JP2000133277A

JP2000133277A - 多孔質基材およびその製造方法、並びにその多孔質基材を用いたアルカリ二次電池用電極

Info

Publication number: JP2000133277A
Application number: JP10298834A
Authority: JP
Inventors: Koji Hoshino; 孝二星野; Masahiro Wada; 正弘和田; Jiro Moriyama; 二郎森山; Hirochika Ueno; 博規上野; Tetsuji Tsujimoto; 哲治辻本
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】多孔質金属板と金属板との間の接合強度が高
くて多孔質金属板が金属板から剥離し難く、また、高容
量で通電性のよい電極を製造するのに適した多孔質基材
およびその製造方法、ならびにその多孔質基材を用いた
アルカリ二次電池用電極を提供する事を目的とする。【解決手段】多孔質金属板２と金属板４とが一体化さ
れた多孔質基材１の製造方法において、多孔質金属板２
と金属板４とを金属粉を混合してなる接着剤２０を介し
て接着する接着工程を含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質金属板と金
属板とが一体化された多孔質基材およびその製造方法、
並びにその多孔質基材を用いたアルカリ二次電池用電極
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境汚染を低減する観点から、い
わゆるハイブリッド車が注目を集めている。この種の車
両においては、高出力かつ長距離走行を可能にするた
め、大容量のバッテリ−が要求される。この要求に応え
るバッテリ−として、最近ニッケルー水素電池が量産ハ
イブリッド乗用車に採用された。ニッケルー水素電池の
陽極としては、通常、水酸化ニッケルを主成分とする活
物質を含む電極が用いられる。その電極の製造方法とし
ては、例えば、特開平９−２３１９７８号では、活物質
を保持する２枚の多孔質金属板と該板の間に金属板を挟
んで一体として焼結して成形した多孔質基材を用いる方
法が開示されている。このような多孔質基材では、活物
質を多く保持することができるため、該保持基材を用い
た電池はその容量が大きく、また、金属板を挟んでいる
ことから通電性がよく、大電流を流すことができるとい
う特徴を有する。また、特開平９−２３１９７８号にお
いては、多孔質金属板と金属板とを接合する方法とし
て、焼結による方法の他に、機械的接合、例えば、接
着、抵抗溶接による方法が開示されている。また、多孔
質金属板と金属板との界面に粉末の層を挟むことによっ
て接合強度を改良することが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような多孔質金属板と金属板とが一体化された多孔質基
材の製造方法には以下のような問題点がある。焼結によ
り多孔質金属板と金属板とを拡散接合する方法では、長
尺や大面積のものの場合にそりや歪みが起こりやすく、
そったり歪んだりした部分は接触不十分となり拡散反応
が起こらず、接合不良が生じるという問題がある。ま
た、接着剤で多孔質金属板と金属板とを接合した場合、
接着剤自体の導電性が低いので、多孔質金属板と金属板
との間の通電性が不十分であるという問題がある。ま
た、抵抗溶接により多孔質金属板と金属板とを接合した
場合、抵抗溶接電極に多孔質金属板が張り付きやすいと
いう問題がある。抵抗溶接時に大きな面圧をかければそ
の張り付きを防げるが、多孔質金属板が潰れてしまうと
いう問題がある。さらに、多孔質金属板と金属板との間
に単に粉末の層をつけて焼結をした場合、接合強度が不
十分であり、活物質充填後の圧延時に多孔質金属板と金
属板とが剥離するという問題がある。

【０００４】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、多孔質金属板と金属板との間の接合強度が高く
て多孔質金属板が金属板から剥離し難く、また、高容量
で通電性のよい電極を製造するのに適した多孔質基材お
よびその製造方法、ならびにその多孔質基材を用いたア
ルカリ二次電池用電極を提供する事を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、以下の構成を採用した。請求項１に記載の
多孔質基材の製造方法は、多孔質金属板と金属板とが一
体化された多孔質基材の製造方法において、前記多孔質
金属板と前記金属板とを金属粉を混合してなる接着剤を
介して接着する接着工程を含むことを特徴とする。この
多孔質基材の製造方法においては、接着剤は液状である
ので、多孔質金属板と金属板との接合部位全体にムラ無
く均一に浸透し、さらにその乾燥過程で毛細管力による
キャピラリー作用を発揮する。そのため、金属粉の充填
状態が緻密で、多孔質金属板、金属粉、金属板の三者間
の距離が十分に小さくなるとともに、均一に接近すると
いう好ましい状態で接合する。また、接着剤には金属粉
を含んでいるので、金属粉を含まない接着剤で接合した
場合に比べて多孔質金属板と金属板との間の通電性が高
い多孔質基材を製造することができる。さらには、この
多孔質基材の製造方法では、多孔質金属板を用いるので
活物質を多く充填することができるため、この多孔質基
材を使用して大容量の電池を製造でき、また、金属板を
挟むため、この多孔質基材を使用して通電性がよく大電
流を流すことができる電極が製造できる。

【０００６】請求項２に記載の多孔質基材の製造方法
は、請求項１に記載の多孔質基材の製造方法において、
接着工程の後、焼結して前記多孔質金属板と前記金属板
とを拡散接合する工程を含むことを特徴とする。この多
孔質基材の製造方法では、上述のように多孔質金属板、
金属粉、金属板の三者間が好ましい状態で接合した状態
で焼結工程を行うので、高い接合強度で拡散接合した多
孔質基材が製造できる。

【０００７】請求項３に記載の多孔質基材の製造方法
は、請求項１または請求項２に記載の多孔質基材の製造
方法において、多孔質金属板が、金属粉末に発泡剤を混
合してなる金属スラリーをキャリヤシート上に薄く敷い
てグリーンシートを形成し、該グリーンシートを前記キ
ャリヤシートにのせたまま発泡して発泡シートを形成
し、該発泡シートを焼結して形成した焼結体であること
を特徴とする。この多孔質基材の製造方法では、発泡シ
ートを予め焼結を行った後その焼結体と金属板とを重ね
て本焼結を行うので、本焼結の際の焼結体の熱伸縮は小
さくなり、本焼結時に金属板から焼結体が剥離すること
が防止される。

【０００８】請求項４に記載の多孔質基材の製造方法
は、多孔質金属板と金属板との一体型の多孔質基材の製
造方法において、金属粉末に発泡剤を混合してなる金属
スラリーをキャリヤシート上に薄く敷いてグリーンシー
トを形成し、該グリーンシートを前記キャリヤシートに
のせたまま発泡して発泡シートを形成し、該発泡シート
を焼結して多孔質金属板を形成し、該多孔質金属板のキ
ャリヤシート側の面を金属粉を混合してなる接着剤を介
して金属板に重ね合わせて接着した後、乾燥して前記多
孔質金属板と前記金属板とを接合することを特徴とす
る。この多孔質基材の製造方法において、多孔質金属板
の発泡時にキャリヤシートに接していた平坦な面を金属
板に重ね合わせるので、多孔質金属板と金属板の間に金
属粉が均一に充填され、接合強度の面均一性が高められ
る。

【０００９】請求項５に記載の多孔質基材の製造方法
は、多孔質金属板と金属板とが一体化された多孔質基材
の製造方法において、金属粉末に発泡剤を混合してなる
金属スラリーをキャリヤシート上に薄く敷いてグリーン
シートを形成し、該グリーンシートを前記キャリヤシー
トにのせたまま発泡して発泡シートを形成し、該発泡シ
ートを仮焼結して仮焼体を形成し、該仮焼体のキャリヤ
シート側の面を金属粉を混合してなる接着剤を介して金
属板に重ね合わせて本焼結することにより前記仮焼体を
多孔質金属板として前記金属板と拡散接合することを特
徴とする。この多孔質基材の製造方法において、多孔質
金属板製造の際の発泡時にキャリヤシートに接していた
平坦な面を金属板に重ね合わせるので、多孔質金属板と
金属板の間に金属粉が均一に充填された状態で拡散接合
する。この場合、接合強度の面均一性が高いので、多孔
質金属板の亀裂や剥離が抑制される。

【００１０】請求項６に記載の多孔質基材の製造方法
は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の多孔質基
材の製造方法において、金属板が穴あき金属板あるいは
スクリーン金属板あるいはメッシュ金属板あるいはエキ
スパンデッドメタルのいずれかであることを特徴とす
る。この多孔質基材の製造方法では、使用される金属板
は軽量なことから電極の製造に有利で、また、渦巻き加
工性も高いことから量産性に適した多孔質基材を製造で
きる。

【００１１】請求項７に記載の多孔質基材は、多孔質金
属板が金属粉を混合してなる接着剤を介して金属板に接
合されたことを特徴とする。この多孔質基材では、金属
粉を含んだ接着剤で接合しているので、金属粉を含まな
い接着剤で接合した場合に比べて多孔質金属板と金属板
との間の通電性が高い。

【００１２】請求項８に記載の多孔質基材は、請求項７
に記載の多孔質基材において、多孔質金属板が金属焼結
体の骨格からなり、該骨格の一部の平坦な側面で構成さ
れる面を金属粉層を介して金属板に接合していることを
特徴とする。この多孔質基材では、多孔質金属板と金属
板との間の通電性が高いばかりでなく、多孔質金属板の
平坦な面で接合することにより金属粉層の厚さの面均一
性を高めているので、接合強度の面均一性が高く剥離し
にくい。

【００１３】請求項９に記載の多孔質基材は、多孔質金
属板が金属焼結体層を介して金属板に拡散接合されてい
ることを特徴とする。この多孔質基材では、多孔質金属
板と金属板とは金属焼結体層を介して拡散接合している
ので接合強度が高い。

【００１４】請求項１０に記載の多孔質基材は、請求項
９の記載の多孔質基材において、前記多孔質金属板が焼
結体の骨格からなり、該骨格の一部の平坦な側面で構成
される面を金属焼結体層を介して金属板に接合している
ことを特徴とする。この多孔質基材では、多孔質金属板
の平坦な面を接合面とすることで金属焼結体層の厚さの
面均一性が高まり、その状態で拡散接合されているの
で、接合強度は高いばかりでなくその面均一性もよいの
で剥離しにくい。

【００１５】請求項１１に記載の多孔質基材は、請求項
７または請求項１０に記載の多孔質基材において、金属
板が穴あき金属板あるいはスクリーン金属板あるいはメ
ッシュ金属板あるいはエキスパンデッドメタルのいずれ
かであることを特徴とする。この多孔質基材では、使用
される金属板は軽量なことから電極の製造に有利で、ま
た、渦巻き加工性も高いことから量産性に適している。

【００１６】請求項１２に記載のアルカリ二次電池用電
極は、請求項７から請求項１１のいずれかに記載の多孔
質基材に水酸化ニッケルを主成分とする活物質を充填し
てなることを特徴とする。このアルカリ二次電池用電極
は、多孔質金属板と金属板との接合強度が高い多孔質基
材を使用しているので、大きく圧延することにより活物
質充填率が大きく、高容量である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態であ
る多孔質基材を図を参照して詳細に説明する。

【００１８】図１に示す第一の実施形態である多孔質基
材１は、多孔質金属板２が鉄−ニッケル合金の焼結体層
３を介して金属板４に拡散接合している。特に、この場
合、多孔質金属板２は金属焼結体の骨格５からなり、該
骨格５の一部の平坦な側面６（図３参照）で構成される
面１４ａが接合面になっている。

【００１９】次に、図２において、上記多孔質基材１の
製造方法の概略を示す。金属粉末に発泡剤を混合してな
る金属スラリー１０をキャリヤシート１１上に薄く敷い
てグリーンシート１２を形成し、該グリーンシート１２
をキャリヤシート１１にのせたまま発泡し、その発泡シ
ート１３をキャリヤシート１１から剥離して焼結した
後、該焼結体１４のキャリヤシート側の面１４ａを、金
属粉、例えばニッケル粉を混合してなる接着剤２０を塗
布した穴あき金属板（金属板）１５に重ね合わせて焼結
することにより前記焼結体１４を多孔質金属板１８とし
て前記穴あき金属板１５と拡散接合することにより多孔
質基材１を製造する。

【００２０】さらに、上記の製造方法をより詳細で具体
的に説明する。まず、金属粉末、バインダー、可塑剤等
を溶媒に混合して、金属スラリーを作成する。例えば、
平均粒径２μｍのニッケル粉末６００ｇ、バインダー兼
増粘剤としてヒドロキシプロピルメチルセルロース４０
ｇ、可塑剤としてグリセリン４０ｇ、溶媒として水２０
０ｇからなる配合組成を有するスラリーとし、該スラリ
ーを一昼夜混練した後、真空脱泡しながら、界面活性剤
としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの５０％
水溶液を２０ｇ混合し、続いて発泡剤としてヘキサンを
２０ｇ加えた金属スラリー１０を作る。

【００２１】次に該金属スラリー１０を、公知のドクタ
ーブレード法により、図２（１）に示すように、キャリ
ヤシート１１上にシート状に成形して、グリーンシート
１２を作る。この場合、例えば、ブレードギャップを
０．３ｍｍ、送り速度１００ｍｍ／分という条件にす
る。以下、キャリヤシート１１に接触している面をうら
面、キャリヤシート１１に接触しない露出側の面をおも
て面という。

【００２２】次に、グリーンシート１２をキャリヤシー
ト１１にのせたまま、例えば、湿度９０％、温度４０℃
の高湿度雰囲気で、２０分間保持して発泡を行い、図２
（２）に示すように、発泡シート１３を作る。

【００２３】この発泡シート１３を、遠赤外線を用い
て、雰囲気温度６０℃で１５分間保持して乾燥を行う。
さらに、大気雰囲気中で、６００℃で１５分間加熱し
て、脱脂する。このとき、バインダー等は揮発される。

【００２４】それから、この発泡シート１３を５％水素
含有窒素中で８００〜９５０℃の比較的低温域、例え
ば、９００℃で２０分間保持して焼結を行い、図２
（３）に示すような、焼結体１４を作る。

【００２５】次に、図２（４）に示すように、例えば厚
さ８０μｍの有穴の鋼板に厚さ５μｍのニッケルめっき
を施し製造した穴あき金属板１５に、金属粉含有の接着
剤２０、例えばアクリル樹脂ディスパージョン（アクリ
ル分５０重量％）水溶液と平均粒径２μｍのニッケル粉
末の重量比を１：２の割合で混合した接着剤２０を２０
μｍの厚さに塗布する。

【００２６】それから、図２（５）に示すように、該焼
結体１４のキャリヤシート１１に接触していた面（うら
面）１４ａを穴あき金属板１５に重ね合わせて接着して
一体の基体１６とする。この基体１６の上に、図２
（６）に示すように、酸化アルミニウム等でできた重し
１７をのせて、例えば、１平方ｃｍあたり５〜１０ｇ重
の荷重で図２（７）に示す状態とし、それらを５％水素
含有窒素中で１０００〜１２００℃の高温域、例えば、
１１００℃で５分間保持することで焼結を施し、金属粉
含有の接着剤からなる層を金属焼結体層３（例えば、ニ
ッケル粉含有の接着剤からなる層を鉄−ニッケル合金の
焼結体層３）とし、また、焼結体１４は多孔質金属板１
８として穴あき金属板１５に拡散接合することによっ
て、図２（８）に示すような一体化された電極用の多孔
質基材１を完成する。

【００２７】次いで、上記の多孔質基材１およびその製
造方法の作用及び効果について説明する。接着剤２０の
溶剤は、多孔質金属板２と金属板４との接合部位全体に
ムラ無く均一に浸透し、さらに接着剤２０の溶剤の乾燥
過程で毛細管力によるキャピラリー作用を発揮する。そ
のため、金属粉の充填状態が緻密になり、多孔質金属板
２、金属粉、金属板４の三者間の距離が十分に小さくな
るとともに、均一に接近する。このような状態で焼結を
行って拡散接合させるので、接合強度の面均一性が高め
られる。

【００２８】上記多孔質基材１において、多孔質ニッケ
ル板２とニッケルめっきした鋼板４とをニッケル粉含有
の接着剤で接着した後焼結した場合は、ニッケル粉含有
の接着剤２０からなる層が多孔質ニッケル板２と鋼板４
の主成分であり互いに固溶しやすい鉄とニッケルの合金
の焼結体層３となって拡散接合するので、接合強度が高
い。

【００２９】また、上記多孔質基材１は金属板４を内蔵
しているので、この多孔質基材１を用いた電極は通電性
がよく大電流を流すことができ、また、多孔質金属板２
は活物質を多く保持することができるため、この多孔質
基材１を用いた電池はその容量が大きい。

【００３０】発泡工程は、キャリヤシート１１の平坦な
表面１１ａ上で行われているので、発泡シート１３のう
ら面１３ａは、その表面１１ａと同程度の平坦性を有し
ている。この発泡シート１３を焼結して形成された焼結
体１４は、図３（ａ）のように金属の骨格５と空隙７か
らなる。この焼結体１４のうら面１４ａは、骨格５の側
面６により構成され、この側面６は前記平坦な表面１１
ａに接していた部分なので、図３（ｂ）のように平坦で
ある。この平坦さのため、焼結体１４のうら面１４ａは
穴あき金属板１５との接合強度が高められる。

【００３１】一方、焼結体１４のおもて面１４ｂは、次
のような特徴を有する。発泡工程において、グリーンシ
ート１２の内部に発生した気泡は、全方向からほぼ等価
な圧力を受けて略球状の形状で成長する。該気泡が内部
から拡散してグリーンシート１２と大気の界面に近づく
と、気泡は、気泡と大気の間のスラリーの厚さが薄い部
分へと成長していき、やがて気泡は破れ、気泡内部の気
体はできた小さな穴から大気中へ拡散していく。よっ
て、発泡シート１３のおもて面１３ｂにおいて、空隙の
表面側の開口部は、その内部に比して窄まった形状を有
する。そして、その形状はこの発泡シートが焼結された
焼結体１４においても保たれる。すなわち、おもて面１
４ｂの空隙７の開口部７ａとその内部７ｂの形状は図４
に示すようになる。そのため、一度空隙７に捕獲された
活物質は離脱しにくい。

【００３２】次に、本発明に係る多孔質基材の製造方法
の他の実施形態について説明する。図５に示す第二の実
施形態である多孔質基材８は、多孔質金属板２が金属
粉、例えばニッケル粉からなる金属粉層９を介して金属
板４に接着して接合している。図５において、上述の第
一の実施形態と同等な要素に対しては、同符号を付して
その説明を省略する。上記第二の実施形態である多孔質
基材８は、図２（１）から図２（４）まで第一の実施形
態と同様であるが、図２（５）で焼結体１４を金属板１
５に重ね合わせて接着した後、焼結せずに、乾燥して両
者を接合する。

【００３３】また、第三の実施形態は、多孔質金属板を
以下のように製造した多孔質基材の場合である。薄板状
発泡ウレタン、例えば厚さ１．１ｍｍのものに、カーボ
ンブラック粉を含浸させて導電性を付与した後、ニッケ
ルめっきし、次いで還元雰囲気中、例えば９００℃で３
０分間加熱保持して前記薄板状発泡ウレタンを焼失させ
て、例えば厚さ１ｍ、気孔率９７％の多孔質金属板を製
造する。その後は、図２（４）以降の工程を行って多孔
質金属板を製造する。

【００３４】尚、上述した実施形態で使用した穴あき金
属板は、スクリーン金属板あるいはメッシュ金属板ある
いはエキスパンデッドメタルでもよい。これらの金属板
は、軽量なことから電極の製造に有利で、また、渦巻き
加工性も高いことから量産性に適している。

【００３５】ところで、実際に電極を製造する場合、上
述のような方法で製造された多孔質基材に活物質スラリ
ーを充填し、それを乾燥、圧延するという手順で行われ
る。そこで、本発明の多孔質基材を使用して製造した電
極について、多孔質金属板の金属板の剥離および亀裂の
状況と活物質充填率を調べた実験結果について以下に説
明する。

【００３６】まず、活物質ペーストの調整は、以下のよ
うに行った。平均粒径１０μｍの水酸化ニッケル粉、平
均粒径２μｍのニッケル粉、平均粒径１μｍの酸化コバ
ルト粉を８０：１５：５の割合で混合して活物質粉を調
製した。また、カルボキシメチルセルロース、フッ素樹
脂のディスパージョン（油脂分８％）および水を１：１
０：８９の割合で混合して、活物質ペースト調整用バイ
ンダー溶液を調整した。そして、前記活物質粉と活物質
ペースト調整用バインダー溶液を７５：２５の割合で混
合して、活物質ペーストを調整した。

【００３７】次いで、その活物質ペーストを多孔質基材
に塗布充填した後、２００℃で１５分間加熱保持して乾
燥し、電極中間体を製造した。この電極中間体を切り出
し、５０ｘ１００ｍｍとしたものを２１枚製作した。そ
して、圧下率１０〜７０％の範囲で１０％刻みでそれぞ
れ３枚ずつロール圧延して電極を製造した。こうして製
造した電極における、多孔質金属板と金属板との剥離お
よび亀裂の有無、並びに活物質充填率の平均値を求め
た。この結果を表１に示す。表１では、他に多孔質基材
での多孔質金属板と金属板との間の抵抗、すなわち通電
性も示している。

【表１】

【００３８】ここで、サンプル番号１０〜１７（表１
中、多孔質基材１）、２０〜２６（多孔質基材２）、３
０〜３７（多孔質基材３）は、それぞれ第一、第二、第
三の実施形態の製造方法で製造した多孔質基材を使用し
たものである。また、サンプル番号４０〜４６は本発明
と異なり接着剤を使用しないで以下のように製造した比
較材を使用したものである。第三の実施形態と同様に製
造した焼結体の上に、接着剤を使用しないで平均粒径２
μｍのニッケル粉を平均厚さ１０μｍになるように積層
し、その上に置いた穴あき金属板の上に同様に同じニッ
ケル粉を積層し、さらにその上に同じ第三の実施形態の
焼結体を載置した。次いで、密着性を増すために、一旦
５ｇ／ｃｍ²の荷重をかけた後、還元雰囲気中１０００
℃で５分間加熱保持して製造した。サンプル番号が下１
けた０のサンプルから１、２、３、４、５、６、７の順
に、圧下率が０、１０％、２０％、３０％、４０％、５
０％、６０％、７０％である。以下に、本実験結果から
明らかになったことを説明する。

【００３９】まず、圧延前の多孔質金属板と金属板の間
の通電性であるが、第一の実施形態は比較材より優れ、
第三の実施形態は比較材と同等であり、また、第二の実
施形態は比較材より０．５ｍΩ劣るものも電極として使
用するには十分な程度である。

【００４０】次に、耐剥離性および耐亀裂性と活物質充
填率について説明する。多孔質金属板と金属板との接合
強度が高いほど、圧下率が大きくとることができ、その
結果活物質充填率を高めることができる。しかし、圧下
率を大きくとり過ぎると、多孔質金属板が金属板から剥
離したり、亀裂が発生する。表１から、本発明の第一か
ら第三の実施形態のいずれの製造方法による多孔質基材
においても、比較材より耐剥離性および耐亀裂性に優
れ、そのため、より高い活物質充填率を達成している。
すなわち、本発明の多孔質基材の製造方法によれば、多
孔質金属板と金属板との接合強度が高い多孔質基材を製
造することができ、そのため、それを使用して製造した
電極（中間体）は大きな圧下率で圧延することが可能と
なるので、活物質充填率を高めることができる。言い換
えると、高容量の電極を製造することができる。

【００４１】また、比較材と比較して、第三の実施形態
による多孔質基材の方が耐剥離性が高いことから、金属
粉を接着剤に混合して多孔質金属板と金属板とを貼合わ
せてから拡散接合する場合は、接着剤を使用しないで多
孔質金属板と金属板との間に金属粉を挟んで拡散接合す
る場合より、接合強度を高めることができることがわか
る。

【００４２】また、第一の実施形態による多孔質基材の
方が第三の実施形態による方より、耐剥離性および耐亀
裂性に優れており、より薄い状態まで圧延が可能であ
る。この場合、電極の厚さコントロール範囲が広いとい
う、電極製造上有利である。すなわち、多孔質金属板と
して、キャリヤシート上形成したグリーンシートををキ
ャリヤシートにのせたまま発泡し、その発泡シート焼結
して製造した多孔質金属板を用いると、発泡ウレタンに
めっきして得られた多孔質金属板に比べて、金属板との
接合強度をより高めることができる。これは、前者の方
が接合面が平坦で金属板との接触面積が大きいからであ
る。

【００４３】また、比較材と比較して、焼結工程がない
第二の実施形態は、耐剥離性および耐亀裂性と活物質充
填率とに優れている。第二の実施形態による場合は活物
質充填率は、電極として使用する際に必要とされる２．
３ｇ／ｃｍ³以上を達成している。通電性は比較材と比
較してやや劣るものの電極として使用するには十分な程
度である。すなわち、本発明の第二の実施形態によれ
ば、焼結工程がないので、生産効率が上がり、コストの
削減が可能になる。

【００４４】次に、図６および図７を参照して、本発明
の多孔質基材を量産する場合の接合工程を概略する。図
６は、ロール状に巻かれている穴あき金属板１５を巻戻
しながら、その巻戻された部分の穴あき金属板１５の両
面に、図２（３）において示した焼結体１４を貼合わせ
た後、荷重ベルト２１で押圧しながら焼結炉２２を通し
て拡散接合させるという工程を連続的に行う接合工程の
例を示している。また、図７は、焼結体をロール化した
場合で、焼結体１４と穴あき金属板１５を同じ速度で巻
戻しながら、図６の場合と同様に、穴あき金属板１５の
両面に貼合わせ、荷重ベルト２１で押圧しながら焼結炉
２２を通して拡散接合させる工程を連続的に行う接合工
程の例を示している。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば以下のような効果を奏する。

【００４６】請求項１に記載の多孔質基材の製造方法に
よれば、金属粉を混合してなる接着剤が多孔質金属板と
金属板との接合部位全体にムラ無く均一に浸透した状態
で接合するので、多孔質金属板と金属板との通電性を低
下することなく、多孔質金属板と金属板との接合強度を
高められるという効果が得られる。また、この多孔質基
材では多孔質金属板を用いるので活物質を多く充填する
ことができるため、この多孔質基材を使用して大容量の
電池を製造でき、また、金属板を挟むため、この多孔質
基材を使用して通電性がよく大電流を流すことができる
電極が製造できるという効果が得られる。

【００４７】請求項２に記載の多孔質基材の製造方法に
よれば、金属粉を混合してなる接着剤が多孔質金属板と
金属板との接合部位全体にムラ無く均一に浸透した状態
で焼結して拡散接合するので、多孔質金属板と金属板と
の通電性を低下することなく、多孔質金属板と金属板と
の接合強度を高められるいう効果が得られる。

【００４８】請求項３に記載の多孔質基材の製造方法に
よれば、発泡シートを予め焼結を行った後その焼結体と
金属板を重ねて本焼結を行うので、本焼結の際の焼結体
の熱伸縮は小さくなり、本焼結時に金属板から焼結体が
剥離することが防止できるという効果が得られる。

【００４９】請求項４に記載の多孔質基材の製造方法に
よれば、多孔質金属板の発泡時にキャリヤシートに接し
ていた平坦な面を金属板に重ね合わせる側にするので、
多孔質金属板と金属板の間に金属粉が均一に充填され、
接合強度の面均一性が高められるという効果を得ること
ができる。

【００５０】請求項５に記載の多孔質基材の製造方法に
よれば、多孔質金属板製造の際の発泡時にキャリヤシー
トに接していた平坦な面を接合面にするので、多孔質金
属板と金属板の間に金属粉が均一に充填された状態で拡
散接合されることになり、接合強度の面均一性が高くな
るため、多孔質金属板の亀裂や剥離が抑制できるという
効果が得られる。

【００５１】請求項６に記載の多孔質基材の製造方法に
よれば、使用される金属板は軽量なことから電極の製造
に有利で、また、渦巻き加工性も高いことから量産性に
適した多孔質基材を製造できるという効果が得られる。

【００５２】請求項７に記載の多孔質基材によれば、接
着剤は金属粉を含んでいるので、金属粉を含まない接着
剤で接合した場合に比べて多孔質金属板と金属板との間
の通電性が高められるという効果が得られる。

【００５３】請求項８に記載の多孔質基材によれば、多
孔質金属板の平坦な面で接合することにより金属粉層の
厚さの面均一性を高めているので、接合強度の面均一性
が高く剥離が抑制できるという効果が得られる。

【００５４】請求項９に記載の多孔質基材によれば、多
孔質金属板が金属焼結体層を介して金属板に拡散接合さ
れているので接合強度が高められるという効果が得られ
る。

【００５５】請求項１０に記載の多孔質基材によれば、
多孔質金属板の平坦な面を接合面とすることで金属焼結
体層の厚さの面均一性を高めた状態で拡散接合されてい
るので、接合強度は高いばかりでなくその面均一性もよ
いので剥離が抑制できるという効果が得られる。

【００５６】請求項１１に記載の多孔質基材によれば、
使用される金属板は軽量なことから電極の製造に有利
で、また、渦巻き加工性も高いことから量産性が高めら
れるという効果が得られる。

【００５７】請求項１２に記載のアルカリ二次電池用電
極によれば、多孔質金属板と金属板との接合強度が高い
多孔質基材を使用しているので、大きく圧延することに
より活物質充填率が大きく、容量が高められるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第一の実施形態である多孔質基
材の断面図である。

【図２】図１の多孔質基材の製造方法の概略工程図で
ある。

【図３】本発明に係る多孔質基材の製造方法による多
孔質金属板（焼結体）のうら面の表面近傍の構造の模式
図であり、（ａ）はその最表面、（ｂ）（ａ）における
Ｘ−Ｘ線断面の模式図である。

【図４】本発明に係る多孔質基材の製造方法による多
孔質金属板（焼結体）のおもて面の表面近傍の構造の断
面の模式図である。

【図５】本発明に係る第二の実施形態である多孔質基
材の断面図である。

【図６】穴あき金属板を連続的に供給しながら多孔質
金属板と拡散接合する工程を示す模式図である。

【図７】多孔質金属板をロール化して穴あき金属板に
供給しながら拡散接合する工程を示す模式図である。

【符号の説明】

１多孔質基材２多孔質金属板３焼結体層（金属焼結体層）４金属板５骨格６側面８多孔質基材９金属粉層１０金属スラリー１１キャリヤシート１２グリーンシート１３発泡シート１４焼結体（仮焼体）１４ａうら面（キャリヤシ−ト側の面）１５穴あき金属板（金属板）１８多孔質金属板２０接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森山二郎埼玉県桶川市上日出谷1230番地三菱マテリアル株式会社桶川製作所内 (72)発明者上野博規埼玉県桶川市上日出谷1230番地三菱マテリアル株式会社桶川製作所内 (72)発明者辻本哲治埼玉県桶川市上日出谷1230番地三菱マテリアル株式会社桶川製作所内Ｆターム(参考） 4K044 AA02 AA06 AB08 BA06 BB01 BB13 BC08 CA12 CA24 CA62 5H016 AA02 AA05 BB01 BB06 BB08 BB09 BB19 CC03 EE01 EE05 5H017 AA02 AS02 BB04 BB06 BB08 BB09 BB10 BB11 BB12 BB14 BB16 BB17 BB19 CC05 CC27 CC28 DD01 EE01 EE04 EE09 EE10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多孔質金属板と金属板とが一体化された
多孔質基材の製造方法において、前記多孔質金属板と前記金属板とを金属粉を混合してな
る接着剤を介して接着する接着工程を含むことを特徴と
する多孔質基材の製造方法。
【請求項２】請求項１に記載の多孔質基材の製造方法
において、前記接着工程の後、焼結して前記多孔質金属板と前記金
属板とを拡散接合する工程を含むことを特徴とする多孔
質基材の製造方法。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の多孔質
基材の製造方法において、前記多孔質金属板が、金属粉末に発泡剤を混合してなる
金属スラリーをキャリヤシート上に薄く敷いてグリーン
シートを形成し、該グリーンシートを前記キャリヤシー
トにのせたまま発泡して発泡シートを形成し、該発泡シ
ートを焼結して形成した焼結体であることを特徴とする
多孔質基材の製造方法。
【請求項４】多孔質金属板と金属板とが一体化された
多孔質基材の製造方法において、金属粉末に発泡剤を混合してなる金属スラリーをキャリ
ヤシート上に薄く敷いてグリーンシートを形成し、該グ
リーンシートを前記キャリヤシートにのせたまま発泡し
て発泡シートを形成し、該発泡シートを焼結して多孔質
金属板を形成し、該多孔質金属板のキャリヤシート側の
面を金属粉を混合してなる接着剤を介して金属板に重ね
合わせて接着した後、乾燥して前記多孔質金属板と前記
金属板とを接合することを特徴とする多孔質基材の製造
方法。
【請求項５】多孔質金属板と金属板とが一体化された
多孔質基材の製造方法において、金属粉末に発泡剤を混合してなる金属スラリーをキャリ
ヤシート上に薄く敷いてグリーンシートを形成し、該グ
リーンシートを前記キャリヤシートにのせたまま発泡し
て発泡シートを形成し、該発泡シートを仮焼結して仮焼
体を形成し、該仮焼体のキャリヤシート側の面を金属粉
を混合してなる接着剤を介して金属板に重ね合わせて本
焼結することにより前記仮焼体を多孔質金属板として前
記金属板と拡散接合することを特徴とする多孔質基材の
製造方法。
【請求項６】請求項１から請求項５のいずれかに記載
の多孔質基材の製造方法において、前記金属板が穴あき金属板あるいはスクリーン金属板あ
るいはメッシュ金属板あるいはエキスパンデッドメタル
のいずれかであることを特徴とする多孔質基材の製造方
法。
【請求項７】多孔質金属板が金属粉を混合してなる接
着剤を介して金属板に接合されたことを特徴とする多孔
質基材。
【請求項８】請求項７に記載の多孔質基材において、前記多孔質金属板が焼結体の骨格からなり、該骨格の一
部の平坦な側面で構成される面を金属粉層を介して金属
板に接合していることを特徴とする多孔質基材。
【請求項９】多孔質金属板が金属焼結体層を介して金
属板に接合されていることを特徴とする多孔質基材。
【請求項１０】請求項９に記載の多孔質基材におい
て、前記多孔質金属板が焼結体の骨格からなり、該骨格の一
部の平坦な側面で構成される面を金属焼結体層を介して
金属板に接合していることを特徴とする多孔質基材。
【請求項１１】請求項７から請求項１０に記載の多孔
質基材において、前記金属板が穴あき金属板あるいはスクリーン金属板あ
るいはメッシュ金属板あるいはエキスパンデッドメタル
のいずれかであることを特徴とする多孔質基材。
【請求項１２】請求項７から請求項１１のいずれかに
記載の多孔質基材に水酸化ニッケルを主成分とする活物
質を充填してなることを特徴とするアルカリ二次電池用
電極。