DE69911150T2

DE69911150T2 - Verfahren zur Herstellung von Elektroden einer Batterie und durch Verfahren hergestellte Elektrode

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Publication number: DE69911150T2
Application number: DE69911150T
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Toyonaka-shi Sugikawa
Original assignee: Katayama Special Industries Ltd
Current assignee: Katayama Special Industries Ltd
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2019-12-01
Also published as: JP3016769B1; EP1006599B1; KR20000047867A; US6500582B1; ATE249685T1; DE69911150D1; EP1006599A1; CN1260601A; CA2291320A1; JP2000173603A; TW538553B; KR100583132B1

Description

Technischer Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Batterie sowie eine nach diesem Verfahren hergestellte Elektrode. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Verfahren zur Herstellung einer metallischen porösen Folie aus Metallpulver und zum Einfüllen von Pulver einer aktiven Substanz in Zwischenräume der metallischen porösen Folie und zum Fixieren dieses Pulvers an einer Oberfläche eines Blattes der metallischen porösen Folie. Das Verfahren dient vorzugsweise zur Herstellung einer negativen Elektrode einer Nickel-Wasserstoff-Batterie. Weiterhin dient das Verfahren vorzugsweise zur Herstellung einer positiven Elektrode der Nickel-Wasserstoff-Batterie sowie einer Elektrode für verschiedene Arten von Batterien wie etwa einer Nickel-Kadmium-Batterie, einer Lithium-Primärbatterie, einer Lithium-Sekundärbatterie, einer Alkali-Trockenzelle, einer Brennstoffzelle und einer Batterie für ein Fahrzeug.
Beschreibung des Standes der Technik
EP-A-0 864 389, die auf den Erfinder der vorliegenden Erfindung zurückgeht, beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines porösen Metallbleches, ein nach diesem Verfahren hergestelltes poröses Metallblech und eine Elektrode für eine Batterie. Metallpulver wird auf einem Förderband oder einer Trägerbahn verteilt, die fortlaufend zageführt wird, das Förderband oder die Trägerbahn, auf der das Metallpulver verteilt worden ist, läuft durch einen Sinterofen, und das Metallpulver wird gesintert, wobei benachbarte unverdichtete Metallpulverpartikel teilweise miteinander in Berührung stehen und Lücken zwischen ihnen vorhanden sind. Folglich werden die Berührungsbereiche der Metallpulverpartikel miteinander verbunden und die Lücken werden zu feinen Poren.
Bisher wird eine negative Elektrode einer Nickel-Wasserstoff-Batterie wie folgt hergestellt: Wasserstoffspeichernde Legierungspulver werden mit Bindemittel, Kohle (elektrisch leitfähiges Material) und dergleichen geknetet, so daß man eine pastenförmige aktive Substanz erhält. Dann wird die pastenförmige aktive Substanz in dreidimensionale Poren einer dreidimensionalen porösen Metallplatte gefüllt, etwa einer geschäumten, blattförmigen porösen Metallplatte oder einer porösen Metallplatte nach Art eines ungewebten Textilmaterials, die als Basismaterial für eine Elektrode verwendet wird, oder die pastenförmige aktive Substanz wird auf eine metallische poröse Platte aufgetragen, die hergestellt wird, indem Poren in einer Metallplatte gebildet werden, etwa einem Stanzmetall, einem Sieb und dergleichen. Schließlich läßt man die metallische poröse Platte ein bis vier Mal zwischen einem Walzenpaar hindurchlaufen, nachdem die pastenförmige aktive Substanz getrocknet ist, und dann wird die Elektrode hergestellt.
Wenn jedoch die metallische poröse Platte, die die dreidimensionalen Poren aufweist, unter Druck gesetzt wird, nachdem die pastenförmige aktive Substanz darauf aufgetragen ist, wird das Gerüst, das die dreidimensionalen Poren umgibt, durch Pulver der aktiven Substanz zerstört. Deshalb ist eine so gebildete Elektrode hart und nicht flexibel.
Spezieller hat das Skelett, das die Poren der geschäumten metallischen porösen Platte und der ungewebten textilartigen metallischen porösen Platte umgibt, nur eine Dicke von 30 bis 50 μm, und die wasserstoffspeichernden Legierungspulver, die als die aktive Substanz der Nickel-Wasserstoff-Batterie verwendet werden, sind hart. Somit können die wasserstoffspeichernden Legierungspulver das Gerüst der Poren der geschäumten metallischen porösen Platte und der textilartigen metallischen porösen Platte zerstören.
Andererseits hat die metallische poröse Platte, die hergestellt wird, indem Poren in einer Metallplatte gebildet werden, wie etwa das Stanzmetall, das Sieb und dergleichen, eine hohe Festigkeit. Somit wird die metallische poröse Platte nicht durch die wasserstoffspeichernden Legierungspulver zerstört. Die in der Metallplatte gebildeten Foren sind nicht dreidimensional. Um das wasserstoffspeichernde Legierungspulver an der metallischen porösen Platte zu fixieren, ist es deshalb notwendig, die pastenförmigen wasserstoffspeichernden Legierungspulver wiederholt aufzutragen und einem hohen Druck auszusetzen, nachdem das pastenförmige wasserstoffspeichernde Legierungspulver getrocknet ist. Wenn jedoch die metallische poröse Platte wiederholt einem hohen Druck ausgesetzt wird, so ist die so hergestellte Elektrode sehr hart.
Wenn die negative Elektrode, die das Basismaterial aufweist, in das die wasserstoffspeichernden Legierungspulver eingefüllt worden sind, für eine zylindri sche Batterie verwendet wird, wird die negative Elektrode zusammen mit einer positiven Elektrode und einem Trennelement spiralförmig gewickelt, um beide Elektroden in einem Batteriegehäuse unterzubringen.
Da jedoch die in der oben beschriebenen Weise hergestellte negative Elektrode hart ist, wird die Elektrode beim Aufwickeln rissig. Normalerweise wird die Elektrode mit den Rissen in das Batteriegehäuse eingesetzt. Das Auftreten der Risse führt dazu, daß ein Legierungspulver der aktiven Substanz von dem die Elektrizität sammelnden Material abfällt. Infolge dessen ist der Fluß des elektrischen Stromes an der Elektrode ungünstig, und der elektrische Widerstand wird hoch, was die Eigenschaften der Batterie beeinträchtigt. Deshalb werden bei einem herkömmlichen Verfahren vorbeugende Maßnahmen ergriffen, indem feine Risse absichtlich in der Elektrode gebildet werden, um das Entstehen großer Risse beim Aufwickeln zu verhindern. Das Legierungspulver fällt jedoch von den Rissen ab. Somit können die vorbeugenden Maßnahmen nicht das oben beschriebene Problem lösen, daß die Eigenschaften der Batterie beeinträchtigt werden.
Weiterhin wird bei dem herkömmlichen Verfahren pastenförmiges Bindemittel mit dem Pulver aus der wasserstoffspeichernden Legierung verknetet, und ein Gemisch hieraus wird auf die metallische poröse Platte aufgetragen. Bei diesem Verfahren wird leicht die gesamte Oberfläche des Legierungspulvers mit dem Bindemittel bedecktt. In diesem Fall stehen die Partikel des Legierungspulvers nicht miteinander in Berührung, und das Bindemittel stört den Fluß des elektrischen Stromes. Insbesondere nimmt die Elektrizitäts-Sammelleistung in der Dicke der Elektrode ab, was die Eigenschaften der Batterie beeinträchtigt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die oben beschriebene Situation gemacht worden. Somit ist es eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektrode für eine Batterie zu schaffen, die nicht hart wird, wenn sie wiederholt unter Druck gesetzt wird, um eine aktive Substanz wie etwa ein wasserstoffspeicherndes Legierungspulver sicher in ein Basismaterial der Elektrode einzubringen und es daran zu befestigen, und die nicht rissig wird, wenn die Elektrode spiralförmig aufgewickelt wird.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Elektrizitäts-Sammelfähigkeit dadurch zu verbessern, daß die Pulverpartikel der aktiven Substanz direkt miteinander in Berührung gebracht werden.
Zur Lösung dieser Aufgaben wird ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Batterie geschaffen, das die folgenden fortlaufenden Schritte aufweist:
Herstellen einer metallischen porösen Folie, die aus Metallpulverpartikeln besteht, wobei aneinander grenzende Pulverartikel mit einander in Berührung gebracht und mit einander verbunden werden und Lücken zwischen einander nicht berührenden Pulverpartikeln feine Hohlräume bilden;
Auftragen wenigstens eines Pulvers aus einer aktiven Substanz, die kein Bindemittel enthält, auf einer Oberfläche der metallischen porösen Folie an einer gewünschten Position, während die metallische poröse Folie fortlaufend transportiert wird;
Einfüllen des Pulvers der aktiven Substanz in die feinen Hohlräume der metallischen porösen Folie und Befestigen des Pulvers an der Oberfläche des metallischen porösen Folie unter Druck durch Walzen dieser metallischen porösen Folie zwischen einem Paar von Walzen, sofort nachdem das Pulver der aktiven Substanz auf die Oberfläche der metallischen porösen Folie aufgetragen worden ist oder während das Pulver der aktiven Substanz auf die Oberfläche der metallischen porösen Folie aufgetragen wird;
Ausbilden einer Beschichtungslage aus einem Bindemittel auf Oberflächen des Pulvers der aktiven Substanz, das an der Oberfläche der metallischen porösen Folie befestigt ist, durch Einführen der metallischen porösen Folie in einen Tank, der das flüssige Bindemittel enthält;
Trocknen der Beschichtungslage aus Bindemittel durch Einführen der metallischen porösen Folie in einen Trocknungsofen und
Einstellen der Dicke der metallischen porösen Folie durch sequenzielles Walzen der metallischen porösen Folie zwischen Andruckwalzen, die längs einer Förderbahn angeordnet sind.
Zum Beispiel wird das Pulver der aktiven Substanz, die kein Bindemittel enthält, dadurch auf beide Oberflächen der metallischen porösen Folie aufgetragen, das die metallische poröse Folie in einen Trichter eingeführt wird, der das Pulver der aktiven Substanz aufnimmt. Die metallische poröse Folie mit dem darauf aufgetragenen Pulver der aktiven Substanz läuft unter Druck zwischen einem Paar von Walzen hindurch, die an einer Auslaßposition des Trichters angeordnet sind, so daß das Pulver der aktiven Substanz in die feinen Hohlräume der metallischen porösen Folie eingefüllt und auf beiden Oberflächen der metallischen porösen Folie fixiert wird. Danach wird die metallische poröse Folie in einen Tank eingeführt, der ein flüssiges Bindemittel enthält, so daß Beschichtungslagen aus Bindemittel auf den Oberflächen der Schichten des Pulvers der aktiven Substanz gebildet werden, die auf die beiden Oberflächen der metallischen porösen Folie aufgetragen worden sind.
Wie oben beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung als das Basismaterial der Elektrode die metallische poröse Folie verwendet, die aus Metallpulver besteht und feine Hohlräume aufweist, die durch Zwischenräume zwischen den nicht miteinander in Berührung stehenden Bereichen der Metallpulverpartikel gebildet werden. Da diese metallische poröse Folie feine Hohlräume hat, kann das Pulver der aktiven Substanz in die Hohlräume eingefüllt werden.
Die metallische poröse Folie ist vollständig flexibel, und die Zwischenräume zwischen benachbarten Pulverpartikeln können vergrößert und verkleinert werden, wodurch das Pulver der aktiven Substanz in die feinen Hohlräume eingefüllt wird. Wenn die metallische poröse Folie zwischen mehreren Andruckwalzen hindurchläuft, nachdem das Pulver der aktiven Substanz auf die metallische Folie aufgetragen worden ist, dringen somit die Pulverpartikel der aktiven Substanz allmählich in die Hohlräume ein, die durch die Lücken zwischen den Metallpulverpartikeln der metallischen porösen Folie gebildet werden. Mit anderen Worten, die metallische poröse Folie dringt in die Lücken zwischen den benachbarten Pulverpartikeln der aktiven Substanz, während die metallische poröse Folie abgelenkt wird. In diesem Zustand dient die metallische poröse Folie als ein Dämpfungsmedium zwischen den benachbarten Pulverpartikeln der aktiven Substanz. Obgleich die die metallische poröse Folie wiederholt unter Druck gesetzt wird, wird sie deshalb nicht hart, sondern behält ihre Flexibilität, anders als bei der herkömmlichen metallischen porösen Folie, und außerdem ist die Fähigkeit der metallischen poröse Folie, das Pulver der aktiven Substanz zu halten, erhöht.
Wenn, wie oben beschrieben wurde, die die metallische poröse Folie wiederholt unter Druck gesetzt wird, dringt die metallische poröse Folie in die Lücken zwischen den Pulverpartikeln der aktiven Substanz, während die metallische poröse Folie abgelenkt wird. Mit anderen Worten, die Pulverpartikel der aktiven Substanz lenken die metallische poröse Folie ab. Folglich ist es möglich, die Elektrode nicht hart, sondern flexibel auszubilden. Wenn die Elektrode für eine zylindrische Batterie verwendet wird, kann deshalb die Elektrode leicht aufgewickelt werden, ohne daß Risse in der Elektrode entstehen. Weiterhin dringt das Basismaterial, das aus der metallischen porösen Folie besteht, in die Lücken zwischen den benachbarten Pulverpartikeln der aktiven Substanz ein und hält das Pulver der aktiven Substanz mit hoher Kraft. So läßt sich verhindern, daß eine Schicht der aktiven Substanz von dem Basismaterial abfällt.
Da außerdem das Pulver der aktiven Substanz, das auf die das Basismaterial der Elektrode bildende metallische poröse Folie aufgetragen wird, kein Bindemittel enthält, stehen die Pulverpartikel der aktiven Substanz direkt miteinander in Berührung. Deshalb ist es möglich, das bisher bestehende Problem der Beeinträchtigung der Elektrizitäts-Sammelfähigkeit der metallischen porösen Folie zu lösen, das wegen des fehlenden Kontaktes der Pulverpartikel der das Bindemittel enthaltenden aktiven Substanz auftritt, wobei dieser fehlende Kontakt durch die Gegenwart von Bindemittel zwischen den benachbarten Pulverpartikeln der aktiven Substanz auftritt, das auf die metallische poröse Folie aufgetragen worden ist. Somit ist es möglich, die Batterieleistung von zylindrischen und von als quadratische Säule geformten Batterien zu verbessern.
Wie oben beschrieben wurde, wird das Pulver der aktiven Substanz, die kein Bindemittel enthält, auf die metallische poröse Folie aufgetragen, dann wird die metallische poröse Folie durch eine Walze unter Druck gesetzt, um das Pulver der aktiven Substanz in die Hohlräume der Folie einzufüllen und sie an desren Oberfläche zu fixieren, und dann wird die metallische poröse Folie in einen Tank mit flüssigem Bindemittel eingeführt, so daß die die metallische poröse Folie in das Bindemittel eintaucht, In diesem Prozeß bildet das Bindemittel eine dünne Beschichtungslage auf der Oberfläche der Schicht aus dem Pulver der aktiven Substanz. So läßt sich verhindern, daß das Pulver der aktiven Substanz von der auf der Oberfläche der die metallischen porösen Folie gebildeten Schicht abfällt. Außerdem dringt das Bindemittel in Lücken zwischen den nicht miteinander in Berührung stehenden Bereichen benachbarter Pulverpartikel der aktiven Substanz und in verbleibende Lücken zwi schen den Pulverpartikeln der aktiven Substanz und der metallischen porösen Folie ein. So hält das Bindemittel die Pulverpartikel der aktiven Substanz daran fest, ohne daß der direkte Kontakt der Pulverpartikel der aktiven Substanz verhindert wird, und die aktiven Substanz und die metallische poröse Folie werden fest aneinander fixiert. Das heißt, das Bindemittel kann ausschließlich zur Fixierung benutzt werden, ohne daß es den Fluß des elektrischen Stromes verhindert.
Weiterhin wird bei der vorliegenden Erfindung im Anschluß an den Prozeß der Herstellung der die metallischen poröse Folie, die das Basismaterial für eine Elektrode aus Metallpulver bildet, das Pulver der aktiven Substanz kontinuierlich mit einem geforderten Druck auf die metallische poröse Folie zugeführt. Auf diese Weise kann eine Elektrode kontinuierlich hergestellt werden. Folglich ist es möglich, die Produktivität bei der Herstellung der Elektrode zu verbessern und die Herstellungskosten zu senken.
Die metallische poröse Folie ist aus Nickelpulver gebildet, und das Pulver der aktiven Substanz ist hauptsächlich aus wasserstoffspeicherndem Legierungspulver zusammengesetzt. Die metallische poröse Folie aus Nickelpulver wird vorzugsweise bei der Herstellung einer negativen Elektrode einer Nickel-Wasserstoff-Batterie benutzt. Im Fall einer negativen Elektrode der Nickel-Wasserstoff-Batterie haben die Partikel des wasserstoffspeichernden Legierungspulvers, das als das Pulver der aktiven Substanz verwendet wird, vorzugsweise einen mittleren Durchmesser von 10 μm bis 100 μm. Vorzugsweise beträgt die Dichte des wasserstoffspeichernden Legierungspulvers 5,0–6,5 g/cm³, wenn es in die Elektrode eingefüllt und daran fixiert wird.
Das Pulver der aktiven Substanz ist nicht auf das wasserstoffspeichernde Legierungspulver beschränkt, sondern für die Herstellung einer negativen Elektrode der Nickel-Wasserstoff-Batterie kann das wasserstoffspeichernde Legierungspulver oder ein Gemisch aus wasserstoffspeicherndem Legierungspulver und Ni-Pulver und /oder einem Pulver eines Übergangsmetalls wie Cu oder dergleichen verwendet werden. Wie oben beschrieben wurde, kann die Elektrizitäts-Sammelfähigkeit gesteigert werden, indem das wasserstoffspeichernde Legierungspulver mit Ni-Pulver gemischt wird, statt mit Kohle, die bisher als elektrischleitfähiges Material verwendet wurde.
Wie oben beschrieben wurde, ist das Pulver der aktiven Substanz zusammengesetzt aus Metallpulver oder Legierungspulver ohne Zugabe von Bindemittel, die Oberfläche jedes Metallpulverpartikels und die Oberfläche jedes Partikels des Legierungspulvers sind nicht mit dem Bindemittel bedeckt, und die Pulverpartikel können einander direkt berühren. Somit fließt der elektrische Strom bevorzugt durch die aktive Substanz, und der elektrische Widerstand kann reduziert werden. Auf diese Weise können die Batterieeigenschaften verbessert werden.
Das Pulver der aktiven Substanz wird mit einer Walze gegen die metallische poröse Folie angewalzt, danach wird die metallische poröse Folie auf der Oberfläche der Schicht aus dem Pulver der aktiven Substanz mit einem Pulver aus einem Übergangsmetall versehen, und dann wird die metallische poröse Folie mit einer Walze gewalzt. Die metallische poröse Folie wird fortlaufend in einen Tank mit flüssigem Bindemittel zugeführt. Bei den obigen Schritten wird die Oberfläche der Schicht aus dem wasserstoffspeicherndem Legierungspulver mit einer Schicht des Übergangsmetalls bedeckt, und die Oberfläche der Schicht des Übergangsmetalls wird mit einer Schicht aus Bindemittel bedeckt. Es ist auch möglich, daß das Bindemittel das Pulver des Übergangsmetalls enthält, so daß eine Beschichtungslage aus Bindemittel gebildet wird, daß das Übergangsmetall enthält.
Das heißt in dem Fall, in dem es bevorzugt ist, die Oberfläche der Schicht aus der aktiven Substanz mit dem Übergangsmetall zu beschichten, wird das Übergangsmetall in einem späteren Prozeß getrennt von dem wasserstoffspeichernden Legierungspulver auf die Oberfläche der Schicht aus dem wasserstoffspeichernden Legierungspulver aufgetragen.
Die metallische poröse Folie kann wie folgt hergestellt werden:
das Metallpulver wird auf einem Förderband oder einer Trägerbahn verteilt, die auf dem fortlaufend transportierten Förderband aufliegt. Dann läuft das Förderband oder das Trägerband, auf dem das Metallpulver verteilt worden ist, zwischen einem Paar von Walzen hindurch, um das Metallpulver mit geringer Kraft anzuwalzen. In Folge dessen stehen aneinandergrenzende Metallpulverpartikel teilweise miteinander in Berührung, und es bleiben Lücken dazwischen bestehen. Dann wird das Metallpulver auf dem Förderband oder der Trägerbahn in einen Sinterofen eingeführt, um das Metallpulver zu sintern. Dann wird das Metallpulver von dem Förderband oder der Trägerbahn abgelöst.
In einer umlaufenden Förderanlage vom Förderbandtyp wird als Förderband eine durchgehende Metallbahn, eine anorganische Bahn, die eine metallische poröse Bahn enthält, oder ein Laminat dieser Bahnen verwendet. Zum Beispiel wird das Förderband aus SUS (310S) hergestellt, und nachdem Metallpulver, das auf dem Förderband verteilt wurde, mit einem niedrigen Walzdruck gewalzt und gesintert wurde, um ein Blech zu bilden, kann das Blech von der Oberfläche des Förderbandes abgelöst werden. Indem das Förderband kontinuierlich in den Sinterofen zugeführt wird, ist es möglich, die metallische poröse Folie aus Metallpulver kontinuierlich und sehr effizient herzustellen.
Wenn, wie oben beschrieben wurde, das auf dem Förderband verteilte Metallpulver mit einem niedrigen Druck gewalzt wird, stehen die sphärischen Oberflächen der aneinandergrenzenden Metallpulverpartikel miteinander in punktförmiger oder linienförmiger Berührung. Das heißt, sie berühren sich nicht vollständig, sondern es bleiben Lücken zwischen ihnen. Wenn sie in dem oben beschriebenen Berührungszustand im Sinterofen erhitzt werden, bilden somit die Lücken zwischen den Metallpulverpartikeln feine Hohlräume. Die Größe der gebildeten Hohlräume der metallischen porösen Folie hängt von der Größe der Metallpulverpartikel ab. Das heißt, wenn der Durchmesser der Metallpulverpartikel groß ist, sind die Hohlräume groß, während, wenn ihr Durchmesser klein ist, die Hohlräume klein sind. Vorzugsweise wird Metallpulver mit einem Partikeldurchmesser von 0,1 μm–100 μm benutzt.
Die Art des Metalls für die metallische poröse Folie ist nicht besonders beschränkt, doch können vorzugsweise die folgenden Metalle benutzt werden: Ni, Cu, Al, Ag, Fe, Zn, In, Ti, Pb, V, Cr, Co, Sn, Au, Sb, C, Ca, Mo, P, W, Rh, Mn, B, Si, Ge, Se, La, Ga und Ir, Oxide und Sulfide dieser Metalle und eine Substanz oder ein Gemisch, das Verbindungen dieser Metalle enthält. Das heißt, es ist möglich, Al, Ti und V zu benutzen, die beim Elektroplattieren nicht verwendet werden können. Es ist auch möglich Pulver dieser Metalle einzeln zu verwenden oder Pulver von mehreren dieser Metalle miteinander zu mischen. Es ist bevorzugt, daß die Pulver dieser Metalle nicht miteinander verbacken und dispersiv sind. Deshalb ist es bevorzugt, daß die Oberflächen dieser Metalle keine ineinandergreifenden konkaven und konvexen Teile haben. Zum Beispiel sind diese Metalle vorzugsweise sphärisch, kuchenförmig oder in der Form von Säulen oder quadratischen Säulen oder dergleichen.
Wenn das Förderband porös ist, fällt das darauf verteilte Metallpulver durch die Poren des Förderbandes. Somit bilden die Bereiche, die den Poren entsprechen, durchgehende Hohlräume in der hergestellten metallischen Folie. Diese durchgehenden Hohlräume sind größer als die feinen Lücken zwischen den aneinandergrenzenden Metallpulverpartikeln. Somit hat die hergestellte metallische poröse Folie feine Hohlräume und verhältnismäßig große durchgehende Hohlräume.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die metallische poröse Folie wie folgt gebildet werden: Die Trägerbahn wird kontinuierlich transportiert, das Metallpulver wird auf der Trägerbahn verteilt, die Trägerbahn, auf der das Metallpulver verteilt worden ist, wird über das Förderband transportiert, und die Trägerbahn und das Förderband laufen zwischen zwei Andruckwalzen hindurch, so daß sie mit einem geringen Druck gewalzt werden, wobei Lücken zwischen den benachbarten Metallpulverpartikeln verbleiben. Dann werden sie in einen Sinterofen eingeführt, um das Metallpulver zu sintern, wodurch Berührungsbereiche der Metallpulverpartikel miteinander fixiert werden und die feinen Lücken feine Hohlräume bilden. Vorzugsweise können die folgenden Bahnen als Trägerbahnen verwendet werden: eine organische Bahn, die eine durchgehende Bahn aus Harzmaterial enthält, eine harzartige Bahn mit einer dreidimensionalen Wabenstruktur, eine die poröse harzartige Faserbahn und eine anorganische Bahn, die ein durchgehendes Metallblech enthält, eine metallische poröse Bahn oder ein Laminat dieser Bahnen.
Die metallische poröse Folie, die mit Verwendung der Trägerbahn hergestellt wurde, kann leichter vom Förderband abgelöst werden, als diejenige, die durch direktes Verteilen des Metallpulvers auf dem Förderband der Förderanlage gebildet wurde. Von den oben beschriebenen Trägerbahnen werden die harzartigen Bahnen in einem zur Entfernung von Harz dienenden Ofen ausgebrannt. Die anorganische Bahn, etwa das Metallblech, wird dagegen nicht durch Erhitzung entfernt. In einigen Fällen wird die anorganische Bahn von der gebildeten metallischen porösen Folie abgelöst, wenn sie aus dem Sinterofen austritt. Andernfalls wird sie gemeinsam mit der gebildeten metallischen porösen Folie weiter stromabwärts transportiert und gemeinsam damit aufgewickelt. Durch die Verwendung des dünnen Metallbleches als Trägerbahn ist es möglich, die Fördergeschwindigkeit zu steigern und die Produktivität zu erhöhen.
Wenn eine poröse Bahn mit einer großen Anzahl von Poren als Trägerbahn verwendet wird, ist es ähnlich wie in dem Fall, in dem das Förderband verwen det wird, möglich, eine metallische poröse Folie herzustellen, die feine Hohlräume hat, die aus den Lücken zwischen den aneinandergrenzenden Metallpulverpartikeln bestehen, sowie große durchgehende Poren in den Bereichen, die den Poren in der Trägerbahn entsprechen.
Das Förderband oder die Trägerbahn, auf der das Metallpulver verteilt worden ist, wird in einen Kühlofen eingeführt, der im Anschluß an den Sinterofen angeordnet ist, um das Metallpulver nach dem Sintern zu kühlen.
Es ist möglich, ein Elektrodensubstrat zu verwenden, das aus der metallischen porösen Folie besteht, die ausschließlich durch Sintern des auf dem Förderband oder der Trägerbahn verteilten Metallpulvers im Sinterofen gebildet worden ist, ohne daß man es durch ein Paar der Andruckwalzen hindurchlaufen läßt. Es gibt jedoch den Fall, daß nur eine kleine Anzahl von Metallpulverpartikeln miteinander in Berührung stehen, und somit kein gewünschtes Ausmaß an Festigkeit erreicht werden kann. Deshalb ist es bevorzugt, die Anzahl der Verbindungspunkte der Metallpulverpartikel durch Walzen bei niedrigem Druck zu erhöhen, bevor sie in den Sinterofen zugeführt werden, nachdem sie auf dem Förderband oder der Trägerbahn verteilt worden sind.
Auf dem Förderband oder der Trägerbahn kann ein Gemisch aus Metallpulver oder sublimierbaren feinen Fragmenten von Harz oder irgend einem anderen ausbrennbaren Material verteilt werden. Andernfalls können die sublimiebaren feinen Fragmente darauf verteilt werden, bevor das Metallpulver darauf verteilt wird. Dann werden die sublimierbaren feinen Fragmente in einem Ofen zur Entfernung von Harz ausgebrannt. Auf diese Weise ist es möglich, eine metallische poröse Folie herzustellen, die feine Hohlräume, die aus den Lücken zwischen den benachbarten Metallpulverpartikeln bestehen, und Hohlräume aufweist, die an den Stellen gebildet sind, an denen die sublimierbaren feinen Fragmente ausgebrannt wurden. In dem Fall, in dem ein Schäumungsmittel oder dergleichen, das sich durch Erhitzung zersetzt und Gas erzeugt, als das sublimierbare feine Fragment benutzt wird, erhält man aufgrund des erzeugten Gases durchgehende Hohlräume. Auf diese Weise ist es möglich, eine poröse metallische Folie mit durchgehenden Poren herzustellen und weiterhin die Größe der durchgehenden Poren zu kontrollieren, abhängig von der Größe der Partikel des sublimierbaren feinen Fragments.
Bei einem anderen Verfahren als den oben beschriebenen Verfahren wird die metallische poröse Folie kontinuierlich wie folgt gebildet: Metallpulver wird direkt auf der Oberfläche eines Paares von Andruckwalzen verteilt. Dann wird das Metallpulver durch den Druck der Walzen mit einer erforderlichen Kraft komprimiert, um die Berührungsbereiche der aneinandergrenzenden Metallpulverpartikel miteinander zu verbinden und Lücken aus einander nicht berührenden Bereichen als feine Hohlräume zu bilden. Es ist möglich, eine Musterwalze als eine der beiden Andruckwalzen zu verwenden, wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 9-287006 beschrieben. wird. Die Musterwalze hat ein Muster aus einer großen Anzahl von konkaven Bereichen, die in ihrer Umfangsfläche ausgebildet sind, so daß nacheinander eine metallische poröse Folie gebildet wird, die feine Hohlräume hat, die aus Lücken zwischen benachbarten Metallpulverpartikeln bestehen, und große Hohlräume, die durch Verwendung des Musters der Musterwalze gebildet werden, um dann Pulver einer aktiven Substanz fest auf die metallische poröse Folie aufzubringen.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Elektrode für eine Batterie, die nach den oben beschriebenen Verfahren hergestellt ist.
Die Elektrode für eine Batterie kann hergestellt werden, indem Hohlräume, die aus feinen Lücken zwischen benachbarten Metallpulverpartikeln bestehen, und Poren gebildet werden, die eine geforderte Konfiguration haben und größer sind als die Poren in der metallischen porösen Folie, und das Pulver der aktiven Substanz in die Hohlräume eingefüllt wird, die aus den feinen Lücken bestehen, und in die Poren, die größer sind als die Hohlräume.
Das heißt, um die Menge an aktiver Substanz pro Fläche zu erhöhen, können zusätzlich zu den Hohlräumen, die aus feinen Lücken bestehen, die zwischen den benachbarten Metallpulverpartikeln gebildet werden, große Poren in einer metallischen porösen Folie gebildet werden, ähnlich wie bei einer herkömmlichen porösen Stanzmetallplatte, und Pulver der aktiven Substanz kann nicht nur in die aus den feinen Lücken bestehenden Hohlräume, sondern auch in die großen Poren eingefüllt werden.
Die Elektrode einer Batterie kann hergestellt werden, indem gratige Poren hergestellt werden, die Poren haben, die von einer oder beiden Oberflächen der metallischen porösen Folie abstehen und/oder indem konkav und konvex gebogene Bereiche auf einer Oberfläche oder beiden Oberflächen der metallischen porösen Folie gebildet werden. Die Grate und/oder konkav und konvex gebogenen Bereiche halten die Schicht der aktiven Substanz.
Durch Ausbildung der gratigen Poren zum Halten der auf die metallische poröse Folie aufgetragen aktiven Substanz an den Graten und/oder durch Ausbildung der konkav und konvex gebogenen Bereiche auf der metallischen porösen Folie zum Erhöhen der scheinbaren Dicke derselben ist es möglich, die Menge an aktiver Substanz zu vergrößern, die durch die Grate und/oder die konkaven oder konvexen Bereiche gehalten wird.
Vorzugsweise hat die metallische poröse Folie mehrere in regelmäßigen Intervallen gebildete Leiterbereiche ohne Hohlräume. Die Schicht aus dem Pulver der aktiven Substanz ist nicht auf der Oberfläche der Leiterbereiche ausgebildet.
Die Elektrode, die hergestellt wird, indem man das Basismaterial (poröse metallische Folie) mit dem darauf aufgetragenen Pulver der aktiven Substanz zwischen einem Paar von Andruckwalzen hindurchlaufen läßt, hat eine Dicke von 0,05 mm–6,0 mm. Die metallische poröse Folie, die aus Metallpulver besteht und als das Bassmaterial für die Elektrode dient, hat eine Dicke von 10 μm–500 μm. Das Hohlraumvolumen der feinen Lücken zwischen den benachbarten Metallpulverpartikeln beträgt 5–30%. Die die metallische poröse Folie hat eine Zugfestigkeit von 9.8 N/20 mm–294 N/20 mm (1 kgf/20 mm–30 kgf/20 mm) und eine Dehnung von 0,6–30%. Das Verhältnis der großen Porenfläche der die metallischen porösen Folie beträgt 20–60%.
Obgleich die Art des Pulvers der aktiven Substanzen, die auf der metallischen porösen Folie fixiert werden, der Art der Batterie entspricht, können die folgenden aktiven Substanzen verwendet werden: Metalle, wie etwa Zink, Blei, Eisen, Kadmium, Aluminium, Lithium und dergleichen, Metallhydroxide wie etwa Nickelhydroxid, Zinkhydroxid, Aluminiumhydroxid, Eisenhydroxid und dergleichen, Lithium-Verbundoxide wie etwa Kobaltoxid-Lithium, Nickeloxid-Lithium, Manganoxid-Lithium, Vanadiumoxid-Lithium und dergleichen, Metalloxide wie etwa Mangandioxid, Bleidioxid und dergleichen, leitfähige Polymere wie etwa Polyanilin, Polyacetylen, wasserstoffspeichernde Legierungen, Kohle und dergleichen. Wenn die aktive Substanz nach dem herkömmlichen Verfahren in das Basismaterial der Elektrode für eine Batterie eingefüllt wird, wird zu der aktiven Substanz ein Leitfähigkeitsmittel wie etwa Kohlepulver und ein Bindemittel zugegeben. Bei der vorliegenden Erfindung wird dagegen die aktive Substanz in das Basismaterial der Elektrode eingeführt, ohne daß das Bindemittel zugegeben wird, wie oben beschrieben wurde. Die metallische poröse, Folie nach der vorliegenden Erfindung hat feine Hohlräume, in die das Pulver der aktiven Substanz ohne Bindemittel eingefüllt werden kann. Die Hohlräume, die eine dreidimensionale Struktur haben, halten das Pulver der aktiven Substanz mit hoher Festigkeit und können es somit halten, ohne daß es von der metallischen porösen Folie abfällt. Die Nichtzugabe des Bindemittels zu der aktiven Substanz erhöht die Elektrizitäts-Sammelfähigkeit der Elektrode dramatisch.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Batterie mit der oben beschriebenen Elektrode. Die Elektrode wird am zweckmäßigsten in einer Nickel-Wasserstoff-Batterie verwendet. Außerdem wird die Elektrode in einer Nickel-Kadmium-Batterie, eine Lithiurn-Primärbatterie, einer Lithium-Sekundärbatterie, einer Alkali-Trockenzelle, einer Brennstoffzelle und einer Kraftfahrzeugbatterie verwendet.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 , ist eine Skizze, die eine Vorrichtung eines Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2A ist eine vergrößerte Darstellung eines Zustands, in dem ein harzartiges Bindemittel und ein wasserstoffspeicherndes Legierungspulver gemäß einem herkömmlichen Verfahren miteinander gemischt sind.
2B ist eine vergrößerte Darstellung eines Zustands, in dem ein wasserstoffspeicherndes Legierungspulver auf eine metallische poröse Folie aufgetragen worden ist und dann die metallische poröse Folie gemäß der Erfindung in ein harzartiges Bindemittel eingetaucht worden ist.
3A–3D sind vergrößerte Darstellungen des Prozesses zur Bildung eines Substrats in verschiedenen Verfahrensstufen gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine teilweise schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
5A ist ein Grundriß einer Trägerbahn zur Verwendung in der zweiten Ausführungsform.
5B ist ein vergrößerter waagerechter Schnitt durch eine metallische poröse Folie, die gemäß der zweiten Ausführungsform hergestellt ist.
6 ist eine teilweise schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7A ist ein Grundriß eines Paares von Walzen zur Verwendung in einer vierten Ausführungsform.
7B ist ein schematischer Schnitt durch eine metallische poröse Folie, die gemäß der vierten Ausführungsform hergestellt ist.
8 zeigt das Verfahren zur Bildung der metallischen porösen Folie gemäß der vierten Ausführungsform.
9 zeigt schematisch ein Verfahren zum Testen der Ablenkung.
10A ist ein Schnitt durch eine metallische poröse Folie gemäß einer fünften Ausführungsform.
10B zeigt vergrößerte Einzelheiten der metallischen porösen Folie gemäß der fünften Ausführungsform.
11A ist eine Skizze eines Teils eines Verfahrens zur Bildung einer metallischen porösen Folie gemäß der fünften Ausführungsform.
11B ist eine Detailvergrößerung zu 11A.
12 ist eine perspektivische Ansicht einer metallischen porösen Folie gemäß einer Abwandlung einer sechsten Ausführungsform.
DETAILLIEIRTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung und nachstehend anhand der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen beschrieben.
1 zeigt eine erste Ausführungsform. Ein Trichter 3 zur Aufnahme von Metallpulver P ist über einem endlosen Förderband 2 einer Umlauf-Fördereinrichtung 1 vom Förderbandtyp installiert, und zwar in der Weise, daß der Trichter 3 sich auf der stromaufwärtigen Seite des Förderbandes 2 befindet. Nachdem das Förderband 2 zwischen zwei Andruckwalzen 6 hindurchgelaufen ist, die stromabwärts des Trichters 3 angeordnet sind, wird es einem Sinterofen 4 und einem Kühlofen 5 zugeführt. Das Förderband 2 ist aus SUS (310S) hergestellt und flexibel. Eine Dosierungs-Kontrolleinrichtung (nicht gezeigt) ist an einem Auslaß 3a am unteren Ende des Trichters 3 angeordnet, um das Metallpulver P mit einer geforderten Dichte und einer geforderten Dicke auf der oberen Oberfläche des Förderbandes 2 zu verteilen. Die Partikel des Metallpulvers P sind vorzugsweise sphärisch, flockenförmig, dornförmig und haben einen Durchmesser von 0,14 μm–100 μm. Die Auftragmenge des Metallpulvers P auf das Förderband 2 pro Fläche liegt in der Größenordung von 40 g/m²–4,4 kg/m².
Wenn sich das Förderband 2 stromabwärts bewegt, läuft das auf dem Förderband 2 verteilte Metallpulver P zwischen den Andruckwalzen 6 hindurch. Da die Last der Andruckwalze 6 gering ist, bestehen Hohlräume (Lücken) C1 zwischen den aneinanderangrenzenden Metallpulverpartikeln, die einander nicht vollständig, sondern nur teilweise berühren, nämlich in punktförmigem oder linienförmigem Kontakt.
In diesem Zustand wird das Metallpulver P zusammen mit dem Förderband 2 in den Sinterofen 4 zugeführt, so daß es auf eine geforderte Temperatur erhitzt wird. Infolge dessen verschmelzen die Berührungszonen der Metallpulverpartikel P miteinander. Das heißt, sie werden miteinander verbunden. Da außerdem die Lücken C1 bestehen bleiben, werden die Hohlräume C1 zwischen den miteinander verbundenen Pulverpartikeln P gebildet. Infolge dessen wird fortlaufend eine metallische poröse Folie 10 gebildet, die eine feinporöse Struktur hat. Nachdem das Metallpulver P im Sinterofen 4 gesintert worden ist, um die metallische poröse Folie 10 zu bilden, wird es in dem Kühlofen 5 zugeführt, wo es auf eine geforderte Temperatur gekühlt wird, und dann wird es zu einem Coil 14 aufgewickelt.
Danach wird die metallische poröse Folie 10 abgewickelt und kontinuierlich in vertikaler Richtung transportiert und durch einer Trichter 21 geführt, der ein Pulver 20 einer aktiven Substanz enthält (in dieser Ausführungsform ein wasserstoffspeicherndes Legierungspulver), so daß das wasserstoffspeichernde Legierungspulver 20 an beiden Oberflächen der metallischen porösen Folie haften bleibt. Der mittlere Partikeldurchmesser des wasserstoffspeichernden Legierungspulvers 20 beträgt 40 μm. Die pro Fläche auf die metallische poröse Folie 10 aufgetragene Menge beträgt 0,1–30,0 kg/m². Die Dichte des wasserstoffspeichernden Legierungspulvers beträgt 5,0–6,5 g/cm³.
Zwei Andruckwalzen 22A und 22B sind am Auslaß des Trichters 21 angeordnet. Die metallische poröse Folie 10, an der das wasserstoffspeichernde Legierungspulver 20 haftet, läuft zwischen den Andruckwalzen 22A und 22B hindurch, so daß ein geforderter Druck auf beide Oberflächen der metallischen porösen Folie 10 ausgeübt wird. Folglich dringt aufgrund der Andruckkraft der Andruckwalzen 22A und 22B das wasserstoffspeichernde Legierungspulver 20 in die Hohlräume C1 der metallischen porösen Folie 10 ein und haftet an beiden Oberfläche derselben. Auf diese Weise werden Lagen 23A und 23B der wasserstoffspeichernden Legierung gebildet, die eine vorbestimmte Dicke haben.
Dann wird die metallische poröse Folie 10 fortlaufend zu einem Tank 26 transportiert, der ein flüssiges harzartiges Bindemittel 25 enthält, und das Bindemittel wird auf die Oberfläche der Lagen 23A und 23B der wasserstoffspeichernden Legierung auf beiden Oberfläche der metallischen porösen Folie 10 aufgetragen. Zu diesem Zeitpunkt dringt das flüssige harzartige Bindemittel 25 in die Lücken zwischen den einander nicht berührenden Bereichen der Partikel des wasserstoffspeichernden Legierungs Pulvers 20 und in die Hohlräume (Lücken) C1 zwischen den Metallpulverpartikeln ein, die nicht mit wasserstoffspeicherndem Legierungspulver gefüllt worden sind.
2A zeigt das herkömmliche Verfahren zur Herstellung einer pastenförmigen aktiven Substanz durch Mischen des harzartigen Bindemittels 25 mit dem wasserstoffspeichernden Legierungspulver 20. In diesem Fall ist die Oberfläche jedes Partikels des wasserstoffspeichernden Legierungspulvers 20 vollständig mit dem flüssigen harzartigen Bindemittel 25 bedeckt. Dagegen wird gemäß der vorliegenden Erfindung die metallische poröse Folie 10 mit dem ohne Bindemittel daran haftenden wasserstoffspeichernden Legierungspulver 20 unter Druck gesetzt und in das flüssige harzartige Bindemittel 25 eingetaucht. In diesem Fall werden, wie in 2B gezeigt ist, Bereiche gebildet, in denen Partikel des wasserstoffspeichernden Legierungspulver 20 in direktem Kontakt miteinander stehen, und das flüssige harzartige Bindemittel 25 füllt die Bereiche aus, in denen die Partikel des wasserstoffspeichernden Legierugspulvers 20 nicht miteinander in Berührung stehen.
Dann wird die die metallische poröse Folie 10 in einen Trocknungsofen 28 zugeführt, um das flüssige harzartige Bindemittel 25 zu trocknen. Infolge dessen werden, wie in 3A gezeigt ist, sehr dünne Beschichtungslagen 27A und 27B auf der Oberfläche der Lagen 23A und 23B aus der wasserstoffspeichernden Legierung auf der Oberfläche der metallischen porösen Folie gebildet.
Dann lädt man die metallische poröse Folie 10 sequenziell zwischen mehreren Paaren (vier in dieser Ausführungsform) von Andruckwalzen 30, 31, 32 und 33 durchlaufen, die längs einer Förderbahn angeordnet sind. Im Ergebnis wird eine Elektrode 40 mit einer vorbestimmten Dicke hergestellt.
Wenn die die metallische poröse Folie 10 durch die ersten Andruckwalzen 30 hindurchläuft, dringt das wasserstoffspeichernde Legierungspulver 20 in die Hohlräume C1 des Metallpulvers P ein, das die metallische poröse Folie 10 bildet. Infolge dessen hat die metallische poröse Folie 10 den in 3B gezeigten Zustand. Wenn die metallische poröse Folie 10 durch die zweiten Andruckwalzen 31 hindurchläuft, dringen die Partikel des wasserstoffspeichernden Legierungspulvers 20 weiter in die Hohlräume C1 des Metallpulvers P ein, während sie die Lücken (Hohlräume C1) erweitern. Infolge dessen hat die metallische poröse Folie 10 den in 3C gezeigten Zustand. Wenn die metallische poröse Folie 10 durch die dritten Andruckwal zen 32 und die vierten Andruckwalzen 33 hindurchläuft, dringen die Partikel des wasserstoffspeichernden Legierungspulvers 20 weiter in die Hohlräume C1 des Metallpulvers P ein, und die metallische poröse Folie 10 dringt in das wasserstoffspeichernde Legierungspulver 20 ein, wie in 3D gezeigt ist. Infolge dessen dient die die metallische poröse Folie 10 als ein Polstermedium zwischen aneinander angrenzenden Partikeln des wasserstoffspeichernden Legierungspulvers.
Die Elektrode mit dem darauf befestigen Pulver (wasserstoffspeicherndes Legierungspulver) der aktiven Substanz ist flexibler als die herkömmliche Elektrode und kann somit ohne Schwierigkeiten spiralförmig aufgewickelt werden, ohne daß sie Risse bekommt.
4 zeigt die zweite Ausführungform. Als ein von der ersten Ausführungsform verschiedenes Merkmal wird in der zweiten Ausführungsform eine Trägerbahn 50 verwendet. Spezieller wird, nachdem das Metallpulver P auf der Trägerbahn 50 verteilt worden ist, die Trägerbahn 50 auf das Förderband 2 zugeführt, und dann wird die Trägerbahn mit dem Förderband 2 transportiert. Die Trägerbahn 50 besteht aus einer harzartigen Bahn mit kreisförmigen Poren 50a ähnlich solchen, die in ein Metallblech eingestanzt sind. Natürlich ist die Konfiguration der Poren der Trägerbahn 50 nicht auf "kreisförmig" beschränkt.
Wie in 5 gezeigt ist, sind die kreisförmigen Poren 50a in regelmäßigen Intervallen in Längsrichtung und Breitenrichtung durchgehend in der Trägerbahn 50 ausgebildet, ähnlich wie Poren, die in ein Metallblech gestanzt sind. Wenn das Metallpulver P aus dem Trichter 3 auf der Trägerbahn 50 verteilt wird, fällt somit das Metallpulver P durch die kreisförmigen Poren 50a und sammelt sich auf der oberen Oberfläche der Trägerbahn 5o mit Poren, die in regelmäßigen Intervallen darin vorhanden sind. Das Metallpulver P, das durch die kreisförmigen Poren 50a hindurchgefallen ist, wird in einem Behälter 51 für Metallpulver gesammelt, der in einer dem Trichter 50 gegenüberliegenden Position angeordnet ist, und wird dann recycelt.
Wenn, wie oben beschrieben wurde, das Metallpulver P auf der porösen Trägerbahn 50 verteilt worden ist, die sich auf dem Förderband 2 der Umlauf-Fördereinrichtung 1 abstützt, werden das Förderband 2 und die Trägerbahn 5 mit den Andruckwalzen 6 bei niedrigem Druck gewalzt und dann in einen Ofen 52 zum Entfernen von Harz transportiert, in dem sie auf eine ausreichende Temperatur erhitzt werden um die Trägerbahn 50 auszubrennen. Dann wird das Förderband 2 mit dem Metallpulver P in den Sinterofen 4 zugeführt und auf eine geforderte Temperatur erhitzt. Im Sinterofen wird das Metallpulver P gesintert, so daß es eine poröse Metallfolie bildet. Danach werden die poröse Metallfolie und das Förderband in den Kühlofen 5 zugeführt, und dann wird die poröse Metallfolie vom Förderband 2 abgelöst. Dann läuft die poröse Metallfolie zwischen zwei Andruckwalzen 53 hindurch, so daß sie erneut bei niedrigem Druck gewalzt wird, und sie wird dann in einem zweiten Sinterofen 54 gesintert. Dann wird sie in einem zweiten Kühlofen 55 gekühlt und als Coil aufgewickelt.
Während die so gebildete metallische poröse Folie abgewickelt wird, wird sie dann in einem Prozeß ähnlich demjenigen bei der ersten Ausführungsform kontinuierlich transportiert, und eine aktive Substanz wird darauf aufgebracht. Die Folie läuft durch einen Tank, der ein flüssiges harzartiges Bindemittel enthält, und wird dann getrocknet. Danach wird sie mit mehreren Walzen gewalzt. Bei der zweiten Ausführungsform haben Teile, die mit denen bei der ersten Ausführungsform gleich sind, die gleichen Bezugszeichen.
Bei der zweiten Ausführungsform werden ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform Berührungsflächen der Partikel des verteilten Metallpulvers miteinander verbunden, so daß eine feinporöse Struktur in den Bereichen gebildet wird, in denen die kreisförmigen Poren 50a nicht vorhanden sind, während Hohlräume C2, die aus verhältnismäßig großen durchgehenden Poren bestehen, in den Bereichen gebildet werden, die den kreisförmigen Poren 50a entsprechen. Das heißt, wie in 5B gezeigt ist, ist es möglich, kontinuierlich die metallische poröse Folie 10 herzustellen, die zwei Arten von Hohlräumen hat, nämlich die feinen Hohlräume C1, die jeweils aus einer Lücke zwischen den benachbarten Partikeln des Metallpulvers bestehen, und die Hohlräume C2, die jeweils aus einer verhältnismäßig großen durchgehenden Pore bestehen und den kreisförmigen Poren 50a entsprechen.
Bei der zweiten Ausführungsform wird der zweite Sinterschritt ausgeführt, um die metallische poröse Folie zu erweichen.
6 zeigt die dritte Ausführungsform. Bei der dritten Ausführungsform wird Metallpulver auf die Oberfläche zweier Andruckwalzen 60A und 60B zugeführt, so daß es direkt darauf verteilt wird. Dann wird das Metallpulver zwischen den Andruckwalzen 60A und 60B mit einem geforderten Druck komprimiert, so daß Berührungsbereiche der aneinander angrenzenden Partikel des Metallpulvers miteinan der verbunden werden und feine Hohlräume C1 gebildet werden, die aus einer Lücke zwischen den einander angrenzenden Partikeln des Metallpulvers bestehen. Das heißt, eine metallische poröse Folie 10 ähnlich derjenigen nach der ersten Ausführungsform wird gebildet, indem die Last der Walzen 60A und 60B eingestellt wird.
7A, 7B, und 8 zeigen die vierte Ausführungsform. Ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform wird eine metallische poröse Folie aus Metallpulver gebildet, durch Verwendung zweier Walzen 60A und 60B. Wie in 7A gezeigt ist, sind auf der Umfangsfläche der Musterwalze 60A viele konkave Bereiche 60A-1 ausgebildet. Ein Bereich, der jedem der konkaven Bereiche 60A-1 der Musterwalze 60A entspricht, wird als der Hohlraum C2 ausgebildet und besteht aus einer durchgehenden Pore ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform. Das heißt, es wird die metallische poröse Folie 10 gebildet, die Hohlräume C1 hat, die jeweils aus einer feinen Lücke zwischen aneinander angrenzenden Metallpulverpartikeln bestehen, sowie große Hohlräume C2, die durch Verwendung eines Paares von Walzen 60A und 60B gebildet werden. Wie in 7B gezeigt ist, sind näher zu der Walze 60B Bereiche 60A-2 ohne die konkaven Bereiche 60A-1 in regelmäßigen Intervallen auf der Musterwalze 60A ausgebildet, so daß Leiterbereiche 10-1 ohne Hohlräume auf der metallischen porösen Folie 10 gebildet werden.
Erstes Experiment
Eine metallische poröse Folie 10' gemäß der vierten Ausführungsform wurde in einem Prozeß gebildet, wie er in 8 gezeigt ist. Das heißt, Ni-Pulver (Nickel) wurde in einer Menge von 250 g/m² direkt auf der Oberfläche der Walze 60B und der Musterwalze 60A verteilt, so daß ein scheinbares Porenverhältnis der Porenfläche der Hohlräume C2, die jeweils aus einer durchgehenden Pore entsprechend den konkaven Bereichen 60A-1 entsprechen, 48% betrug. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Ni-Pulver mit einer Last von 1832,6 N/mm (187 kg/mm) gewalzt, um eine metallische poröse Folienbahn mit einer Dicke von 76 μm, einer Breite von 100 mm und eine Länge 10 m zu bilden. Die metallische poröse Folie wurde in einen Sinterofen 100 eingeführt und zwei Minuten lang bei 950°C in einer reduzierenden Atmosphäre gesintert. Dann wurde sie zwischen zwei Andruckwalzen 101 hindurchgeführt und bei einer Last von 1509,2 N/mm (154 kg/mm) gewalzt und dann in einen weiteren Sinterofen 102 zugeführt und unter den gleichen Bedingungen wie oben gesintert. Die metallische poröse Folie wurde zu einem Coil 14 gewickelt.
Die zu einem Coil gewickelte metallische poröse Folie 10 hatte eine Dicke von 58 μm, eine Zugfestigkeit von 37,2 N/20 mm (3,8 kgf/20 mm) und eine Dehnung von 3,6%. Der Porengehalt der metallischen porösen Folie 10 betrug 14,4% (wahre Dichte 85,6%).
Dann wurde ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform der Coil abgewickelt, wasseerstoffspeicherndes Legierungspulver wurde auf die metallische poröse Folie aufgetragen, um eine Elektrode zu bilden. Da die in dem Experiment benutzte Vorrichtung die gleiche ist wie bei der ersten Ausführungsform, wird nachstehend das Verfahren zur Bildung der Elektrode anhand der 1 beschrieben. Während der Coil 14 abgewickelt wurde, wurde er vertikal nach unten transportiert und in den Trichter 21 eingeführt. Der Trichter 21 enthielt das wasserstoffspeichernde Legierungspulver 20 des Typs AB₅ mit einem mittleren Durchmesser von 40 μm. Das wasserstoffspeichernde Legierungspulver 20 wurde auf beide Oberflächen der metallischen porösen Folie 10 aufgetragen, so daß die Gesamtmenge desselben 1450 g/m² betrug. Die metallische poröse Folie 10 wurde zwischen den Walzen 22A und 22B mit 150 mm Durchmesser am Ausgang des Trichters 21 mit einer Last von 1999,2 N/mm (204 kg/mm) hindurchgeleitet. Zu diesem Zeitpunkt betrug die Dicke der metallischen porösen Folie 10 mit dem daran fixierten wasserstoffspeichernden Legierungspulver 0,3 mm, und die Dichte der Lagen 23A und 23B des wasserstoffspeichernden Legierungspulvers auf der Oberfläche der metallischen porösen Folie 10 betrug 5,37 g/cm³.
Dann wurde die metallische poröse Folie 10 in das flüssige harzartige Bindemittel 25 im Tank 26 eingetaucht (SBR''' modifiziertes Styrolbutadien-Copolymer-Latex, Feststoffgehalt 24%), so daß das Bindemittel die Lücken zwischen den Partikeln des wasserstoffspeichernden Legierungspulvers 20 imprägnierte und die Oberfläche der Lagen 23A und 23B aus wasserstoffspeichernder Legierung bedeckte.
Dann wurde die mit dem flüssigen harzartigen Bindemittel 25 imprägnierte metallische poröse Folie drei Minuten lang bei 80°C im Trocknungsofen 28 gehalten, damit das flüssige harzartige Bindemittel 25 aushärtete.
Dann wurde die metallische poröse Folie 10 sequenziell mit den ersten bis vierten Walzenpaaren 30 bis 33 bei einer Last von jeweils 931 N/m (95 kg/m) gewalzt, um die Elektrode 40 herzustellen. Die Elekrode 40 wurde zu einem Coil gewi ckelt. Infolge des Walzens durch die ersten bis vierten Walzenpaare 30–33 wurde die Dicke der metallischen porösen Folie von 0,3 mm auf 0,28 mm reduziert.
Die erhaltene Elektrode 40 hatte eine Dicke von 0,286 mm, das wasserstoffspeichernde Legierungspulver 20 war in einer Menge von 1680 g/m² darauf aufgetragen, die Zugfestigkeit betrug 109,1 N/20 mm (11,13 kgf/20 mm), die Dehnung betrug 0,96%, der elektrische Widerstand betrug 0,015 Ωm, und die Ablenkung betrug 32 mm. Die Ablösungseigenschaften der Elektrode 40 wurden untersucht, indem sie um 180° gebogen wurde. Im Ergebnis trat keine Ablösung der Lage aus der aktiven Substanz auf.
Der elektrische Widerstand der Elektrode 40 war weniger als die Hälfte des Widerstands einer herkömmlichen Elektrode. Die Ablenkung von 32 mm ist mehr als zweimal so groß wie bei einer herkömmlichen Elektrode, bei der sie weniger als 15 mm beträgt.
Die Ablenkungstests wurden nach dem in 9 gezeigten Verfahren durchgeführt, um das Ausmaß der Ablenkung der Elektrode zu messen. Bei dem Test hatte die Elektrode eine Breite W von 50 mm. Ein Ende derselben wurde durch ein Haltewerkzeug 45 gehalten und das andere Ende stand um 100 mm über das Haltewerkzeug 45 über. Je größer das Ausmaß der Ablenkung der Elektrode ist, desto flexibler ist sie. Somit läßt sie sich gut aufwickeln, wenn sie als Elektrode verwendet wird.
10A und 10B zeigen eine metallische poröse Folie nach der fünften Ausführungsform, die aus Metallpulver hergestellt ist. In der metallischen porösen Folie, die die feinen Hohlräume C1 aufweist, die zwischen benachbarten Partikeln des Metallpulvers gebildet werden, werden mit Nadeln oder dergleichen gratige Poren C3 gebildet. Die Grate der Poren erlauben es der metallischen porösen Folie, Pulver einer aktiven Substanz verstärkt zu halten.
11A und 11B zeigen das Verfahren zur Herstellung der metallischen porösen Folie nach der fünften Ausführungsform. Die bahnförmige metallische poröse Folie 10, die nach der ersten bis vierten Ausführungsform hergestellt wurde, läuft zwischen Walzen 63A und 63B und zwischen Walzen 63B und 63C hindurch, damit die metallische poröse Folie 10 gekrümmt wird. Auf diese Weise werden auf der Folie konvexe und konkave Bereiche gebildet.
12 zeigt die sechste Ausführungsform. Ähnlich wie bei der fünften Ausführungsform werden gratige Poren C3 in einem oberen Bereich jedes der konvexen und konkaven Bereiche der metallischen porösen Folie 10 gebildet.
Bei jeder der dritten bis sechsten Ausführungsformen wird ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform trockenes Pulver der aktiven Substanz, die nicht mit Paste (Bindemittel) vermischt ist auf die metallische poröse Folie aufgetragen. Dann werden das Pulver der aktiven Substanz und die metallische poröse Folie mit einer Walze unter Druck gesetzt, um die aktive Substanz unter Druck an der metallischen porösen Folie zu fixieren. Dann wird die metallische poröse Folie mit der daran fixierten aktiven Substanz in ein flüssiges harzartiges Bindemittel eingetaucht. Dann wird das flüssige harzartige Bindemittel getrocknet. Schließlich läuft die metallische poröse Folie durch mehrere Walzen, damit das Pulver der aktiven Substanz in die aus Metallpulver bestehende metallische poröse Folie eindringt. Mit anderen Worten, die metallische poröse Folie dringt in die Lücken zwischen den aneinander angrenzenden Partikeln des Pulvers der aktiven Substanz als ein Polstermedium ein. Auf diese Weise wird eine flexible Elektrode hergestellt.
Bei der Herstellung der metallischen porösen Folie durch irgendeines der Verfahren nach der ersten bis sechsten Ausführungsform ist es bevorzugt, daß die folgenden physikalischen Eigenschaften der metallischen porösen Folie in dem weiter unten in Tabelle 1 gezeigten Bereich liegen: Dicke, Flächengewicht, Porenflächenverhältnis (Prozentsatz von Hohlräumen C2), Zugfestigkeit, Dehnung, Hohlraumgehalt (Prozentsatz an Hohlräumen C3), Auftragsmenge an Pulver der aktiven Substanz, das an der metallischen porösen Folie fixiert ist, pro Fläche, Dichte. Es ist bevorzugt, daß die physikalischen Eigenschaften, nämlich Dicke, Zugfestigkeit und Dehnung der Elektrode, die aus der metallischen porösen Folie gebildet wird, in dem unten in Tabelle 1 gezeigten Bereich liegen:
Tabelle 1
Der Grund, weshalb die Dicke der Elektrode auf 0,05 mm–6,0 mm eingestellt ist, besteht darin, daß, wenn sie kleiner als 0,05 mm ist, die metallische poröse Folie eine unzureichende Festigkeit hat und es somit unmöglich ist, die metallische poröse Folie mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen, und wenn die Dicke mehr als 6,0 mm beträgt, hat die metallische poröse Folie eine unzureichende Flexibilität und es ist schwierig, feine Hohlräume zu erhalten. Der Grund, weshalb die Zugfestigkeit der Elektrode auf 9,8–490 N/20 mm (1–50 kgf/20 mm) eingestellt ist, besteht darin, daß, wenn sie weniger als 9,8 N/20 mm (1 kgf/20 mm) beträgt, es unmöglich ist, eine gute Produktionseffizienz bei der Herstellung einer Batterie mit der Elektrodenplatte zu erreichen, und wenn sie mehr als 490 N/20 mm (50 kgf/20 mm) beträgt, die Zugfestigkeit ungünstig für die Herstellung der Elektrodenplatte ist, und wenn sie größer ist als 50 kgf/20 mm die Zugfestigkeit ungünstig für die Herstellung einer Batterie durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist und es somit nicht möglich ist, die Batterie mit der Elektrode herzustellen, deren Zugfestigkeit mehr als 490 N/20 mm beträgt.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, wird gemäß der vorliegenden Erfindung das Pulver der aktiven Substanz wie etwa das wasserstoffspeichernde Legierungspulver unter Druck an der metallischen porösen Folie fixiert, die aus Metallpulver gebildet ist, ohne Zugabe von Bindemitteln zu dem Pulver der aktiven Substanz. Dann wird die metallische poröse Folie mit dem daran fixierten Pulver der aktiven Substanz in das Bindemittel eingetaucht. Nachdem das Bindemittel getrocknet ist, läßt man die metallische poröse Folie zwischen mehreren Paaren von Andruckwalzen hindurchlaufen, um sie wiederholt zu walzen. So wird eine flexible Elektrode erhalten.
Die aus dem Metallpulver hergestellte metallische poröse Folie ist flexibler als die herkömmliche metallische Folie und hat kleine Hohlräume, die zwischen aneinander angrenzenden Partikeln des Metallpulvers gebildet werden. Wenn das Pulver der aktiven Substanz wie etwa das wasserstoffspeichernde Legierungspulver unter Druck auf die metallische poröse Folie aufgetragen wird, dringt deshalb das Legierungspulver in die metallische poröse Folie ein, so daß die metallische poröse Folie als ein Polstermedium zwischen benachbarten Partikeln des Legierungspulvers wirken kann. Folglich behält die metallische poröse Folie Flexibilität, und das Legierungspulver wird mit hoher Festigkeit fixiert.
Weiterhin läßt man in dem letzten Prozeß die metallische poröse Folie durch mehrere Walzen hindurchlaufen, um sie wiederholt zu walzen. Infolge dessen dringt das Legierungspulver in die metallische poröse Folie ein. Mit anderen Worten dringt die metallische poröse Folie in die Lücken zwischen den aneinander angrenzenden Partikeln des Legierungspulvers ein. Indem die metallische poröse Folie mit dem Legierungspulver wiederholt unter Druck gesetzt wird, dient sie als ein Polster medium, so daß sie weich sein kann. Bei einer herkömmlichen metallischen porösen Platte mit gestanzten Poren darin kann dagegen das Legierungspulver nicht in das Metallpulver eindringen. Wenn die metallische poröse Folie wiederholt unter Druck gesetzt wird, werden deshalb die Partikel des Legierungspulvers gegeneinander gedrückt, und ihre Schicht wird hart.
Nachdem das wasserstoffspeichernde Legierungspulver unter Druck an der metallischen porösen Folie fixiert worden ist, wird weiterhin die metallische poröse Folie in das harzartige Bindemittel eingetaucht. Deshalb ist es möglich, daß die Partikel des wasserstoffspeichernden Legierungspulvers direkt miteinander in Kontakt bleiben, was für den Fluß des elektrischen Stromes günstig ist und den elektrischen Widerstand vermindert.
Da bei herkömmlichen Verfahren ein pastenartiges Gemisch aus dem waserstoffenthaltenden Legierungspulver und dem harzartigen Bindemittel an der metallischen borösen Folie fixiert wird, die das Basismaterial der Elektrode bildet, ist die Oberfläche jedes Partikels des wasserstoffspeichernden Legierungspulvers mit dem harzartigen Bindemittel bedeckt und somit können die Partikel einander nicht direkt berühren. Deshalb ist der Fluß des elektrischen Stromes erschwert, und der elektrische Widerstand ist hoch.
Die vorliegende Erfindung löst das Problem des Standes der Technik. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Fluß des elektrischen Stromes erleichtert, und der elektrische Widerstand ist niedrig. Somit schafft die vorliegende Erfindung eine Elektrode mit vorteilhaften elektrischen Eigenschaften.
Weiterhin ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, entweder feine dreidimensionale Poren zwischen benachbarten Partikeln des Metallpulvers oder durchgehende Poren oder eine Kombination hieraus zu bilden. So ist es möglich, eine Elektrode zu schaffen, die aus einer an die Art der Batterie angepaßten metallischen porösen Folie gebildet ist. Das heißt, daß die Elektrode nach der vorliegenden Erfindung kann vorteilhaft bei einer Nickel-Wasserstoff-Batterie, einer Nickel-Cadmium-Batterie, einer Lithium-Primärbatterie, einer Lithium-Sekundärbatterie, eine Alkali-Trockenzelle, einer Brennstoffzelle und einer Fahrzeugbatterie eingesetzt werden.
Nachdem Sukzessive die metallische poröse Folie aus Metallpulver hergestellt worden ist, wird das Pulver der aktiven Substanz, etwa das wasserstoffspei chernde Legierungspulver, zu der metallischen porösen Folie zugeführt, um eine Elektrode, wie eine Elektrode einer wasserstoffspeichernden Legierung für eine Batterie schrittweise herzustellen. Da es somit möglich ist, die metallische poröse Folie, die das Basismaterial der Elektrode bildet, und die Elektrode selbst nacheinander herzustellen, kann die Produktivität der Elektrode dramatisch gesteigert werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Elektrode (40) für eine Batterie, mit den Schritten: – fortlaufende Herstellung einer metallischen porösen Folie (10), die aus wenigstens einem Metallpulver (P) besteht, bei dem aneinander anliegende Berührungsbereiche der Pulverpartikel aneinander gebunden sind und bei dem Lücken (C) zwischen nicht berührenden Bereichen feine Hohlräume bilden, – Auftragen wenigstens eines Pulvers aus einer aktiven Substanz (20), die kein Bindemittel enthält, auf eine Oberfläche der metallischen porösen Folie (10), während die metallische poröse Folie fortlaufend transportiert wird, – Einfüllen des Pulvers der genannten aktiven Substanz (20) in die genannten feinen Hohlräume (C) der metallischen porösen Folie und Befestigen des Pulvers der aktiven Substanz an der Oberfläche der metallischen porösen Folie unter Druck durch Walzen dieser metallischen porösen Folie zwischen einem Paar von Walzen (22A, 22B) sofort nachdem das Pulver der aktiven Substanz auf die Oberfläche der metallischen porösen Folie aufgetragen worden ist oder während das Pulver der aktiven Substanz auf die Oberfläche der metallischen porösen Folie aufgetragen wird, – Ausbilden einer Beschichtungslage aus einem Bindemittel (25) auf Oberflächen des Pulvers der aktiven Substanz, das an der Oberfläche der metallischen porösen Folie befestigt ist, durch Einführen der metallischen porösen Folie in einen Tank (26), der das flüssige Bindemittel (25) enthält, – Trocknen der Beschichtungslage aus Bindemittel durch Einführen der metallischen porösen Folie in einen Trocknungsofen (28) und – Einstellen der Dicke der metallischen porösen Folie (10) durch sequentielles Walzen der metallischen porösen Folie zwischen Andruckwalzen (30, 31, 32, 33), die längs einer Förderbahn angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Andruckwalzen (30, 31, 32, 33), die stromabwärts des Trocknungsofens (28) angeordnet sind, mehrere Paare von Andruckwalzen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit den Schritten: – Auftragen des Pulvers der aktiven Substanz (20), die kein Bindemittel enthält, auf beide Oberflächen der metallischen porösen Folie (10) durch Einführen der metallischen porösen Folie in einen Trichter (21), der das Pulver der aktiven Substanz aufnimmt, – Einfüllen des Pulvers der aktiven Substanz in die feinen Hohlräume (C) der metallischen porösen Folie und Befestigen dieses Pulvers der aktiven Substanz an beiden Oberflächen der metallischen porösen Folie unter Druck durch Walzen der metallischen porösen Folie zwischen einem Paar von Walzen (6), die an einem Auslaßbereich des Trichters angeordnet sind, und – Ausbilden einer Beschichtungslage aus einem Bindemittel auf Oberflächen des Pulvers der aktiven Substanz, das auf beide Oberflächen der metallischen porösen Folie aufgetragen worden ist, durch Einführen der metallischen porösen Folie in einen Tank, der das flüssige Bindemittel enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die metallische poröse Folie (10) aus Nickelpulver gebildet ist und das Pulver der aktiven Substanz (20) in der Hauptsache zusammengesetzt ist aus Pulver einer wasserstoffspeichernden Legierung, und eine negative Elektrode einer Nickel-Wasserstoff-Batterie zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Pulver der aktiven Substanz aus einem Pulver einer wasserstoffspeichernden Legierung oder aus einem Gemisch des Pulvers der wasserstoffspeichernden Legierung und einem Pulver eines Übergangsmetalls besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit den Schritten: – Andrücken des Pulvers der aktiven Substanz (20) gegen die metallische poröse Folie (10) mit einer Walze (6), – Auftragen von Pulver eines Übergangsmetalls auf eine Oberfläche des Pulvers der aktiven Substanz, – Anwalzen der metallischen porösen Folie mit einer Walze, – Einführen der metallischen porösen Folie in einen Tank (26) mit flüssigem Bindemittel, um eine Oberfläche des Übergangsmetalls mit dem Bindemittel zu be schichten, so daß eine Oberfläche der Schicht aus dem wasserstoffspeichernden Legierungspulver mit einer Schicht aus dem Übergangsmetall beschichtet wird und eine Schicht aus dem Übergangsmetall mit einer Schicht aus dem Bindemittel beschichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das flüssige Bindemittel das Pulver des Übergangsmetalls enthält, um eine Beschichtungslage aus Bindemittel zu bilden, die das Übergangsmetall enthält.
Elektrode für eine Batterie, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Elektrode für eine Batterie nach Anspruch 8, bei der die metallische poröse Folie (10) Hohlräume (C1), die aus feinen Lücken zwischen aneinander angrenzenden Partikeln des metallischen Pulvers bestehen, und Poren (C2) hat, die eine geforderte Konfiguration aufweisen und größer sind als die Hohlräume (C1), und das Pulver der genannten aktiven Substanz in die Hohlräume (C1) eingefüllt wird, die aus den feinen Lücken bestehen, und in die Poren (C2), die größer sind als die Hohlräume.
Elektrode für eine Batterie nach Anspruch 8 oder 9, bei der die metallische poröse Folie gratige Poren (C3) mit Graten, die von einer oder beiden Oberflächen desselben vorspringen, und/oder konkav und konvex gebogene Bereiche auf einer oder beiden Oberflächen derselben aufweist und die Grate und/oder konkav und konvex gebogenen Bereiche eine Schicht aus einer aktiven Substanz (20) halten.
Elektrode für eine Batterie nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der die metallische poröse Folie (10) mehrere in regelmäßigen Intervallen ausgebildete Leitungsbereiche (60A-2) ohne Hohlräume aufweist und bei der keine Schicht aus dem Pulver der aktiven Substanz auf der Oberfläche der Leitungsbereiche ausgebildet ist.
Batterie mit einer Elektrode nach einem der Ansprüche 8 bis 11.