JP2001040402A - Porous metallic thin sheet body and its manufacture - Google Patents

Porous metallic thin sheet body and its manufacture

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JP2001040402A
JP2001040402A JP11215527A JP21552799A JP2001040402A JP 2001040402 A JP2001040402 A JP 2001040402A JP 11215527 A JP11215527 A JP 11215527A JP 21552799 A JP21552799 A JP 21552799A JP 2001040402 A JP2001040402 A JP 2001040402A
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mixture
sheet
sheet body
thin layer
binder component
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Japanese (ja)
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Akira Horata
亮 洞田
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a porous metallic thin sheet body useful as a current collector plate for battery, and its manufacturing method. SOLUTION: The porous metallic thin sheet body is 10-40 μm in total thickness (t) and has a porous structure consisting of skeletal parts A where metal powder particles of 0.1-20 μm particle size are bonded together and intercommunicating pores B of 1-10 μm pore size and also has 40-70% porosity. In manufacture of this body, a mixture consisting of metal powders, binder components and a disperse medium is prepared, and a thin layer of this mixture is formed on the surface of a sheet body composed of thermally decomposable material. Subsequently, the first heating treatment is performed to remove at least the disperse medium, and then sintering is carried out at a temperature higher than respective thermal decomposition temperatures of the binder components and the sheet body.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は多孔質金属薄葉体と
その製造方法に関し、更に詳しくは、電池の分野におい
て、活物質を担持するために用いる集電板として好適な
多孔質金属薄葉体とそれを製造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a porous metal thin body and a method for producing the same, and more particularly, to a porous metal thin body suitable as a current collector used for supporting an active material in the field of batteries. It relates to a method of manufacturing it.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばニッケル・水素二次電池の正極で
あるニッケル極は、通常、次のようにして製造されてい
る。すなわちまず、正極活物質として機能する水酸化ニ
ッケルの粉末と、例えばカルボキシメチルセルロースの
ような結着剤とを水で混練して粘稠な正極合剤のペース
トを調製する。ついで、このペーストを後述する帯形状
をした集電板の表面に塗着したのち乾燥,加圧成形して
所定の厚みにし、更にそれを所定寸法に裁断する。
2. Description of the Related Art For example, a nickel electrode, which is a positive electrode of a nickel-hydrogen secondary battery, is usually manufactured as follows. That is, first, a powder of nickel hydroxide that functions as a positive electrode active material and a binder such as carboxymethyl cellulose are kneaded with water to prepare a viscous positive electrode mixture paste. Next, this paste is applied to the surface of a band-shaped current collector plate to be described later, and then dried and press-molded to a predetermined thickness, and then cut into predetermined dimensions.

【0003】また、負極である水素吸蔵合金電極は、水
素吸蔵合金粉末と上記したような結着剤とを水で混練し
て粘稠な負極合剤のペーストを調製し、そのペーストを
集電板に塗着したのち乾燥,成形を順次行い、所定形状
に裁断して製造されている。そして、これら正極と負極
の間に、電気絶縁性でかつ保液性を有するセパレータを
配置したのち全体を例えば渦巻状に巻回して発電要素を
製造し、その発電要素を電解液と一緒に所定の寸法形状
をした電池缶に収納したのち、全体を封口して電池が組
み立てられる。
[0003] In addition, a hydrogen storage alloy electrode as a negative electrode is prepared by kneading the hydrogen storage alloy powder and the above-described binder with water to prepare a viscous negative electrode mixture paste, and collecting the paste into a current collector. After being applied to a plate, drying and forming are sequentially performed, and the plate is cut into a predetermined shape and manufactured. Then, a separator having electrical insulation and liquid retention properties is arranged between the positive electrode and the negative electrode, and then the whole is wound, for example, in a spiral to produce a power generating element. After being housed in a battery can having the dimensions and shapes described above, the entire battery is sealed and a battery is assembled.

【0004】ここで、上記した集電板は、電池反応に必
要な活物質成分を担持すると同時に電池反応に伴って発
生する電流を集電するものであって、通常、導電性の材
料から成る多孔体シートが用いられている。具体的に
は、正極用の集電板としては、例えば、Niめっきのス
テンレス鋼板に所定孔径の開口が千鳥格子模様で形成さ
れているパンチングニッケルシートや、ラス加工が施さ
れているNiめっきステンレス鋼板や、フェルト状のニ
ッケル発泡体シートなどが用いられている。
[0004] The above-mentioned current collector plate supports an active material component necessary for a battery reaction and simultaneously collects current generated by the battery reaction, and is usually made of a conductive material. A porous sheet is used. Specifically, as the current collector plate for the positive electrode, for example, a punched nickel sheet in which an opening having a predetermined hole diameter is formed in a staggered lattice pattern on a Ni-plated stainless steel plate, Stainless steel sheets and felt-like nickel foam sheets are used.

【0005】ところで、上記した集電板の場合、組み立
てる電池の容量との関係では薄い方が好適であるといえ
る。その理由は、一定体積の電池缶の中に収容される発
電要素において、それを形成する集電板巻回層数は多く
なってその総面積は多くなり、そのことに伴って当該集
電板に担持されている活物質成分も増量するので電池容
量が増大するからである。
By the way, in the case of the above-mentioned current collector plate, it can be said that a thinner one is preferable in relation to the capacity of the battery to be assembled. The reason is that, in a power generating element housed in a battery can of a fixed volume, the number of wound layers of the current collector plate forming the same increases and the total area increases, and accordingly, the current collector plate concerned This is because the amount of the active material component supported on the battery also increases, so that the battery capacity increases.

【0006】また、集電板には活物質成分が剥離するこ
となく担持されることが必要であるため、当該集電板は
適度の多孔構造になっていることが好ましい。このよう
な多孔構造の場合には、前記した正極合剤や負極合剤が
多孔構造の空隙内にも充填され、そのアンカー効果によ
り剥離しにくくなるからである。前記した従来の集電板
は、いずれも多孔構造であり、合剤などの担持という点
での問題は少ないが、その厚みは一般に0.05〜0.1
mm程度と厚いため、大容量電池を製造する場合の集電板
としては必ずしも満足すべきものとはいえない。
[0006] Further, since it is necessary that the active material component is supported on the current collecting plate without peeling, it is preferable that the current collecting plate has an appropriate porous structure. This is because, in the case of such a porous structure, the above-mentioned positive electrode mixture and negative electrode mixture are also filled in the voids of the porous structure, and it becomes difficult to peel off due to the anchor effect. Each of the above-mentioned conventional current collector plates has a porous structure and has little problem in carrying a mixture or the like, but the thickness is generally 0.05 to 0.1.
Since it is as thick as about mm, it cannot be said that it is always satisfactory as a current collector plate for producing a large capacity battery.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、製造工程が
単純で多孔構造体を製造することが可能である新規な多
孔質金属薄葉体とその製造方法の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a novel porous metal thin body which has a simple manufacturing process and can manufacture a porous structure, and a method for manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、全体の厚みが10〜40μ
m、好ましくは10〜25μmであって、粒径0.1〜
20μmの金属粉末が相互に結合して成る骨格部と孔径
1〜10μmの連通孔とから成る多孔構造を有し、かつ
気孔率が40〜70%であることを特徴とする多孔質金
属薄葉体が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the total thickness is 10 to 40 μm.
m, preferably 10 to 25 μm, and the particle size is 0.1 to 0.1 μm.
A porous metal thin body having a porous structure consisting of a skeleton portion formed by bonding 20 μm metal powders to each other and communicating holes having a pore size of 1 to 10 μm, and having a porosity of 40 to 70%. Is provided.

【0009】更に、本発明においては、金属粉末と結合
剤成分と分散媒とから成る混合物を調製し、前記混合物
の薄層を熱分解性材料から成るシート体の表面に形成
し、ついで、最初の加熱処理を行って少なくとも前記分
散媒を除去したのち、前記結合剤成分と前記シート体の
熱分解温度より高い温度で焼結することを特徴とする多
孔質金属薄葉体の製造方法が提供される。
Further, in the present invention, a mixture comprising a metal powder, a binder component, and a dispersion medium is prepared, and a thin layer of the mixture is formed on the surface of a sheet made of a thermally decomposable material. A heat treatment for removing at least the dispersion medium, followed by sintering at a temperature higher than a thermal decomposition temperature of the binder component and the sheet body. You.

【0010】具体的には、前記金属粉末の粒径が0.1
〜30μmであり、前記混合物は金属粉末の占有体積が
25〜55体積%となるように調製され、また前記結着
剤成分と分散媒との体積比率は、前者が75〜35体積
%となるように調製されている多孔質金属薄葉体の製造
方法が提供される。
More specifically, the metal powder has a particle size of 0.1.
The mixture is prepared so that the volume occupied by the metal powder is 25 to 55% by volume, and the volume ratio between the binder component and the dispersion medium is 75 to 35% by volume in the former case. A method for producing a porous metal sheet prepared as described above is provided.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】まず、本発明の薄葉体を概略断面
図として図1に示す。この薄葉体は、粒径0.1〜10
μmの金属粉末が3次元的に互いに結合することによっ
て形成されている骨格部Aと、その骨格部Aの間に3次
元的な空隙部として形成されている孔径1〜10μmの
連通孔Bとから成る多孔構造を有している。そして、全
体の厚みtは10〜40μmであり、また全体の体積中
における前記連通孔Bの体積比率で表示される気孔率は
40〜70%になっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a thin leaf of the present invention is shown in FIG. 1 as a schematic sectional view. This thin leaf has a particle size of 0.1 to 10
a skeleton portion A formed by three-dimensionally bonding metal powders having a diameter of 1 μm, and a communication hole B having a hole diameter of 1 to 10 μm formed as a three-dimensional gap between the skeleton portions A. Has a porous structure consisting of The total thickness t is 10 to 40 μm, and the porosity represented by the volume ratio of the communication hole B in the entire volume is 40 to 70%.

【0012】したがって、この薄葉体の表面に例えば正
極合剤のペーストを塗着すると、当該ペーストの一部は
連通孔Bの中に充填されてアンカー効果を発揮するの
で、表面塗着層の剥離は防止される。また、電池反応に
伴って発生した電流は金属粉末が結合して成る3次元構
造の骨格部Aを導通経路にして有効に集電される。そし
て全体の厚みtは10〜40μmと非常に薄いので、製
造した発電要素における集電板の総面積も大きくなり、
一定体積の電池缶の中に収容される活物質成分の量も多
くなるので、組み立てた電池は高容量になる。
Therefore, when a paste of, for example, a positive electrode mixture is applied to the surface of the thin leaf body, a part of the paste is filled in the communication hole B to exhibit an anchor effect. Is prevented. Further, the current generated by the battery reaction is effectively collected by using the skeleton portion A of the three-dimensional structure formed by bonding the metal powders as a conduction path. And the total thickness t is very thin, 10 to 40 μm, so that the total area of the current collector plate in the manufactured power generation element also becomes large,
Since the amount of the active material component contained in the battery can of a fixed volume also increases, the assembled battery has a high capacity.

【0013】この薄葉体は次のようにして製造すること
ができる。それを以下に詳細に説明する。まず、金属粉
末と結合剤成分と分散媒を必須成分として粘稠な混合物
が調製される。金属粉末は粒径0.1〜20μmのもの
が用いられ、これらが最終的には前記した骨格部Aを構
成する。金属粉末としては、導電性を備えるとともに例
えばアルカリ電解液に対しても耐食性を有するものが選
択され、具体的にはステンレス鋼粉末やFe−Ni合
金、Fe−Ni−Co合金などをあげることができる。
This thin leaf can be manufactured as follows. It is described in detail below. First, a viscous mixture is prepared using metal powder, a binder component, and a dispersion medium as essential components. The metal powder having a particle size of 0.1 to 20 μm is used, and these finally constitute the skeleton A described above. As the metal powder, those having conductivity and corrosion resistance to an alkaline electrolyte, for example, are selected, and specific examples thereof include stainless steel powder, Fe-Ni alloy, and Fe-Ni-Co alloy. it can.

【0014】結合剤成分は、後述する混合物の薄層形成
時に金属粉末を相互に結着して当該薄層の形崩れを防止
するとともに、後述する焼結時に熱分解し、その大部分
がガス化して薄層から散逸することにより連通孔Bを形
成する。また、分散媒は、金属粉末と結着剤成分とを均
一に混合するための成分であるとともに、調製された混
合物の粘稠性を調整してシート体への混合物薄層の形成
を行いやすくするための成分である。更には、後述する
薄層の乾燥時や焼結時にガス化して散逸することによ
り、連通孔Bの形成に資する。
The binder component binds the metal powder to each other when forming a thin layer of the mixture to be described later to prevent the thin layer from deforming, and thermally decomposes during sintering to be described later, and most of the gas is a gas. The communication hole B is formed by being formed and dissipating from the thin layer. In addition, the dispersion medium is a component for uniformly mixing the metal powder and the binder component, and it is easy to form the mixture thin layer on the sheet by adjusting the viscosity of the prepared mixture. It is a component for performing. Further, the gasification and gasification during the drying and sintering of a thin layer described later contribute to the formation of the communication hole B.

【0015】このように、混合物における結合剤成分と
分散媒は、最終的に得られる薄葉体の連通孔Bの孔径と
気孔率を規定する。したがって、本発明においては、結
合剤成分と分散媒の合量は、混合物の全体積において4
5〜75体積%の割合を占めている、逆にいえば金属粉
末の占有体積が25〜55体積%となるように設定され
る。
As described above, the binder component and the dispersion medium in the mixture determine the pore diameter and porosity of the communication hole B of the finally obtained thin leaf. Therefore, in the present invention, the total amount of the binder component and the dispersion medium is 4 in the total volume of the mixture.
The metal powder occupies a ratio of 5 to 75% by volume. Conversely, the occupied volume of the metal powder is set to 25 to 55% by volume.

【0016】結合剤成分と分散媒の合量が45体積%よ
り少ない場合は最終的に得られる薄葉体の気孔率が40
%より小さくなるからであり、逆に75体積%より多く
すると、得られる薄葉体の気孔率は70%を超えるとと
もに連通孔の孔径も10μmより大きくなり、結果とし
て薄葉体の強度特性が大幅に低下するからである。ま
た、結合剤成分と分散媒との割合において、前者が少な
すぎる(後者が多すぎる)と、連通孔Bの孔径が大きく
なりすぎるとともに骨格部Aの強度低下を招き、逆に前
者が多すぎると混合物の粘稠性が低下して後述する混合
物の薄層形成に難が生ずる。このようなことから、前者
と後者の合量において、前者は5〜50体積%(したが
って後者は50〜95体積%)となるように調整するこ
とが好ましい。
When the combined amount of the binder component and the dispersion medium is less than 45% by volume, the porosity of the finally obtained thin body is 40%.
On the contrary, if it is more than 75% by volume, the porosity of the obtained thin body exceeds 70% and the pore diameter of the communication hole also becomes larger than 10 μm, and as a result, the strength characteristics of the thin body are greatly reduced. It is because it falls. When the ratio of the binder component and the dispersion medium is too small (the latter is too large), the pore size of the communication hole B is too large and the strength of the skeleton A is reduced, and conversely, the former is too large. In addition, the viscosity of the mixture decreases, and it becomes difficult to form a thin layer of the mixture described below. For this reason, it is preferable to adjust the total amount of the former and the latter so that the former is 5 to 50% by volume (therefore, the latter is 50 to 95% by volume).

【0017】前記した働きをする結合剤成分は、金属粉
末を相互に結着するとともに最終的には後述する焼結過
程で熱分解除去されるものであれば何であってもよく、
例えば、酢酸ビニル,ポリビニルアルコール,ポリビニ
ルブチラールのような合成樹脂や、米のり,松ヤニ,セ
ルロースのような天然樹脂などをあげることができる。
The binder component that functions as described above may be any as long as it binds the metal powder to each other and is finally thermally decomposed and removed in the sintering process described later.
For example, synthetic resins such as vinyl acetate, polyvinyl alcohol, and polyvinyl butyral, and natural resins such as rice paste, pine tar, and cellulose can be used.

【0018】また分散媒としては、前記した結合剤成分
の種類に応じて各種のものを使用することができるが、
例えば結合剤成分が酢酸ビニルやポリビニルアルコール
のような水溶性樹脂である場合には水を好適例としてあ
げることができ、結合剤成分がクロロプレンやポリビニ
ルブチラールのような非水溶性樹脂である場合にはヘキ
サンやアルコールのような有機溶媒を好適例としてあげ
ることができる。
As the dispersion medium, various ones can be used according to the kind of the binder component.
For example, when the binder component is a water-soluble resin such as vinyl acetate or polyvinyl alcohol, water can be mentioned as a preferred example, and when the binder component is a water-insoluble resin such as chloroprene or polyvinyl butyral. As a preferred example, organic solvents such as hexane and alcohol can be mentioned.

【0019】また、分散媒としては、パラフィンワック
スやカルナバワックスのように常温下では固体であって
も若干の加熱処理により溶融液化するものを用いること
もできる。その場合には、分散媒の溶融液化する温度で
金属粉末と結合剤成分を混合して混合物が調製される。
次に、上記成分で調製された混合物の薄層がシート体の
表面に形成される。
Further, as the dispersion medium, a medium which is solid at room temperature but melts by a slight heat treatment, such as paraffin wax or carnauba wax, can also be used. In that case, a mixture is prepared by mixing the metal powder and the binder component at a temperature at which the dispersion medium is melted and liquefied.
Next, a thin layer of the mixture prepared with the above components is formed on the surface of the sheet body.

【0020】例えば、図2で示したように、ロール1a
から引き出されてロール1b側に走行するシート体2の
上に前記混合物3を供給し、下流側に配置した例えばド
クターブレード4で所定の厚みに整形して薄層3aが形
成される。このときの薄層3aの厚みは、後述する乾燥
時や焼結時における混合物の収縮を見込み、最終的に薄
葉体の厚みが10〜40μmとなるように調整される。
For example, as shown in FIG.
The mixture 3 is supplied onto the sheet 2 which is pulled out from the roll 1b and travels to the roll 1b side, and is shaped into a predetermined thickness by, for example, a doctor blade 4 arranged downstream to form a thin layer 3a. At this time, the thickness of the thin layer 3a is adjusted such that the thickness of the thin leaf member finally becomes 10 to 40 μm in view of the contraction of the mixture during drying and sintering described later.

【0021】このようにして形成された薄層3aは、図
2のドクターブレード4を通過した時点では湿潤状態に
ある。そこで、シート体2を例えば乾燥炉5に送り込
み、所定の温度で加熱処理が行われる。この処理の過程
で、薄層3aを構成する少なくとも分散媒が乾燥除去さ
れる。そして、薄層3aには分散媒の除去に伴って3次
元的に連通する空隙が生成し、同時に金属粉末が結合剤
成分によって相互に結着される。
The thin layer 3a thus formed is in a wet state when it passes the doctor blade 4 in FIG. Then, the sheet body 2 is sent to, for example, a drying furnace 5 and heat treatment is performed at a predetermined temperature. During this process, at least the dispersion medium constituting the thin layer 3a is dried and removed. Then, in the thin layer 3a, voids that communicate with each other three-dimensionally are generated with the removal of the dispersion medium, and at the same time, the metal powders are mutually bound by the binder component.

【0022】このときの温度は、少なくとも分散媒が蒸
発する温度であればよいが、更に温度を高めて結合剤成
分の熱分解温度以上に設定してもよい。その場合には、
金属粉末相互を結着している結合剤成分も熱分解してそ
の大部分が薄層3aから揮散し、その残渣によって金属
粉末の結着状態が維持されつつ、薄層3a内に3次元的
に連通する空隙が形成されることになる。逆にいえば、
この時点で金属粉末が結合して成る骨格部の前駆体が形
成される。
The temperature at this time may be at least a temperature at which the dispersion medium evaporates, but may be set to a temperature higher than the thermal decomposition temperature of the binder component by further increasing the temperature. In that case,
The binder component binding the metal powders to each other is also thermally decomposed, and most of the binder volatilizes from the thin layer 3a, and the residue keeps the binding state of the metal powder and the three-dimensionally formed thin layer 3a. Is formed. Conversely,
At this point, a precursor of the skeleton formed by combining the metal powders is formed.

【0023】なお、このときにシート体2も加熱処理を
受ける。そして、シート体2の種類によっては、この過
程で、一部または全部が熱分解する場合もあるし、熱分
解しない場合もある。前者の場合には、加熱処理後の薄
層3aにとっての支持シートが消失することになるが、
分散媒や結合剤成分の揮散に伴う収縮現象により当該薄
層3aの強度は適度に保たれ、また結合剤成分の残渣で
形状が保持された状態になっているので、切断などの形
状破壊を起こすことはない。
At this time, the sheet 2 is also subjected to a heat treatment. Then, depending on the type of the sheet body 2, in this process, part or all may be thermally decomposed, or may not be thermally decomposed. In the former case, the support sheet for the thin layer 3a after the heat treatment will disappear,
The strength of the thin layer 3a is appropriately maintained by the shrinkage phenomenon accompanying the volatilization of the dispersion medium and the binder component, and the shape is maintained by the residue of the binder component. Will not wake up.

【0024】なお、分散媒として例えばパラフィンワッ
クスを使用した場合には、薄層の形成時に混合物を加熱
して流動状態にしてシート体に塗布し、そしてその塗膜
を冷却して固化したのち、上記した乾燥処理を行うこと
なく、例えば薄層3aを塩化メチレン内に浸漬してパラ
フィンワックスを溶解除去してもよい。また、薄層3a
の形成に関しては、図2で示したドクターブレードによ
る塗布に限定されるものではなく、例えば図3で示した
ように、一対のロール6a,6bのそれぞれにシート体
2,2を対向配置し、そのシート体2,2の上部に混合
物3を配置し、ロール6a,6bを回転させることによ
り、シート体2,2の間に所望厚みの薄層3aをロール
成形してもよい。このとき、ロール6a,6bの間隔を
調整することにより薄層3aの厚みを所望する厚みに調
整することができる。
When, for example, paraffin wax is used as the dispersion medium, the mixture is heated to be in a fluidized state at the time of forming a thin layer and is applied to a sheet, and after the coating is cooled and solidified, The paraffin wax may be dissolved and removed, for example, by immersing the thin layer 3a in methylene chloride without performing the above-described drying treatment. In addition, the thin layer 3a
The formation of is not limited to the application by the doctor blade shown in FIG. 2, but, for example, as shown in FIG. 3, the sheet members 2 and 2 are arranged to face the pair of rolls 6a and 6b, respectively. The thin layer 3a having a desired thickness may be roll-formed between the sheet bodies 2 and 2 by disposing the mixture 3 on the sheet bodies 2 and 2 and rotating the rolls 6a and 6b. At this time, the thickness of the thin layer 3a can be adjusted to a desired thickness by adjusting the interval between the rolls 6a and 6b.

【0025】そして、このようにして製造された薄層3
a、またはシート体2と薄層3aの合体シートはロール
1bで巻き取られ、ついで、後述する焼結処理が施され
る。すなわち、図4で示したように、ロール1bから引
き出された薄層3a(または上記合体シート)は焼結炉
6に送り込まれ、そこで所定の温度で焼結されたのちロ
ール1cに巻き取られる。
Then, the thin layer 3 thus manufactured
a, or a united sheet of the sheet body 2 and the thin layer 3a is wound by a roll 1b, and then subjected to a sintering process described later. That is, as shown in FIG. 4, the thin layer 3a (or the united sheet) drawn from the roll 1b is sent to the sintering furnace 6, where it is sintered at a predetermined temperature and then wound up on the roll 1c. .

【0026】焼結炉6としては、金属粉末の酸化を防止
するために、非酸化性雰囲気炉が用いられ、具体的には
水素炉であることが好ましい。この焼結過程で、結合剤
成分とシート体とが完全に熱分解除去され、前記した加
熱処理時に形成された骨格部の前駆体の金属粉末は、炭
化した結合剤成分で相互に連結され、また一部の金属粉
末が相互に例えば焼結した状態で結合した骨格部Aに転
化する。すなわち、この焼結後にあっては、図1で示し
たように、骨格部Aとその周囲に3次元的に連通する連
通孔Bとから成る多孔構造のシートのみから成る薄葉体
が製造される。
As the sintering furnace 6, a non-oxidizing atmosphere furnace is used in order to prevent oxidation of the metal powder, and specifically, a hydrogen furnace is preferable. In this sintering process, the binder component and the sheet body are completely thermally decomposed and removed, and the metal powder of the skeleton precursor formed during the heat treatment is interconnected by the carbonized binder component, In addition, a part of the metal powder is converted into a skeleton A which is bonded to each other, for example, in a sintered state. That is, after this sintering, as shown in FIG. 1, a thin leaf body composed of only a sheet having a porous structure including a skeleton A and a communication hole B three-dimensionally communicating therewith is manufactured. .

【0027】このときの温度は、結合剤成分とシート体
を確実に熱分解する温度に設定され、更には、金属粉末
の焼結が可能であるような温度に設定される。例えば、
金属粉末がSUS316相当のステンレス鋼粉末である
場合には、900〜1350℃程度に設定すればよい。
なお、以上の説明は、最初の加熱処理と次の焼結とを別
工程とする場合であるが、本発明においては、この両工
程を連続工程として組み立ててもよい。
The temperature at this time is set to a temperature at which the binder component and the sheet are reliably thermally decomposed, and further set to a temperature at which sintering of the metal powder is possible. For example,
When the metal powder is SUS316 equivalent stainless steel powder, the temperature may be set to about 900 to 1350 ° C.
In the above description, the first heat treatment and the next sintering are performed in separate steps. In the present invention, these two steps may be assembled as a continuous step.

【0028】[0028]

【実施例】実施例1 酢酸ビニル(結合剤成分)15体積%を水(分散媒)8
0体積%に溶解した溶液53体積%と、最大粒径15μ
mで平均粒径が6μmのステンレス鋼粉末(SUS31
6相当)47体積%とを混合してスラリー状の混合物を
調製した。
EXAMPLE 1 15% by volume of vinyl acetate (binder component) was added to water (dispersion medium) 8
53% by volume of a solution dissolved in 0% by volume and a maximum particle size of 15μ
stainless steel powder having a mean particle size of 6 μm (SUS31
And 6% by volume) to prepare a slurry-like mixture.

【0029】厚み100μmのセルロース製シート(熱
分解温度500℃)を用意し、その片面に前記混合物を
塗布したのちドクターブレードで厚み約25μmの混合
物薄層を形成した。ついで、このシートを自然乾燥した
のち温度150℃の乾燥炉に送り込み5分間の加熱処理
を行い、ついで水素炉に導入し、温度1150℃で15
分間の焼結を行った。
A cellulose sheet (pyrolysis temperature: 500 ° C.) having a thickness of 100 μm was prepared, and the mixture was applied to one surface thereof, and then a mixture thin layer having a thickness of about 25 μm was formed with a doctor blade. Then, after the sheet is naturally dried, it is sent to a drying oven at a temperature of 150 ° C. and subjected to a heat treatment for 5 minutes.
Minutes of sintering.

【0030】厚み22μmの金属薄葉体が得られた。こ
の薄葉体を顕微鏡観察したところ、前記ステンレス鋼粉
末が相互に結合した状態の骨格部と、孔径1〜10μm
の連通孔とから成る多孔構造体であり、その気孔率は5
0%であった。 実施例2 クロロプレン10体積%をヘキサン80体積%に溶解
し、得られた溶液53体積%と、最大粒径15μmで平
均粒径が6μmのSUS434L粉末47体積%とを混
合してスラリーを調製した。
A thin metal leaf having a thickness of 22 μm was obtained. When the thin leaf was observed under a microscope, the skeletal portion in a state where the stainless steel powders were bonded to each other, and a pore diameter of 1 to 10 μm
And a porosity of 5%.
It was 0%. Example 2 A slurry was prepared by dissolving 10% by volume of chloroprene in 80% by volume of hexane and mixing 53% by volume of the obtained solution with 47% by volume of SUS434L powder having a maximum particle size of 15 μm and an average particle size of 6 μm. .

【0031】これをセルロース製シートの片面に実施例
1の場合と同様にして塗布し、厚み約25μmの薄層を
形成した。ついで、このシートを自然乾燥したのち、温
度150℃の乾燥炉に送り込み5分間の加熱処理を行
い、ついで、水素炉に導入し、温度1150℃で15分
間の焼結を行った。
This was applied to one surface of a cellulose sheet in the same manner as in Example 1 to form a thin layer having a thickness of about 25 μm. Next, after the sheet was air-dried, it was sent to a drying furnace at a temperature of 150 ° C. and subjected to a heat treatment for 5 minutes. Then, the sheet was introduced into a hydrogen furnace and sintered at a temperature of 1150 ° C. for 15 minutes.

【0032】厚み23μmで気孔率47%の金属薄葉体
が得られた。
A thin metal body having a thickness of 23 μm and a porosity of 47% was obtained.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、全体の厚みが10〜40μmと極めて薄く、し
かも気孔率が40〜70%である多孔構造の金属薄葉体
を製造することができる。そして、この金属薄葉体を電
池の集電板として使用すると、多孔構造であるがゆえに
表面に担持する活物質の剥離を防止することができ、ま
た収容する活物質の量も増加するので高容量電池を組み
立てることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a metal leaf having a porous structure having an extremely thin overall thickness of 10 to 40 μm and a porosity of 40 to 70% is produced. be able to. When the thin metal sheet is used as a current collector plate of a battery, it is possible to prevent the active material carried on the surface from being peeled off due to the porous structure, and to increase the amount of the contained active material, thereby increasing the capacity. Battery can be assembled.

【0034】また、この金属薄葉体は、そこに形成され
ている連通孔の孔径が1〜10μmであるので、微粒子
成分を分離するためのフィルタとしての分野にも使用す
ることができる。
The thin metal leaf can be used in the field of a filter for separating fine particle components since the diameter of the communicating hole formed therein is 1 to 10 μm.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の多孔質金属薄葉体の構造を示す概略断
面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a porous thin metal sheet of the present invention.

【図2】混合物をシート体に塗布する状態を示す概略図
である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state where a mixture is applied to a sheet body.

【図3】混合物の薄層を形成する別の例を示す概略図で
ある。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating another example of forming a thin layer of a mixture.

【図4】薄層を焼結する状態を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing a state in which a thin layer is sintered.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 骨格部 B 連通孔 1a,1b,1c,6a,6b ロール 2 シート体 3 混合物 3a 混合物3の薄層 4 ドクターブレード 5 乾燥炉 7 焼結炉 Reference Signs List A Frame part B Communication hole 1a, 1b, 1c, 6a, 6b Roll 2 Sheet 3 Mixture 3a Thin layer of mixture 3 4 Doctor blade 5 Drying furnace 7 Sintering furnace

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 全体の厚みが10〜40μmであって、
粒径0.1〜20μmの金属粉末が相互に結合して成る
骨格部と孔径1〜10μmの連通孔とから成る多孔構造
を有し、かつ気孔率が40〜70%であることを特徴と
する多孔質金属薄葉体。
1. The overall thickness is 10 to 40 μm,
It has a porous structure consisting of a skeleton part formed by bonding metal powders having a particle size of 0.1 to 20 μm with each other and a communication hole having a pore diameter of 1 to 10 μm, and has a porosity of 40 to 70%. Porous metal leaf.
【請求項2】 金属粉末と結合剤成分と分散媒とから成
る混合物を調製し、前記混合物の薄層を熱分解性材料か
ら成るシート体の表面に形成し、ついで、最初の加熱処
理を行って少なくとも前記分散媒を除去したのち、前記
結合剤成分と前記シート体の熱分解温度より高い温度で
焼結することを特徴とする多孔質金属薄葉体の製造方
法。
2. A mixture comprising a metal powder, a binder component and a dispersion medium is prepared, and a thin layer of the mixture is formed on the surface of a sheet made of a thermally decomposable material. Removing at least the dispersion medium and sintering the binder component and the sheet at a temperature higher than the thermal decomposition temperature of the sheet.
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