在含有水溶液体系的镀浴中进行电镀。因此，传统上，电镀铝是在含有非水溶液体系的镀浴中进行研究的。例如，作为用铝镀覆金属表面以使该金属表面抗氧化的技术，专利文献3公开了一种铝电镀法，该方法使用了卤化鎓和卤化铝相互混合熔融的低熔点组合物作为镀浴，从而在将镀浴中的水含量维持在2重量%以下的同时，使铝沉积于负极上。
然而，在电镀铝中，只有金属表面的镀覆是可能的，人们尚不知道对树脂成形体表面进行电镀的方法，尤其是对具有三维网状结构的树脂成形体表面进行电镀的方法。
本发明人关于用铝电镀具有三维网状结构的聚氨酯制树脂成形体的表面的方法进行了专心研究，发现：可以通过在熔融盐浴中用铝对至少表面被导电化的聚氨酯制树脂成形体进行镀覆来进行聚氨酯制树脂成形体表面的镀覆。这些发现使得制造铝多孔体的方法得以完成。根据该制造方法，可以得到以聚氨酯制树脂成形体作为其骨架芯部的铝结构体。对于某些用途，如各种过滤器和催化剂载体，可以直接将铝结构体用作树脂和金属的复合物；然而，由于使用环境等的限制，当将铝结构体用作不含树脂的金属结构体时，需要除去树脂以形成铝多孔体。
树脂的除去可以通过任意方法进行，包括使用有机溶剂、熔融盐或超临界水的分解（溶解）或加热分解等。
此处，高温下的加热分解或其它方法简便，但这些方法伴随有铝的氧化。由于一旦铝被氧化，该金属就不容易被还原，这种情况与镍等的情况不同，因此若铝被用在（例如）电池等电极材料中，则由于铝氧化而使电极丧失导电性，因此无法将铝用作电极材料。因此，作为以铝不发生氧化的方式除去树脂的方法，本发明人完成了一种制备铝多孔体的方法，其中，在将铝结构体（该铝结构体是通过在树脂成形体表面上形成铝层而得到的）浸入熔融盐中的状态下，对铝层施加负电位，同时将该结构体加热至铝的熔点以下，以将树脂成形体热分解而除去，由此获得铝多孔体。
顺便提及的是，为了将如上所述获得的铝多孔体用作电极，需要通过图1所示工序将引线安装至铝多孔体以形成集电体，用活性材料填充作为集电体的铝多孔体，然后对所得铝多孔体进行压缩和切割等处理，然而，在工业上由铝多孔体制造用于非水电解质电池或电容器等的电极的实用技术仍是未知的。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利No.3413662
专利文献2：日本未审查的专利申请公开No.8-170126
专利文献3：日本专利No.3202072
专利文献4：日本未审查的专利申请公开No.56-86459
发明内容
（技术问题）
本发明的目的在于提供一种能够用作电极的集电体的三维网状铝多孔体，所述电极用于非水电解质电池、使用了非水电解液的电容器（以下被称为“电容器”）或使用了非水电解液的锂离子电容器（以下被称为“锂离子电容器”）等。
（解决问题的方案）
本发明的构成如下：
（1）一种集电体用三维网状铝多孔体，包括：片状三维网状铝多孔体，该铝多孔体由表面粗糙度（Ra）为3μm以上的骨架形成。
（2）根据条款（1）所述的集电体用三维网状铝多孔体，其中，所述表面粗糙度（Ra）为3μm以上且50μm以下。
（3）一种电极，包括被活性材料填充的根据条款（1）或（2）所述的集电体用三维网状铝多孔体。
（4）一种非水电解质电池，包括使用了根据条款（3）所述的电极。
（5）一种使用非水电解液的电容器，包括使用了根据条款（3）所述的电极。
（6）一种使用非水电解液的锂离子电容器，包括使用了根据条款（3）所述的电极。
（发明的有益效果）
通过使用本发明的集电体用铝多孔体而制得的电极增加了每单位体积活性材料的利用率，并能够实现更大的容量，还能够减少层叠体的层数，由此可降低将铝多孔体加工为电极时的加工成本。
附图简要说明
图1为示出由铝多孔体制造电极材料的工序的图。
图2为示出压缩铝多孔体的端部以形成压缩部的步骤的图。
图3为示出压缩铝多孔体的中心部分以形成压缩部的步骤的图。
图4（a）和4（b）为示出片状引线（tab lead）接合至位于铝多孔体端部的压缩部的状态的图。
图5为示出制造铝多孔体的步骤的流程图。
图6（a）、6（b）、6（c）和6（d）为示出制造铝多孔体的步骤的示意性截面图。
图7为聚氨酯制树脂成形体的结构的表面放大照片。
图8为示出用导电性涂料对树脂成形体的表面进行连续导电性处理的步骤的例子的图。
图9为示出使用熔融盐镀覆进行连续铝镀的步骤的例子的图。
图10为示出其中将铝多孔体用于锂电池的结构的例子的示意图。
图11为示出其中将铝多孔体用于电容器的结构的例子的示意图。
图12为示出其中将铝多孔体用于锂离子电容器的结构的例子的示意图。
图13为示出其中将铝多孔体用于熔融盐电池的结构的例子的示意性截面图。
图14为示出了形成铝多孔体的骨架的电子显微照片的图。
具体实施方式
首先，对本发明的铝多孔体的制造方法进行说明。下文中，以铝镀覆法用作在聚氨酯制树脂成形体的表面上形成铝膜的方法的例子作为代表性例子，根据需要参照附图对制造方法进行说明。在下文所参照的附图中，附有相同参考数字的部分为相同的部分或者与之相当的部分。本发明并不局限于此，而是由权利要求来限定，本发明的权利要求旨在包括落入权利要求范围内及其等同范围内的所有变型。（制造铝结构体的步骤）
图5为示出制造铝结构体的步骤的流程图。此外，图6（a）、6（b）、6（c）和6（d）对应于该流程图，示出了使用树脂成形体作为芯材来形成铝镀膜的示意图。下面将参考这两个附图对制造步骤的总体流程进行说明。首先，进行用作基材的树脂成形体的制备101。图6(a)为具有连通的孔的树脂成形体表面的放大示意图，该树脂成形体为作为基材的树脂成形体的例子。在树脂成形体1的骨架中形成有孔。接下来，进行树脂成形体的表面的导电处理102。通过这个步骤，如图6（b）所示，在树脂成形体1的表面上形成了由导电体制成的薄的导电层2。
随后，进行在熔融盐中的镀铝103，以在树脂成形体的导电层的表面上形成铝镀层3（图6（c））。由此得到这样的铝结构体，其中在作为基材的树脂成形体的表面上形成铝镀层3。进行用作基材的树脂成形体的去除104。
通过分解等可除去树脂成形体1，从而得到仅含有残留的金属层的铝结构体（多孔体）（图6（d））。下面，将依次对每个步骤进行说明。（树脂成形体的制备）
制备具有三维网状结构和连通的孔的树脂成形体。树脂成形体的材料可以为任意树脂。作为所述材料，可以列举由聚氨酯、蜜胺、聚丙烯或聚乙烯制成的树脂发泡成形体。尽管列举了树脂发泡成形体，然而，可以选择具有任意形状的树脂成形体，只要该树脂成形体具有连通的孔即可。例如，可以使用通过缠结纤维状树脂而形成的具有类似无纺布形状的树脂成形体来取代树脂发泡成形体。树脂发泡成形体的孔隙率优选为80%至98%，孔径为50μm至500μm。聚氨酯泡沫和蜜胺泡沫均具有高孔隙率、高的孔的连通性和优异的热分解性，因此可以优选用作树脂发泡成形体。
从孔的均匀性和易获得等方面考虑，优选聚氨酯泡沫，并且聚氨酯泡沫由于能够得到孔径小的成形体而优选。
树脂成形体常常含有在发泡体制造过程中的发泡剂和未反应的单体等残留物，因此为了后续步骤，优选对树脂成形体进行洗涤处理。作为树脂成形体的例子，图7示出了经过作为预处理的洗涤处理的聚氨酯泡沫。在所述树脂成形体中，构建了三维网络作为骨架，从而在整体上构建了连通的孔。在与聚氨酯泡沫的骨架的延伸方向垂直的截面中，聚氨酯泡沫的骨架基本上为三角形。这里，孔隙率由以下等式定义：
孔隙率=(1-(多孔材料的质量[g]/(多孔材料的体积[cm3]×材料的密度)))×100[%]
另外，通过以下方式确定小室直径：通过显微镜照片等放大树脂成形体的表面，计算每英寸（25.4mm）的孔数作为小室数目，然后由以下等式计算平均小室直径：平均小室直径=25.4mm/小室数目。（树脂成形体表面的导电处理）
为了进行电镀，预先对树脂泡沫的表面进行导电处理。对于导电处理的方法没有特别的限制，只要其是能够在树脂成形体的表面上设置具有导电性的层的处理即可，可以选择任意方法，包括镍等导电性金属的无电镀、铝等的气相沉积和溅射、以及用含有碳等导电性颗粒的导电性涂料进行涂布。
作为导电处理的例子，下面将描述通过铝的溅射而使树脂泡沫的表面具有导电性的方法、以及通过使用碳作为导电颗粒而使树脂泡沫的表面具有导电性的方法。
-铝的溅射-
对使用铝的溅射处理没有特别的限制，只要铝被用作靶即可，可根据常规方法来进行溅射。铝的溅射膜可这样形成：例如，用基板支架支撑树脂成形体，然后，将惰性气体引入溅射装置的同时在支架与靶（铝）之间施加直流电压，以使得电离的惰性气体撞击铝靶并使得溅射的铝颗粒沉积于树脂成形体的表面上。溅射处理优选在树脂成形体未熔融的温度以下进行，具体而言，溅射处理可在约100℃至200℃之间、优选在约120℃至180℃之间进行。
-碳涂布-
制备碳涂料作为导电性涂料。用作导电性涂料的悬浮液优选含有碳颗粒、粘结剂、分散剂和分散介质。均匀涂布导电性颗粒需要维持悬浮液的均匀悬浮。因此，悬浮液优选维持在20℃至40℃的温度下。其原因在于，20℃以下的悬浮液无法均匀悬浮，因此仅粘结剂在构成树脂成形体的网状结构的骨架表面上集中形成层。在这种情况下，所涂布的碳颗粒易于剥离，并且几乎不能形成牢固附着在基材上的金属镀覆。另一方面，当悬浮液的温度高于40℃时，由于分散剂的蒸发量大，因此随着涂布处理时间的延长，悬浮液浓缩且被涂布的碳的量易于发生变化。碳颗粒的粒径为0.01μm至5μm，优选为0.01μm至0.5μm。大粒径可造成树脂成形体的孔堵塞或妨碍平滑镀覆，而过小的粒径使得难以确保充分的导电性。
将碳颗粒涂布到树脂成形体可通过如下方式进行：将作为对象的树脂成形体浸渍于悬浮液中，并对树脂成形体进行挤压和干燥。图8为实际制造工序的实例，其示出了用于对带状树脂成形体（带状树脂）进行导电处理的处理装置的结构示意图，其中所述带状树脂成形体充当骨架。如本图中所示，该装置包括：用于供给带状树脂11的供给鼓轮（supply robbin）12、装有导电性涂料悬浮液14的槽15、布置在槽15顶部的一对挤压辊17、位于行进的带状树脂11的相对侧上的多个热风喷嘴16和用于卷绕处理过的带状树脂11的卷取鼓轮18。此外，可以恰当地设置用于导引带状树脂11的导向辊13。在具有这种构造的装置中，具有三维网状结构的带状树脂11由供给鼓轮12展开，经导向辊13导引，并且浸渍于槽15中的悬浮液内。在槽15中的悬浮液14内浸渍后，带状树脂11改为向上的方向，并通过布置在悬浮液14的液面上方的挤压辊17。在这种情况中，挤压辊17之间的距离小于带状树脂11的厚度，因此带状树脂11被压缩。由此，含浸在带状树脂11中的过量的悬浮液被挤出至槽15中。
随后，带状树脂11再次变化其行进方向。用从热风喷嘴16（由多个喷嘴构成）喷射出的热风除去悬浮液的分散介质等，然后充分干燥的带状树脂11被卷绕在卷取鼓轮18上。从热风喷嘴16喷射出的热风温度优选为40℃至80℃。当使用这种装置时，导电处理可以自动地连续进行，并且形成具有无堵塞的网状结构并且具有均匀导电层的骨架，因此可以顺利地进行随后的金属镀覆步骤。（铝层的形成：熔融盐镀覆）
接下来，通过熔融盐中的电镀从而在树脂成形体的表面上形成铝镀层。通过在熔融盐中进行镀铝，可在特别是具有三维网状结构的树脂成形体之类的复杂骨架结构的表面上均匀地形成厚的铝层。将表面已经经过导电处理的树脂成形体作为阴极，纯度为99.0%的铝片作为阳极，在熔融盐中，对它们之间施加直流电。
作为熔融盐，可使用作为有机卤化物与卤化铝的共晶盐的有机熔融盐，或者作为碱金属卤化物与卤化铝的共晶盐的无机熔融盐。优选使用在较低温度下熔融的有机熔融盐浴，这是因为作为基材的树脂成形体可以在不分解的情况下被镀覆。作为有机卤化物，可以使用咪唑鎓盐或吡啶鎓盐等，具体而言，优选1-乙基-3-甲基氯化咪唑鎓（EMIC）和丁基氯化吡啶鎓（BPC）。由于熔融盐被水或氧污染而造成熔融盐的劣化，因此镀覆优选在惰性气体（例如氮气或氩气）的气氛下且在密闭环境中进行。
熔融盐浴优选为含氮的熔融盐浴，尤其是优选使用咪唑鎓盐浴。当将在高温下熔融的盐用作熔融盐时，熔融盐中树脂的溶解或分解比镀层的生长要快，因此在树脂成形体的表面上不能形成镀层。咪唑鎓盐浴即使在相对低的温度下也可以在不影响树脂的情况下使用。作为咪唑鎓盐，优选使用含有在1,3-位置处具有烷基的咪唑鎓阳离子的盐，特别是最优选使用氯化铝+1-乙基-3-甲基氯化咪唑鎓（AlCl3+EMIC）系熔融盐，这是因为其稳定性高且不易于分解。咪唑鎓盐浴可镀覆聚氨酯泡沫树脂和蜜胺泡沫树脂，熔融盐浴的温度范围为10℃至65℃，优选为25℃至60℃。随着温度的降低，可以镀覆的电流密度范围变窄，从而难以镀覆树脂成形体的整个表面。在超过65℃的高温下，容易产生树脂基材的形状受损的麻烦。
对于金属表面的熔融盐镀铝，已报道了出于提高镀覆表面的平滑性的目的向AlCl3-EMIC中添加二甲苯、苯、甲苯、或1,10-菲咯啉等添加剂。本发明人发现：特别是在对具有三维网状结构的树脂成形体进行镀铝时，添加1,10-菲咯啉对于铝多孔体的形成有特别的效果。换言之，得到了镀膜的平滑性提高和形成多孔体的铝骨架不易断裂的第1特征，以及能够实现使多孔体的表面和内部之间的镀覆厚度差异小的均匀镀覆的第2特征。
在压制所完成的铝多孔体的情况下等，骨架难以断裂和内外镀覆厚度均匀这上述两个特征可以获得骨架整体不易断裂并且实现了均匀压制的铝多孔体。当将铝多孔体用作电池等的电极材料时，将电极活性材料填充到电极中，然后对电极进行压制以使其密度增加。然而，由于在填充活性材料或者压制的步骤中，骨架时常断裂，因此，在这种用途中，这两个特征是非常有效的。
根据以上所述，优选向熔融盐浴中添加有机溶剂，特别优选使用1,10-菲咯啉。添加到镀浴中的有机溶剂的量优选为0.2g/L至7g/L。当其量为0.2g/L以下时，所得到的镀层平滑性差且易碎，并且还难以获得降低表层和内部之间的厚度差的效果。当其量为7g/L以上时，镀覆效率降低，从而难以获得预定的镀覆厚度。
本发明的特征在于铝骨架的表面粗糙度（Ra）增加。
也就是说，当铝骨架的表面粗糙度（Ra）增加时，铝骨架和活性材料之间的接触面积增加，因而集电性能得以改善，从而获得高功率电极。除此之外还具有如下有益效果：由于集电性能得以改善，因此可以减少导电助剂的用量。此外，由于与活性材料间的接触点的数量增加，因此还具有防止活性材料脱落的效果。
表面粗糙度（Ra）优选为3μm以上，更加优选为5μm以上。然而，当表面粗糙度过大时，难以使用活性材料浆料填充铝骨架，因此，表面粗糙度优选为50μm以下。
通过熔融盐镀覆法在树脂成形体的表面上形成铝层时，可通过镀浴的铝盐浓度、有机添加剂、电流密度、镀浴温度和镀浴的搅拌速度来控制铝层的表面粗糙度（Ra）。
作为控制表面粗糙度的方法，下面将对添加有机添加剂的方法进行说明。
为了形成良好的镀覆，通过添加有机添加剂二甲苯或1,10-菲咯啉，形成多孔体的铝骨架变得难以断裂，并且能够降低多孔体的表面部分和内部的镀覆厚度差；通过改变添加剂的添加量，能够控制铝层的表面粗糙度（Ra）。
关于铝盐浓度，存在这样的趋势：盐浓度增加的越多，则表面粗糙度（Ra）越大；关于电流密度，存在这样的趋势：电流密度越高，则表面粗糙度（Ra）越大；并且存在这样的趋势：镀浴的搅拌速度越大，则表面粗糙度（Ra）越小。
可以通过适当地组合这些条件来得到所需表面粗糙度（Ra）。
图9为示意性示出用于对上述带状树脂进行连续镀铝的装置的结构图。该图示出了将表面已进行了导电处理的带状树脂22从图左向右输送的构造。第一镀槽21a由圆筒状电极24、布置在容器内壁上的铝阳极25、以及镀浴23构成。带状树脂22沿圆筒状电极24通过镀浴23，由此电流易于均匀地流经整个树脂成形体，从而可以实现均匀镀覆。镀槽21b为进一步进行均匀且厚的镀覆的槽，其由多个槽构成，从而可多次进行镀覆。当表面已经进行导电处理的带状树脂22被电极辊26（其充当供料辊和槽外供电阴极）输送的同时，树脂22通过镀浴28从而进行镀覆。所述多个槽包括由铝制成的阳极27，该阳极27隔着镀浴28而与树脂成形体的两个面相对，从而使得在树脂成形体的两面上能够进行更为均匀的镀覆。向镀铝多孔体吹氮气以充分地除去镀液，然后用水清洗镀铝多孔体，从而得到铝多孔体。
另一方面，在树脂不溶解等的程度上，可将无机盐浴用作熔融盐。无机盐浴为2组分体系的盐（代表性的有AlCl3-XCl，其中X为碱金属）或多组分体系的盐。这种无机盐浴的熔融温度通常高于咪唑鎓盐浴等有机盐浴，然而，无机盐浴较少受到水含量或氧等环境因素的影响，从而整体上可以将该盐以低成本投入实际使用。当树脂为三聚氰胺树脂泡沫时，由于可在比聚氨酯树脂泡沫的温度高的温度下使用该树脂，因此，使用温度为60°C至150°C的无机盐浴。
通过上述步骤得到了具有树脂成形体作为其骨架的芯部的铝结构体。对于诸如各种过滤器和催化剂载体等的某些用途，可以直接将铝结构体用作树脂-金属复合物，然而由于使用环境的制约，当将该铝结构体用作不含树脂的金属多孔体时，树脂被除去。在本发明中，为了不使铝氧化，如下所述通过在熔融盐中的分解来除去树脂。（树脂的除去：用熔融盐进行处理）
在熔融盐中的分解按照下述方法进行。将表面已经形成有铝镀层的树脂成形体浸入熔融盐中，在向铝层施加负电位（低于铝的标准电极电位的电位）的同时，对其进行加热，以除去树脂成形体。当在树脂成形体浸入熔融盐中的状态下向铝层施加负电位时，可以在铝不被氧化的情况下使得树脂成形体分解。可以根据树脂成形体的类型来适当地选择加热温度。当树脂成形体为聚氨酯时，熔融盐浴的温度需要是380℃以上，这是由于聚氨酯的分解发生在大约380℃，然而，为了不使铝熔融，需要在等于或低于铝的熔点（660℃）的温度下进行处理。优选温度范围为500℃以上且600℃以下。所施加的负电位的量相对于铝的还原电位位于负侧，并且相对于熔融盐中阳离子的还原电位位于正侧。通过这种方式，可获得具有连通的孔、表面上具有薄的氧化层并且氧含量较低的铝多孔体。
树脂分解时所用的熔融盐可以是碱金属或碱土金属的卤化物盐，以使得铝的电极电位较低。更具体而言，熔融盐优选含有选自由氯化锂（LiCl）、氯化钾（KCl）和氯化钠（NaCl）组成的组中的一种或多种盐。通过这种方式，可以获得具有连通的孔、表面具有薄的氧化层且含氧量低的铝多孔体。
接下来，对由所得的铝多孔体制造电极的工序进行说明。
图1为示出由铝多孔体连续制造电极的工序实例的图。该工序包括：将多孔体片材由解绕辊41上解开的多孔体片材解开步骤A；使用压缩辊42的厚度调节步骤B；使用压缩/焊接辊43和引线供给辊49的引线焊接步骤C；使用填充辊44、浆料供给喷嘴50和浆料51的浆料填充步骤D；使用干燥机45的干燥步骤E；使用压缩辊46的压缩步骤F；使用切割辊47的切割步骤G；使用卷取辊48的卷绕步骤H。以下将对这些步骤进行具体说明。
（厚度调节步骤）
从其中卷绕有铝多孔体片材的原料片材辊中，将所述铝多孔体片材解开，并且在厚度调节步骤中，通过辊的压制对铝多孔体片材加以调节使其具有最佳厚度以及平坦的表面。根据电极的用途，适当地确定铝多孔体的最终厚度，该厚度调节步骤是在用以获得最终厚度的压缩步骤之前的预压缩步骤，该厚度调节步骤将铝多孔体压缩为这样的程度：该多孔体具有使下一步骤中的处理易于实现的厚度。可将平压机或辊压机用作压缩机。由于平压机能抑制集电体被拉伸，因此是优选的；但它不适用于大量生产，因此，优选使用能够进行连续处理的辊压机。
（引线焊接步骤）
引线焊接步骤包括对铝多孔体的端部进行压缩、并通过焊接将片状引线接合到压缩端部的步骤。
下面对上述步骤进行说明。
-铝多孔体端部的压缩-
当将铝多孔体用作二次电池等的电极集电体时，需要将用于引出到外部的片状引线焊接至铝多孔体。就使用了铝多孔体的电极而言，由于铝多孔体中不存在坚固的金属部分，因此，不能将引线片直接焊接到铝多孔体上。因此，通过对铝多孔体的端部进行压缩，该端部被加工为箔片状从而具有机械强度，之后将片状引线焊接到该部分上。
下面对加工铝多孔体的端部的方法的例子进行说明。
图2是示出压缩步骤的示意图。
旋转辊可用作压缩治具。
当压缩部的厚度为约0.05mm以上且约0.2mm以下（例如，大约0.1mm）时，可以获得预定的机械强度。
在图3中，以旋转辊35作为压缩治具对铝多孔体34（其宽度相当于2片铝多孔体）的中央部分进行压缩，从而形成压缩部（引线部）33。压缩之后，沿中央部分的中心线切割压缩部33，得到两片电极集电体，该集电体在其端部具有压缩部。
此外，通过使用多个旋转辊，以在铝多孔体的中央部分形成多个带状压缩部，然后沿着这些带状压缩部的各中心线进行切割，由此可以获得多个集电体。
-接合片状引线至压缩端部-
将片状引线与上述获得的集电体的压缩端部接合。优选的是，将金属箔用作片状引线以降低电极的电阻，并且将该金属箔与电极边缘的至少一侧的表面相接合。此外，为了降低电阻，优选使用焊接作为接合方法。
所得的集电体的示意图如图4（a）和4（b）所示。将片状引线37焊接到铝多孔体34的压缩部33。图4（b）为沿直线A-A截取得到的图4（a）的截面图。
用于焊接金属箔的压缩部的宽度L为10mm以下，这是因为金属箔太宽会造成电池内无用空间的增加，并且使电池的容量密度降低。当电极过窄时，则难以焊接且集电效果劣化，因此宽度优选为2mm以上。
作为焊接方法，可使用电阻焊接法或超声焊接法，但是由于超声焊接法的接合面积较大，因此优选此方法。
-金属箔-
考虑到电阻和抗电解液性，金属箔的材料优选铝。此外，由于金属箔中的杂质会造成该杂质在电池、电容器或锂离子电容器中的溶出或反应，因此优选使用纯度为99.99%以上的铝箔。焊接部的厚度优选小于电极本身的厚度。
铝箔的厚度优选为20μm至500μm。
尽管上面对端部压缩步骤和片状引线接合步骤作为不同的步骤进行了说明，但是压缩步骤和接合步骤可以同时进行。在这种情况下，使用这样的辊作为压缩辊：该辊中与铝多孔体片材的片状引线接合用端部接触的辊部分可以进行电阻焊接，并且可将铝多孔体片材和金属箔同时供给至该辊，由此同时进行端部的压缩和金属箔向压缩部的焊接。
（填充活性材料的步骤）
用活性材料填充集电体以得到电极。根据电极的用途来适当地选择活性材料的种类。
活性材料的填充方法的例子包括浸渍填充法和涂布法。涂布法的例子包括辊涂法、涂布机涂布法、静电涂布法、粉末涂布法、喷涂法、喷涂机涂布法、刮棒涂布机涂布法、辊涂机涂布法、浸涂机涂布法、刮刀涂布法、线棒涂布法、刮刀涂布机涂布法、刮板涂布法和丝网印刷法。
在填充活性材料时，如有必要，可以添加导电助剂或粘结剂，向其中混入有机溶剂以制备浆料，然后采用上述填充法，将所制得的浆料填充到铝多孔体中。
图1示出了通过辊涂法将浆料填充到多孔体中的方法。如图所示，将浆料供给至多孔体片材上，并使该片材通过一对以预定间隔彼此相对的旋转辊之间。当片材通过旋转辊时，浆料被压制并填充到多孔体中。
（干燥步骤）
将填充有活性材料的多孔体输送进干燥机中，并加热以蒸发/除去有机溶剂，由此获得在多孔体中固定有活性材料的电极材料。
（压缩步骤）
将经过干燥的电极材料在压缩步骤中压缩为最终厚度。将平压机或辊压机用作压制机。平压机在抑制集电体被拉伸方面是优选的，但它不适用于大量生产，因此，优选使用能够进行连续处理的辊压机。
图1示出了由辊压进行压缩的情况。
（切割步骤）
为了提高电极材料的大量生产能力，优选将铝多孔体片材的宽度设置为多个最终产品的总宽度，并使用多个刀片沿着该片材的行进方向切割该片材，由此形成多个长的片状电极材料。该切割步骤是将长电极材料分割为多个长电极材料的步骤。
（卷绕步骤）
该步骤是将在上述切割步骤中得到的多个长的片状电极材料卷绕到卷取辊上的步骤。
下面将对在上述步骤中获得的电极材料的用途进行说明。
其中使用了铝多孔体作为集电体的电极材料的主要用途的例子包括：锂电池或熔融盐电池等非水电解质电池用电极；电容器用电池；以及锂离子电容器用电极。
下面将对这些用途进行说明。
（锂电池）
下文将对使用了铝多孔体的电池用电极材料和电池进行说明。例如，当将铝多孔体用于锂电池（包括离子二次电池等）的正极时，钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、镍酸锂（LiNiO2）等可以被用作活性材料。该活性材料与导电助剂和粘结剂组合使用。
在常规的锂电池用正极材料中，使用了通过将活性材料施加至铝箔的表面而获得的电极。尽管锂电池的容量高于镍氢电池或电容器的容量，但是在汽车应用中仍需要进一步提高容量。因此，为了提高单位面积的电池容量，使活性材料的涂布厚度变大。此外，为了有效地利用该活性材料，需要使活性材料与铝箔（集电体）电接触；因而，活性材料与将使用的导电助剂混合。
相比之下，本发明的铝多孔体的孔隙率高且每单位面积的表面积大。因而，集电体与活性材料间的接触面积增加，从而可以有效地利用活性材料，并可以提高电池容量，还可以减少导电助剂的混合量。在锂电池中，对于其正极，使用上述正极材料，而对于其负极，使用铜或镍的箔、冲压金属、或者多孔体作为集电体，并且使用了诸如石墨、钛酸锂（Li4Ti5O12）、Sn或Si等的合金、金属锂之类的负极活性材料。负极活性材料还与导电助剂和粘结剂组合使用。
对于这种锂电池，即使其电极面积小，其容量也可以增加，因而与使用铝箔的常规锂电池相比，该电池可以具有更高的能量密度。上面主要描述了本发明在二次电池中的效果，但是本发明在一次电池中的效果与在二次电池中的效果相同，并且当铝多孔体填充有活性材料时，接触面积增大，且一次电池的容量能够得到提高。
（锂电池的构造）
用于锂离子二次电池的电解质包括非水电解液和固体电解质。
图10为使用固体电解质的固态锂电池的纵剖面图。固态锂电池60包括正极61、负极62和设置在这两个电极之间的固体电解质层（SE层）63。正极61包括正极层（正极体）64和正极集电体65，负极62包括负极层66和负极集电体67。
作为电解质，除了固体电解质之外，使用稍后说明的非水电解液。在这种情况下，隔板（多孔高分子膜、无纺布或纸等）设置在两个电极之间，并且两个电极和隔板用非水电解液浸渍。（填充于铝多孔体中的活性材料）
当将铝多孔体用于锂电池的正极时，可以将能够抽出/插入锂的材料用作活性材料，并且填充有该材料的铝多孔体可以提供适用于锂二次电池的电极。作为正极活性材料的材料，使用了（例如）钴酸锂（LiCoO2）、镍酸锂（LiNiO2）、锂镍钴氧化物（LiCo0.3Ni0.7O2）、锰酸锂（LiMn2O4）、钛酸锂（Li4Ti5O12）、锰酸锂化合物（LiMyMn2-yO4，M=Cr、Co或Ni）或锂酸。活性材料与导电助剂以及粘结剂组合使用。正极活性材料的材料的例子包括过渡金属氧化物，例如常规磷酸锂铁和作为磷酸锂铁化合物（LiFePO4、LiFe0.5Mn0.5PO4）的橄榄石化合物。此外，这些材料中所含的过渡金属元素可以被其它过渡金属元素部分地取代。
此外，其他正极活性材料的例子包括：其中骨架为诸如TiS2、V2S3、FeS、FeS2或LiMSx（其中M为诸如Mo、Ti、Cu、Ni或Fe等过渡金属元素、或者Sb、Sn或Pb）等硫化物型硫族化合物以及TiO2、Cr3O8、V2O5或MnO2等金属氧化物的锂金属。这里，也可以将上述钛酸锂（Li4Ti5O12）用作负极活性材料。
（用于锂电池中的电解液）
非水电解液用于极性非质子有机溶剂中，非水电解液的具体例子包括碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸亚丙酯、γ-丁内酯和环丁砜。作为支持盐（supporting salt），可以使用四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、酰亚胺盐等。充当电解质的支持盐的浓度优选较高，但是由于溶解限制，通常使用浓度约为1mol/L的支持盐。
（填充入铝多孔体中的固体电解质）
除了活性材料以外，还可以将固体电解质填充到铝多孔体中。通过将活性材料和固体电解质填充到铝多孔体中，可以使得该铝多孔体成为适用于固态锂电池的电极。但是，从确保放电容量的观点考虑，优选将填充到铝多孔体中的材料中活性材料的比率调节为50质量%以上，并且更优选为70质量%以上。
优选将锂离子传导性高的硫化物型固体电解质用作所述固体电解质，该硫化物型固体电解质的例子包括含有锂、磷和硫的硫化物型固体电解质。该硫化物型固体电解质还可以含有O、Al、B、Si或Ge等元素。
这种硫化物型固体电解质可以由公知方法获得。形成硫化物型固体电解质的方法的例子包括：制备硫化锂（Li2S）和五硫化二磷（P2S5）作为起始原料，将Li2S和P2S5以大约50:50至大约80:20的摩尔比彼此混合，将所得混合物熔融并骤冷的方法（熔融快速骤冷法）；以及对骤冷后的产品进行机械研磨的方法（机械研磨法）。
由上述方法获得的硫化物型固体电解质是非晶形的。该硫化物型固体电解质也能以该非晶态使用，但是可以对该电解质进行加热处理，以形成结晶性硫化物型固体电解质。通过此结晶化，有望提高锂离子传导性。
（将活性材料填充到铝多孔体中）
对于活性材料（活性材料和固体电解质）的填充，可以使用浸渍填充法和涂布法等公知方法。涂布法的例子包括辊涂法、涂布机涂布法、静电涂布法、粉末涂布法、喷涂法、喷涂机涂布法、刮棒涂布机涂布法、辊涂机涂布法、浸涂机涂布法、刮刀涂布法、线棒涂布法、刮刀涂布机涂布法、刮板涂布法和丝网印刷法。
在填充活性材料（活性材料和固体电解质）时，可以根据需要添加（例如）导电助剂或粘结剂，并将有机溶剂或水与其混合以制备正极混合物的浆料。通过上述方法用该浆料填充铝多孔体。作为导电助剂，可以使用（例如）乙炔黑（AB）或科琴黑（KB）等炭黑，或者碳纳米管（CNT）等碳纤维。作为粘结剂，可使用（例如）聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚乙烯醇（PVA）、羧甲基纤维素（CMC）、黄原胶等。
在制备正极混合物的浆料时所使用的有机溶剂可以适当选择，只要该溶剂对填充到铝多孔体中的材料（即，活性材料、导电助剂、粘结剂和根据需要所添加的固体电解质）没有不良影响即可。有机溶剂的例子包括：正己烷、环己烷、庚烷、甲苯、二甲苯、三甲苯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯基亚乙酯、四氢呋喃、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、乙二醇和N-甲基-2-吡咯烷酮。此外，当使用水作为溶剂时，可使用表面活性剂以增强填充性能。
此外，在常规的锂电池用正极材料中，通过将活性材料涂布到铝箔的表面上来形成电极。为了提高每单位面积的电池容量，使活性材料的涂布厚度变大。此外，为了有效地利用活性材料，需要使活性材料与铝箔电接触，因而，活性材料与待使用的导电助剂混合。相比之下，本发明的铝多孔体的孔隙率高且每单位面积的表面积大。因而，集电体与活性材料间的接触面积增加，因此可以有效地利用活性材料，从而可以提高电池容量，并且可以减少导电助剂的混合量。（电容器用电极）
图11为示出了使用电容器用电极材料而制得的电容器的例子的截面示意图。在由隔板142隔开的有机电解液143中，将通过在铝多孔体上承载电极活性材料而形成的电极材料设置为可极化电极141。可极化电极141与引线144连接，并且这些部件全部收纳在壳体145中。将铝多孔体用作集电体时，集电体的表面积增加，并且集电体与作为活性材料的活性炭之间的接触面积增加，因此，可以获得能实现高输出和高容量的电容器。
为了制造电容器用电极，使用作为活性材料的活性炭填充由铝多孔体构成的集电体。活性炭与导电助剂或粘结剂组合使用。
为了增加电容器的容量，作为主要组分的活性炭的量优选为大量，并且就干燥后（去除溶剂后）的组成比而言活性炭的量优选为90%以上。尽管导电助剂和粘结剂是必须的，但它们的量优选为尽可能小，因为这些组分会导致容量降低，并且粘结剂还会导致内电阻增加。优选的是，导电助剂的量为10质量%以下，粘结剂的量为10质量%以下。
当活性炭的表面积较大时，双电层电容器的容量较大，因此活性炭优选具有1000m2/g以上的比表面积。作为活性炭的材料，可以使用来自于植物的棕榈壳或石油系材料等。为了增加活性炭的表面积，优选使用蒸汽或碱激活该材料。
将主要由活性炭制成的电极材料混合并搅拌，由此得到活性炭糊状物。将该活性炭糊状物填充到上述集电体中，干燥，并且根据需要用辊压机等对其进行压缩以提高其密度，由此获得电容器用电极。（将活性炭填充至铝多孔体中）
对于填充活性炭，可以使用浸渍填充法和涂布法等公知方法。涂布法的例子包括辊涂法、涂布机涂布法、静电涂布法、粉末涂布法、喷涂法、喷涂机涂布法、刮棒涂布机涂布法、辊涂机涂布法、浸涂机涂布法、刮刀涂布法、线棒涂布法、刮刀涂布机涂布法、刮板涂布法和丝网印刷法。
当填充活性炭时，根据需要添加（例如）导电助剂或粘结剂，并将有机溶剂或水与其混合以制备正极混合物的浆料。通过上述方法用该浆料填充铝多孔体。作为导电助剂，可使用（例如）乙炔黑（AB）或科琴黑（KB）等炭黑，或者碳纳米管（CNT）等碳纤维。作为粘结剂，可以使用（例如）聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚乙烯醇（PVA）、羧甲基纤维素（CMC）、黄原胶等。
在制备正极混合物的浆料时所使用的有机溶剂可以适当选择，只要该溶剂对填充到铝多孔体中的材料（即，活性材料、导电助剂、粘结剂和根据需要添加的固体电解质）没有不良影响即可。有机溶剂的例子包括：正己烷、环己烷、庚烷、甲苯、二甲苯、三甲苯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯基亚乙酯、四氢呋喃、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、乙二醇和N-甲基-2-吡咯烷酮。此外，在使用水作为溶剂时，可使用表面活性剂以增强填充性能。
（电容器的制备）
将以上述方式得到的电极冲压至合适的尺寸，以制备两片电极，这两片电极彼此相对，在两者之间夹有隔板。优选将由纤维素或聚烯烃树脂制成的多孔膜或无纺布用于该隔板。然后，使用必要的隔离物（spacer），将电极装入电池壳体中，然后用电解液浸渍。最后，隔着绝缘衬垫将盖子置于壳体上以密封，由此可以制造双电层电容器，其中该绝缘衬垫夹于盖子和壳体之间。当使用非水性材料时，为了尽可能降低电容器中的水含量，优选充分干燥电极等材料。电容器的制造在水含量小的环境中进行，并且可在减压环境中进行密封。此外，只要使用本发明的集电体和电极即可，对电容器没有特别的限制，可以使用通过除上述方法之外的其他方法制得的电容器。
尽管可使用水性体系和非水性体系作为电解液，但是优选使用非水性体系，这是因为可将非水性体系的电压设定为高于水性体系的电压。在水性体系中，可以将氢氧化钾等用作其电解质。非水性体系的例子包括离子液体与阳离子和阴离子的多种组合。作为阳离子，使用了低级脂肪族季铵、低级脂肪族季鏻、或者咪唑鎓盐等；作为阴离子，已知的有金属氯离子、金属氟离子、和双(氟磺酰)亚胺等酰亚胺化合物。此外，作为非水性体系，有极性非质子有机溶剂，其具体例子包括碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸亚丙酯、γ-丁内酯和环丁砜。作为非水电解液中的支持盐，可使用四氟硼酸锂、六氟磷酸锂等。
（锂离子电容器）
图12为示出通过使用锂离子电容器用电极材料而制造的锂离子电容器的例子的截面示意图。在由隔板142隔开的有机电解液143中，将通过在铝多孔体上承载正极活性材料而形成的电极材料设置为正极146，并将通过在集电体上承载负极活性材料而形成的电极材料设置为负极147。正极146和负极147分别与引线148和引线149连接，并且将这些部件全部收纳在壳体145中。当将铝多孔体用作集电体时，集电体的表面积增加，即使以薄的方式将作为活性材料的活性炭涂布到铝多孔体上时，也可获得可实现高输出和高容量的电容器。
（正极）
为了制造锂离子电容器用电极，用作为活性材料的活性炭填充由铝多孔体构成的集电体。活性炭与导电助剂或粘结剂组合使用。
为了增加锂离子电容器的容量，作为主要组分的活性炭的量优选为大量，并且就干燥后（去除溶剂后）的组成比而言活性炭的量优选为90%以上。尽管导电助剂和粘结剂是必须的，但它们量优选为尽可能小，因为这些组分会导致容量降低，并且粘结剂还会导致内电阻增加。优选的是，导电助剂的量为10质量%以下，粘结剂的量为10质量%以下。
当活性炭的表面积较大时，锂离子电容器的容量较大，因此活性炭优选具有1000m2/g以上的比表面积。作为活性炭的材料，可以使用来自于植物的棕榈壳或石油系材料等。为了增加活性炭的表面积，优选使用蒸汽或碱激活该材料。作为导电助剂，可使用科琴黑、乙炔黑、碳纤维或其复合材料。作为粘结剂，可使用聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、黄原胶等。可根据粘结剂的种类，从水和有机溶剂中恰当地选取溶剂。在有机溶剂中，通常使用N-甲基-2-吡咯烷酮。此外，当水被用作溶剂时，可以使用表面活性剂以增加填充性能。
将主要由活性炭制成的电极材料混合并搅拌，由此得到活性炭糊状物。将该活性炭糊状物填充到上述集电体中并干燥，根据需要用辊压机等对所得物进行压缩以增加其密度，由此获得锂离子电容器用电极。
（将活性炭填入至铝多孔体中）
对于活性炭的填充，可以使用浸渍填充法和涂布法等公知方法。涂布法的例子包括辊涂法、涂布机涂布法、静电涂布法、粉末涂布法、喷涂法、喷涂机涂布法、刮棒涂布机涂布法、辊涂机涂布法、浸涂机涂布法、刮刀涂布法、线棒涂布法、刮刀涂布机涂布法、刮板涂布法和丝网印刷法。
在填充活性材料时，例如，可以根据需要添加导电助剂或粘结剂，然后将有机溶剂或水与其混合，以制备正极混合物的浆料。通过上述方法用该浆料填充铝多孔体。作为导电助剂，可以使用（例如）乙炔黑（AB）或科琴黑（KB）等炭黑，或者碳纳米管（CNT）等碳纤维。作为粘结剂，可使用（例如）聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚乙烯醇（PVA）、羧甲基纤维素（CMC）、黄原胶等。
在制备正极混合物的浆料时所使用的有机溶剂可以适当选择，只要该溶剂对填充到铝多孔体中的材料（即，活性材料、导电助剂、粘结剂和根据需要添加的固体电解质）没有不良影响即可。有机溶剂的例子包括：正己烷、环己烷、庚烷、甲苯、二甲苯、三甲苯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯基亚乙酯、四氢呋喃、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、乙二醇和N-甲基-2-吡咯烷酮。此外，当使用水作为溶剂时，可使用表面活性剂以增强填充性能。
（负极）
对负极没有特别的限制，可使用常规的锂电池用负极，但是通过将活性材料填充到由铜或镍制成的多孔体（如上述泡沫状镍）中而获得的电极是优选的，这是因为将铜箔用作集电体的常规电极的容量小。另外，为了作为锂离子电容器进行运行，负极优选预先掺杂锂离子。作为掺杂方法，可利用公知的方法。掺杂方法的例子包括：将锂金属箔固定于负极的表面并将其浸入电解液中以进行掺杂的方法；将其上固定有锂金属的电极设置在锂离子电容器内，在组装成电池后，使电流从负极与锂金属电极之间穿过以对电极进行电掺杂的方法；以及由负极和锂金属组装成电化学电池，并且将经过锂电掺杂的负极取出并使用的方法。
在任何方法中，优选的是，锂掺杂量大以充分降低负极的电位，但是因为当负极的残存容量小于正极的残存容量时，锂离子电容器的容量变小，因此优选的是负极中相当于正极容量的部分未被掺杂而得以保留。
（用于锂离子电容器中的电解液）
将与锂电池中所用的非水电解液相同的非水电解液用于电解液。非水电解液用于极性非质子有机溶剂中，非水电解液的具体例子包括碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸亚丙酯、γ-丁内酯和环丁砜。作为支持盐，可以使用四氟硼酸锂、六氟硼酸锂、酰亚胺盐等。（锂离子电容器的制备）
将由上述方式得到的电极冲压至合适的尺寸，将其与负极彼此相对，并将隔板夹在该冲压电极和负极之间。负极可以为通过上述方法而掺杂有锂离子的电极，当采用在电池组装之后对负极进行掺杂的方法时，可在电池中设置其上连接有锂金属的电极。优选将由纤维素或聚烯烃树脂制成的多孔膜或无纺布用于隔板。然后，使用必要的隔离物，将电极装入电池壳体中，并浸渍于电解液中。最后，隔着绝缘衬垫将盖子置于壳体上并将其密封，由此可以制造锂离子电容器，其中该绝缘衬垫夹在盖子和壳体之间。为了尽可能降低锂离子电容器中的水含量，优选充分干燥电极等材料。锂离子电容器的制备在水含量小的环境中进行，并可在减压环境中进行密封。此外，对锂离子电容器没有特别的限制，只要使用本发明的集电体或电极即可，可以使用通过除上述方法之外的其他方法制得的电容器。
（熔融盐电池用电极）
所述铝多孔体也可以用作熔融盐电池用电极材料。当铝多孔体用作其正极材料时，可以使用亚铬酸钠（NaCrO2）或二硫化钛（TiS2）等可以嵌入作为电解质的熔融盐阳离子的金属化合物作为活性材料。该活性材料与导电助剂和粘结剂组合使用。作为导电助剂，可以使用乙炔黑等。作为粘结剂，可以使用聚四氟乙烯（PTFE）等。当使用亚铬酸钠作为活性材料且使用乙炔黑作为导电助剂时，粘结剂优选为PTFE，因为PTFE可以使铬酸钠和乙炔黑更牢固地结合。
所述铝多孔体也可以用作熔融盐电池用负极材料。当铝多孔体用作负极材料时，可以使用单质钠、钠和另一种金属的合金、或碳等作为活性材料。钠的熔点大约为98℃，此外随温度升高该金属软化。因而，优选使钠与另一种金属（Si、Sn、In等）的合金。特别优选钠和Sn的合金，这是因为该合金容易处理。可以通过电镀法、热浸渍法或其它方法使钠或钠合金担载于铝多孔体的表面上。或者，可以通过镀覆法使与钠合金化的金属（如Si）沉积于铝多孔体上，然后通过在熔融盐电池中进行充电而转化为钠合金。
图13为示出熔融盐电池的例子的截面示意图，在所述熔融盐电池中使用了上述电池用电极材料。该熔融盐电池包括：正极121，在正极121中，正极活性材料担载于铝多孔体的铝骨架的表面上；负极122，在负极122中，负极活性材料担载于铝多孔体的铝骨架的表面上；以及隔板123，其浸渍有电解质的熔融盐，所述正极121、负极122和隔板123容纳在壳体127中。在壳体127的顶面和负极之间设置有压制部件126，该压制部件126包括压板124和用于压制该压板的弹簧125。通过设定该压制部件，使得即使在正极121、负极122和隔板123的体积发生变化时，它们也可以被均匀地压制以使它们彼此接触。正极121的集电体（铝多孔体）和负极122的集电体（铝多孔体）经引线130而分别与正极端子128和负极端子129连接。
充当电解质的熔融盐可以是在工作温度下熔融的各种无机盐或有机盐。作为熔融盐的阳离子，可以使用选自锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）和铯（Cs）等碱金属以及铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）和钡（Ba）等碱土金属中的一种或多种阳离子。
为了降低熔融盐的熔点，优选使用至少两种盐的混合物。例如，组合使用双(氟磺酰)亚胺钾（K-N(SO2F)2；(KFSA)）和双(氟磺酰)亚胺钠（Na-N(SO2F)2；(NaFSA)）可以使电池的工作温度降至90℃以下。
熔融盐以使该熔融盐浸渍到隔板中的形式而使用。该隔板防止了正极和负极相互接触，并且可以是玻璃无纺布或多孔树脂的多孔体等。将容纳在壳体中的正极、负极和浸渍有熔融盐的隔板的层叠体作为电池使用。
实施例
下面将基于实施例对本发明进行更详细地说明，但是本发明并不局限于这些实施例。
[实施例1]
（所使用的基材）
作为树脂成形体，准备了孔隙率为95%、每英寸大约46个孔（小室）、小室直径为约552μm、且厚度为1mm的聚氨酯泡沫，并将其切割成100mm×30mm的尺寸。通过溅射法在该聚氨酯泡沫的表面上形成单位面积的重量为10g/m2的铝膜，从而形成导电层。下面，将经过导电处理的聚氨酯制树脂成形体称作“溅射制品”。
（熔融盐镀浴的组成）
分别通过向AlCl3:EMIC=2:1（摩尔比）的镀浴中添加0.25g/L的邻二氮杂菲、1.25g/L的邻二氮杂菲、2.5g/L的邻二氮杂菲或5.0g/L的邻二氮杂菲来制备各镀浴。
（预处理）
在镀覆之前，使用基材作为阳极来进行电解处理以作为活化处理（2A/dm2，1分钟）。
（镀覆条件）
将表面上形成有导电层的聚氨酯泡沫用作工件，并将其安装在具有供电功能的治具中，然后将该治具置于手套箱中，该手套箱内已调节为氩气氛和低湿度（露点：-30℃以下），并将该治具浸入温度为40℃的熔融盐镀浴中。将固定有所述工件的治具与整流器的阴极连接，并且将反电极的铝板（纯度：99.99%）与阳极连接。
在表1所示的条件下进行镀覆，从而得到其中在聚氨酯泡沫的表面上形成有铝膜的铝结构体。
[表1]
Figure BDA00003583957800261
（聚氨酯的分解去除）
将上述各个铝结构体浸入温度为500℃的LiCl-KCl共晶熔融盐中，并对铝结构体施加-1V的负电位5分钟。熔融盐中产生气泡，该气泡由聚氨酯的分解反应而生成。然后，在大气中将铝结构体冷却到室温，并用水洗涤以除去熔融盐，从而获得已去除树脂的铝多孔体。
对得到的各个样品的压缩应力进行评价。测量结果示于表2中。
另外，观察所得到的各个样品的表面。表面粗糙度的测量结果如表2所示。
关于表面粗糙度Ra，通过激光表面粗糙度测量装置，在5个点处测量铝多孔体中面积为25μm2的区域内的表面粗糙度Ra，将5个粗糙度Ra的算术平均值作为表面粗糙度。
如图14所示，选择多孔体的骨架部分中的平坦区域，将它们标记为测量区域A至E，然后在各区域中进行表面粗糙度的测量。
[表2]
Figure BDA00003583957800271
（将浆料填充至铝多孔体中）
准备平均粒径为5μm的钴酸锂粉末（正极活性材料）作为活性材料，将钴酸锂粉末、乙炔黑（导电助剂）和PVDF（粘结剂）以90:5:5（质量%）的比例混合。将N-甲基-2-吡咯烷酮（有机溶剂）逐滴加入混合物中，将所得的混合物混合，从而制备正极混合物的糊状浆料。然后，将正极混合物的浆料填充至铝多孔体样品1至4中。然后，将浆料在100℃下干燥40分钟以去除有机溶剂，从而得到正极样品1至4。
使用上述各正极样品1至4来制造电解液型锂二次电池。
电解液型锂二次电池的制造方式如下。
使用通过将样品冲压至直径为14mm的尺寸而获得的正极。使用锂金属箔（直径：15mm，厚度：500μm）作为负极，将正极（正极样品）和负极层叠，其中由聚丙烯制成的隔板位于正极和负极之间。将该层叠体容纳于具有正极壳体和负极壳体的纽扣型电池壳体中，然后将有机电解液倒入该电池壳体中，其中所述正极壳体和负极壳体均由不锈钢制成。将LiClO4以1mol%的量溶解于碳酸亚丙酯和1,2-二甲氧基乙烷的混合有机溶剂（体积比为1:1）中，并将所得的混合物用作有机电解液。倒入有机电解液后，将由树脂制成的衬垫插入正极壳体和负极壳体之间，然后使正极壳体和负极壳体彼此嵌缝以密封内部，从而制得纽扣式电解液型锂二次电池。通过使用各个正极样品来制备这种评价用电池。另外，在任何使用正极样品的情况下，正极样品与正极壳体之间均未插入板簧。
按照以下方式对使用正极样品1至4的电解液型锂二次电池进行评价。按照以下方式对使用各正极样品的电解液型锂二次电池进行评价。
进行充电-放电循环，并测量放电容量以进行评价，在所述充电-放电循环中，充电电流和放电电流均为3mA，电压范围为4.2V至2.0V。在以3mA的充电电流对电池进行充电后，以10mA的放电电流和50mA的放电电流测量放电容量，并测定其与放电电流为3mA时测得的放电容量的比值。
[表3]
10mA时的放电容量 50mA时的放电容量
样品1 102 95
样品2 100 92
样品3 101 89
样品4 100 87
由上述结果可知，包括表面更粗糙的铝多孔体的电池具有更加优异的电池特性。其原因可能是由于集电体的表面粗糙，使得活性材料与集电体之间的接触点的数目增加，从而降低了接触电阻。
[实施例2]
按照与实施例1相同的方式制备铝多孔体，不同之处在于，使用了AlCl3:EMIC:二甲苯=2:1:3（摩尔比）的组成作为实施例1中熔融盐镀浴的组成。
通过激光表面粗糙度测量装置，测量该骨架的平坦部分中5处面积为25μm2的区域的表面粗糙度Ra，结果，表面粗糙度分别为12μm、30μm、26μm、57μm和59μm（平均为36.8μm）。
另外，按照与实施例1相同的方式制备电解液型锂二次电池，结果，该二次电池能够进行10秒钟30C的放电。
以上基于实施方案对本发明进行了说明，然而，本发明并不局限于上述实施方案。在与本发明相同或等同的范围内，可以对这些实施方案进行各种变更。
工业实用性
使用本发明的集电体用铝多孔体所制造的电极增加了每单位体积的活性材料利用率，可实现更高的容量，并可减小层叠体的层数以降低将铝多孔体加工为电极时的加工成本，因此，其适合用作非水电解质电池（锂电池等）、电容器和锂离子电容器的电极。
参考符号列表
1： 树脂成形体
2： 导电层
3： 铝镀层
11： 带状树脂
12： 供给鼓轮
13： 导向辊
14： 导电性涂料的悬浮液
15： 槽
16： 热风喷嘴
17： 挤压辊
18： 卷取鼓轮
21a和21b： 镀槽
22： 带状树脂
23和28： 镀浴
24： 圆筒状电极
25和27： 阳极
26： 电极辊
32 压缩治具
33 压缩部
34 铝多孔体
35 旋转辊
36 辊的旋转轴
37 片状引线
38 绝缘/密封带
41 解绕辊
42 压缩辊
43 压缩-焊接辊
44 填充辊
45 干燥机
46 压缩辊
47 切割辊
48 卷取辊
49 引线供给辊
50 浆料供给喷嘴
51 浆料
60 锂电池
61 正极
62 负极
63 固体电解质层（SE层）
64 正极层（正极体）
65 正极集电体
66 负极层
67 负极集电体
121 正极
122 负极
123 隔板
124 压板
125 弹簧
126 压制部件
127 壳体
128 正极端子
129 负极端子
130 引线
141 可极化电极
142 隔板
143 有机电解液
144 引线
145 壳体
146 正极
147 负极
148 引线
149 引线

Claims (6)

1.一种集电体用三维网状铝多孔体，包括：
片状三维网状铝多孔体，该铝多孔体由表面粗糙度（Ra）为3μm以上的骨架形成。
2.根据权利要求1所述的集电体用三维网状铝多孔体，其中，所述表面粗糙度（Ra）为3μm以上且50μm以下。
3.一种电极，包括被活性材料填充的根据权利要求1或2所述的集电体用三维网状铝多孔体。
4.一种非水电解质电池，包括使用了根据权利要求3所述的电极。
5.一种使用非水电解液的电容器，包括使用了根据权利要求3所述的电极。
6.一种使用非水电解液的锂离子电容器，包括使用了根据权利要求3所述的电极。
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