JP2002208405A - 電極用多孔質基体の製造方法 - Google Patents
電極用多孔質基体の製造方法Info
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 金網等の金属板材を内蔵することなく高強度
で高通電性であり、活物質を充填してアルカリ二次電池
の電極となる電極用多孔質基体の製造方法を提供する事
である。 【解決手段】 金属骨格２６と空隙２７とからなり、一
方の面に前記空隙密度が小さい緻密層２５を有する多孔
質金属板２４の前記緻密層２５同士を貼り合わせること
を特徴とする。
で高通電性であり、活物質を充填してアルカリ二次電池
の電極となる電極用多孔質基体の製造方法を提供する事
である。 【解決手段】 金属骨格２６と空隙２７とからなり、一
方の面に前記空隙密度が小さい緻密層２５を有する多孔
質金属板２４の前記緻密層２５同士を貼り合わせること
を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電極用多孔質基体
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】活物質を充填してアルカリ二次電池の電
極とする基体として、金属焼結体の骨格と空隙とからな
る多孔質金属板が使用されている。この多孔質金属板の
強度の強化および通電性の向上を目的として、通常、２
枚の多孔質金属板の間に金網等の金属板材を挟んで一体
として焼結して多孔質基材とする。このような多孔質基
材では、前記空隙に活物質を多く保持することができる
ため、この多孔質基材を用いた電極はその容量が大き
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。
極とする基体として、金属焼結体の骨格と空隙とからな
る多孔質金属板が使用されている。この多孔質金属板の
強度の強化および通電性の向上を目的として、通常、２
枚の多孔質金属板の間に金網等の金属板材を挟んで一体
として焼結して多孔質基材とする。このような多孔質基
材では、前記空隙に活物質を多く保持することができる
ため、この多孔質基材を用いた電極はその容量が大き
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。
【０００３】上記多孔質基材を製造するには、図４に示
すような多孔質金属板製造装置（焼結炉は図示せず）１
が使用される。図４において、符号２はキャリヤシー
ト、３はドクターブレード、４は金属スラリー、５は高
温高湿度槽、６は乾燥槽、７はホッパー、８は巻き戻し
リール、９は巻取リール、１０、１１は支持ロールであ
る。
すような多孔質金属板製造装置（焼結炉は図示せず）１
が使用される。図４において、符号２はキャリヤシー
ト、３はドクターブレード、４は金属スラリー、５は高
温高湿度槽、６は乾燥槽、７はホッパー、８は巻き戻し
リール、９は巻取リール、１０、１１は支持ロールであ
る。
【０００４】上記構成の多孔質金属板製造装置１を用い
た多孔質金属板の製造方法およびそれから多孔質基材を
製造を製造する工程の概略を図５に示す。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４を作成する。次に、金属スラリー４を、ホッパー
７から離型剤が塗布されたキャリヤシート２上に供給
し、ドクターブレード３によりシート状に成形してグリ
ーンシート１２を作る。次に、グリーンシート１２を高
温高湿度槽５において発泡を行い、発泡シート１３に形
成する。次いで、この発泡シート１３を、乾燥槽６にお
いて乾燥、脱脂する。それから、乾燥、脱脂した２枚の
乾燥発泡シート１４の間に金属板材１５を重ね合わせ通
常水素含有窒素中で焼結を行うことによって、一体化し
た多孔質基材１６が製造される。
た多孔質金属板の製造方法およびそれから多孔質基材を
製造を製造する工程の概略を図５に示す。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４を作成する。次に、金属スラリー４を、ホッパー
７から離型剤が塗布されたキャリヤシート２上に供給
し、ドクターブレード３によりシート状に成形してグリ
ーンシート１２を作る。次に、グリーンシート１２を高
温高湿度槽５において発泡を行い、発泡シート１３に形
成する。次いで、この発泡シート１３を、乾燥槽６にお
いて乾燥、脱脂する。それから、乾燥、脱脂した２枚の
乾燥発泡シート１４の間に金属板材１５を重ね合わせ通
常水素含有窒素中で焼結を行うことによって、一体化し
た多孔質基材１６が製造される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
多孔質基材では、金属板材を使用するため高コストとな
るという問題があった。また、金網を２枚の多孔質金属
板に挟んで一体化して薄板状にすることは難しく、多孔
質金属板の表面に金網が露出したりして不良品が発生し
やすいという問題があった。
多孔質基材では、金属板材を使用するため高コストとな
るという問題があった。また、金網を２枚の多孔質金属
板に挟んで一体化して薄板状にすることは難しく、多孔
質金属板の表面に金網が露出したりして不良品が発生し
やすいという問題があった。
【０００６】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、金網等の金属板材を内蔵することなく高強度で
高通電性であり、活物質を充填してアルカリ二次電池の
電極となる電極用多孔質基体の製造方法を提供する事を
目的とする。
もので、金網等の金属板材を内蔵することなく高強度で
高通電性であり、活物質を充填してアルカリ二次電池の
電極となる電極用多孔質基体の製造方法を提供する事を
目的とする。
【０００７】
【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
電極用多孔質基体は、金属骨格と空隙とからなり、一方
の面に前記空隙密度が小さい緻密層を有する多孔質金属
板の前記緻密層同士を貼り合わせたことを特徴とする。
の本発明は、以下の構成を採用した。請求項１に記載の
電極用多孔質基体は、金属骨格と空隙とからなり、一方
の面に前記空隙密度が小さい緻密層を有する多孔質金属
板の前記緻密層同士を貼り合わせたことを特徴とする。
【０００８】この電極用多孔質基体においては、電極用
多孔質基体を構成する多孔質金属板は緻密層を有するの
で、強度および通電性を高く、また、２枚の多孔質金属
板に活物質を充填できるので、アルカリ二次電池の電極
にしたときに容量が高い。ここで、緻密層は表面が閉孔
している場合だけでなく、開孔を有する場合も含む。
多孔質基体を構成する多孔質金属板は緻密層を有するの
で、強度および通電性を高く、また、２枚の多孔質金属
板に活物質を充填できるので、アルカリ二次電池の電極
にしたときに容量が高い。ここで、緻密層は表面が閉孔
している場合だけでなく、開孔を有する場合も含む。
【０００９】請求項２に記載の電極用多孔質基体の製造
方法は、金属骨格と空隙とからなる多孔質金属板を貼り
合わせた電極用多孔質基体の製造方法において、金属粉
末に界面活性剤および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
成する第一の工程と、該グリーンシートをキャリヤシー
トにのせたまま発泡して発泡シートを形成する第二の工
程と、該発泡シートを乾燥する第三の工程と、前記乾燥
した発泡シートを焼結して多孔質金属板を形成する第四
の工程と、該多孔質金属板の前記緻密層同士を貼り合わ
せて電極用多孔質基体を形成する工程とを備えるととも
に、前記第二の工程において、前記キャリヤシート上の
グリーンシートにキャリヤシート面に対して垂直面下方
向に磁力を付与することを特徴とする。
方法は、金属骨格と空隙とからなる多孔質金属板を貼り
合わせた電極用多孔質基体の製造方法において、金属粉
末に界面活性剤および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
成する第一の工程と、該グリーンシートをキャリヤシー
トにのせたまま発泡して発泡シートを形成する第二の工
程と、該発泡シートを乾燥する第三の工程と、前記乾燥
した発泡シートを焼結して多孔質金属板を形成する第四
の工程と、該多孔質金属板の前記緻密層同士を貼り合わ
せて電極用多孔質基体を形成する工程とを備えるととも
に、前記第二の工程において、前記キャリヤシート上の
グリーンシートにキャリヤシート面に対して垂直面下方
向に磁力を付与することを特徴とする。
【００１０】請求項３に記載の電極用多孔質基体の製造
方法は、請求項２に記載の金属骨格と空隙とからなる多
孔質金属板を貼り合わせた電極用多孔質基体の製造方法
において、前記第三の工程において、前記キャリヤシー
ト上の発泡シートにキャリヤシート面に対して垂直面下
方向に磁力を付与することを特徴とする。
方法は、請求項２に記載の金属骨格と空隙とからなる多
孔質金属板を貼り合わせた電極用多孔質基体の製造方法
において、前記第三の工程において、前記キャリヤシー
ト上の発泡シートにキャリヤシート面に対して垂直面下
方向に磁力を付与することを特徴とする。
【００１１】請求項２または請求項３に記載の電極用多
孔質基体の製造方法は、グリーンシートをキャリヤシー
トにのせたまま、グリーンシートにキャリヤシート面に
対して垂直面下方向にに磁力を付与した状態で発泡を行
うので、グリーンシートを組成する金属粉末は、重力ば
かりでなく磁力によって力を受け、グリーンシートのキ
ャリヤシート側の面が他方の面に比べて金属粉末の密度
を高く、逆に、空隙密度の小さい緻密層を形成すること
ができる。そして、このグリーンシートを発泡した後乾
燥するので、キャリヤシート面側には空隙密度の小さい
緻密層を有している。ここで、緻密層はある所定空隙密
度以下をいい、表面が閉孔している場合だけでなく、開
孔を有する場合も含む。この緻密層の厚さは、磁力の大
きさを含めた発泡条件により制御できる。このように緻
密層を有する発泡シートを焼結するので、焼結された多
孔質金属板は緻密層を有しているので、強度および通電
性が高められる。このような多孔質金属板を貼り合わせ
た電極用多孔質基体は、接合される面に空隙密度が小さ
い緻密層を形成するので、強度および通電性を高く、ま
た、２枚の多孔質金属板に活物質を充填できるので、ア
ルカリ二次電池の電極にしたときに容量が高い。また、
緻密層はキャリヤシート上にのせたまま発泡して形成す
るので、緻密層を有する面はキャリヤシートと同程度の
平坦性を有しているとともに面を実際に構成する金属の
密度が高い（言い換えると、開孔密度が低い。）。従っ
て、その面同士を貼り合わせたときの接合強度が高い。
孔質基体の製造方法は、グリーンシートをキャリヤシー
トにのせたまま、グリーンシートにキャリヤシート面に
対して垂直面下方向にに磁力を付与した状態で発泡を行
うので、グリーンシートを組成する金属粉末は、重力ば
かりでなく磁力によって力を受け、グリーンシートのキ
ャリヤシート側の面が他方の面に比べて金属粉末の密度
を高く、逆に、空隙密度の小さい緻密層を形成すること
ができる。そして、このグリーンシートを発泡した後乾
燥するので、キャリヤシート面側には空隙密度の小さい
緻密層を有している。ここで、緻密層はある所定空隙密
度以下をいい、表面が閉孔している場合だけでなく、開
孔を有する場合も含む。この緻密層の厚さは、磁力の大
きさを含めた発泡条件により制御できる。このように緻
密層を有する発泡シートを焼結するので、焼結された多
孔質金属板は緻密層を有しているので、強度および通電
性が高められる。このような多孔質金属板を貼り合わせ
た電極用多孔質基体は、接合される面に空隙密度が小さ
い緻密層を形成するので、強度および通電性を高く、ま
た、２枚の多孔質金属板に活物質を充填できるので、ア
ルカリ二次電池の電極にしたときに容量が高い。また、
緻密層はキャリヤシート上にのせたまま発泡して形成す
るので、緻密層を有する面はキャリヤシートと同程度の
平坦性を有しているとともに面を実際に構成する金属の
密度が高い（言い換えると、開孔密度が低い。）。従っ
て、その面同士を貼り合わせたときの接合強度が高い。
【００１２】このアルカリ二次電池の電極において、活
物質を充填する電極用多孔質基体は内部に空隙密度が小
さい緻密層を有している、強度および通電性を高めら
れ、また、２枚の多孔質金属板に活物質を充填できるの
で、アルカリ二次電池の電極にしたときに容量を高めら
れているという効果が得られる。
物質を充填する電極用多孔質基体は内部に空隙密度が小
さい緻密層を有している、強度および通電性を高めら
れ、また、２枚の多孔質金属板に活物質を充填できるの
で、アルカリ二次電池の電極にしたときに容量を高めら
れているという効果が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電極用多孔質
基体及びその製造方法、並びにその基体を用いたアルカ
リ二次電池の電極の好適な実施形態を図を参照して説明
する。尚、上記図３または図４において既に説明した構
成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
基体及びその製造方法、並びにその基体を用いたアルカ
リ二次電池の電極の好適な実施形態を図を参照して説明
する。尚、上記図３または図４において既に説明した構
成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１４】図１に示す本発明に係る電極用多孔質基体
２０は、金属骨格２６と空隙２７とからなり、一方の面
に前記空隙密度が小さい緻密層２５、２５を有する多孔
質金属板２４、２４の前記緻密層２５同士を貼り合わせ
たものである。
２０は、金属骨格２６と空隙２７とからなり、一方の面
に前記空隙密度が小さい緻密層２５、２５を有する多孔
質金属板２４、２４の前記緻密層２５同士を貼り合わせ
たものである。
【００１５】この電極用多孔質基体２０は、電極用多孔
質基体２０を構成する多孔質金属板２４、２４は緻密層
２５、２５を有するので、強度および通電性を高く、ま
た、２枚の多孔質金属板２４に活物質を充填できるの
で、アルカリ二次電池の電極にしたときに容量が高い。
質基体２０を構成する多孔質金属板２４、２４は緻密層
２５、２５を有するので、強度および通電性を高く、ま
た、２枚の多孔質金属板２４に活物質を充填できるの
で、アルカリ二次電池の電極にしたときに容量が高い。
【００１６】図２に、本発明に係る電極用多孔質基体の
製造方法の第一の実施形態の概略を示す。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４を作成する。例えば、平均粒径２μｍのニッケル
粉末３００ｇ、バインダー兼増粘剤として水溶性メチル
セルロース１０ｇ、可塑剤としてグリセリン１０ｇ、溶
媒として水１８０ｇ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１〜４ｇ混合し、続いて発泡剤
としてヘキサンを１０ｇ加えた金属スラリー４を作る。
製造方法の第一の実施形態の概略を示す。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４を作成する。例えば、平均粒径２μｍのニッケル
粉末３００ｇ、バインダー兼増粘剤として水溶性メチル
セルロース１０ｇ、可塑剤としてグリセリン１０ｇ、溶
媒として水１８０ｇ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１〜４ｇ混合し、続いて発泡剤
としてヘキサンを１０ｇ加えた金属スラリー４を作る。
【００１７】次に該金属スラリー４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２上にシート状に成形して、グリーンシート２２
を作る。この場合、例えば、ブレードギャップを０．３
ｍｍ、送り速度１００ｍｍ／分という条件にする。この
とき、金属スラリー４がキャリヤシート２上に垂らされ
て薄く広がったグリーンシート２２において、金属スラ
リー４はキャリヤシート２の表面２ａに平行に隙間なく
広がっているので、グリーンシート２２のキャリヤシー
ト２に接触している面（以下、うら面という。一方、キ
ャリヤシート２に接触しない露出側の面をおもて面とい
う。）は、キャリヤシート２の表面２ａと同程度の平坦
性を有する。
ブレード法により、図２（１）に示すように、キャリヤ
シート２上にシート状に成形して、グリーンシート２２
を作る。この場合、例えば、ブレードギャップを０．３
ｍｍ、送り速度１００ｍｍ／分という条件にする。この
とき、金属スラリー４がキャリヤシート２上に垂らされ
て薄く広がったグリーンシート２２において、金属スラ
リー４はキャリヤシート２の表面２ａに平行に隙間なく
広がっているので、グリーンシート２２のキャリヤシー
ト２に接触している面（以下、うら面という。一方、キ
ャリヤシート２に接触しない露出側の面をおもて面とい
う。）は、キャリヤシート２の表面２ａと同程度の平坦
性を有する。
【００１８】次に、高温高湿度槽５内でグリーンシート
２２をキャリヤシート２にのせたまま、例えば、湿度９
０％、温度４０℃の高温高湿度雰囲気で、１〜５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２３を作る。この発泡の工程を高湿度に保って行うの
は、グリーンシートが乾いてから発泡すると割れが入り
やすくなるからである。ヘキサンは、水よりも大きい蒸
気圧を有するので、容易に気化してガスとなり、微細で
整寸の気泡が多数発生するが、上記のような発泡条件の
場合、おもて面からの発泡量に比べてうら面からの発泡
量はかなり少ない。このとき、キャリヤシート２上に離
型剤を塗布しないようにしたり、あるいはキャリヤシー
ト２上の離型剤塗布層を、例えば、薄い樹脂被膜でマス
キングしたりすると、グリーンシート２２のうら面２２
ａからの発泡を抑制することができる。このようにし
て、発泡シート２３のうら面２３ａには、空隙密度の小
さい緻密層２５（図１参照）が形成する。ここで、緻密
層はある所定空隙密度以下をいい、表面が閉孔している
場合だけでなく、開孔を有する場合も含む。尚、この緻
密層２５の厚さは、発泡条件により制御できる。
２２をキャリヤシート２にのせたまま、例えば、湿度９
０％、温度４０℃の高温高湿度雰囲気で、１〜５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２３を作る。この発泡の工程を高湿度に保って行うの
は、グリーンシートが乾いてから発泡すると割れが入り
やすくなるからである。ヘキサンは、水よりも大きい蒸
気圧を有するので、容易に気化してガスとなり、微細で
整寸の気泡が多数発生するが、上記のような発泡条件の
場合、おもて面からの発泡量に比べてうら面からの発泡
量はかなり少ない。このとき、キャリヤシート２上に離
型剤を塗布しないようにしたり、あるいはキャリヤシー
ト２上の離型剤塗布層を、例えば、薄い樹脂被膜でマス
キングしたりすると、グリーンシート２２のうら面２２
ａからの発泡を抑制することができる。このようにし
て、発泡シート２３のうら面２３ａには、空隙密度の小
さい緻密層２５（図１参照）が形成する。ここで、緻密
層はある所定空隙密度以下をいい、表面が閉孔している
場合だけでなく、開孔を有する場合も含む。尚、この緻
密層２５の厚さは、発泡条件により制御できる。
【００１９】発泡工程は、キャリヤシート２の平坦な面
２ａ上で行われているので、キャリヤシート２の表面２
ａに実際に接触する、発泡シート２３の緻密層２５は、
キャリヤシート２の表面２ａと同程度の平坦性を有して
いる。
２ａ上で行われているので、キャリヤシート２の表面２
ａに実際に接触する、発泡シート２３の緻密層２５は、
キャリヤシート２の表面２ａと同程度の平坦性を有して
いる。
【００２０】次に、この発泡シート２３は、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。
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。
【００２１】 それから、この発泡シート２３
を５％水素含有窒素中で１０００〜１２００℃の温度
域、例えば、１０００℃で１０分間保持して焼結を行
い、図２（３）に示すような、多孔質金属板２４を作
る。この多孔質金属板２４は、図１に示されたように、
金属焼結体でできた骨格２６と空隙２７からなり、貼り
合わせる面であるうら面２４ａには緻密層２５が形成さ
れている。この緻密層２５は、焼結される前に発泡シー
ト２３が有していた平坦性を保持しており、また、表面
における開孔密度は小さいので、多孔質金属板同士を貼
り合わせたときの接合強度が高くなる。
を５％水素含有窒素中で１０００〜１２００℃の温度
域、例えば、１０００℃で１０分間保持して焼結を行
い、図２（３）に示すような、多孔質金属板２４を作
る。この多孔質金属板２４は、図１に示されたように、
金属焼結体でできた骨格２６と空隙２７からなり、貼り
合わせる面であるうら面２４ａには緻密層２５が形成さ
れている。この緻密層２５は、焼結される前に発泡シー
ト２３が有していた平坦性を保持しており、また、表面
における開孔密度は小さいので、多孔質金属板同士を貼
り合わせたときの接合強度が高くなる。
【００２２】また、発泡が温度１５〜６５℃で１〜６０
分間行われる場合、多孔質金属板２４の露出側の面２４
ｂにおいて、その金属骨格２６間に拡がる空隙２７の表
面側の開口部は、該空隙の内部に比して窄まった形状を
有しているため、一度内部に収蔵された活物質はその後
脱落しにくい。
分間行われる場合、多孔質金属板２４の露出側の面２４
ｂにおいて、その金属骨格２６間に拡がる空隙２７の表
面側の開口部は、該空隙の内部に比して窄まった形状を
有しているため、一度内部に収蔵された活物質はその後
脱落しにくい。
【００２３】次に、２枚の上記多孔質金属板２４を、そ
の一方の面に有する金属骨格の密度が高い緻密層２５同
士を重ね合わせ、貼り合わせて電極用多孔質基体２０を
製造する。緻密層２５は、焼結される前に発泡シート２
３が有していた平坦性を保持しており、重ねて貼り合わ
せるのに適している。貼り合わせる方法は、水、水溶性
バインダー、接着剤等を緻密層へ塗布し接合する。
の一方の面に有する金属骨格の密度が高い緻密層２５同
士を重ね合わせ、貼り合わせて電極用多孔質基体２０を
製造する。緻密層２５は、焼結される前に発泡シート２
３が有していた平坦性を保持しており、重ねて貼り合わ
せるのに適している。貼り合わせる方法は、水、水溶性
バインダー、接着剤等を緻密層へ塗布し接合する。
【００２４】次に、本発明に係る電極用多孔質基体の製
造方法の第二の実施形態を図を参照して説明する。尚、
上述において既に説明した構成要素には同一の符号を付
してその説明を省略する。
造方法の第二の実施形態を図を参照して説明する。尚、
上述において既に説明した構成要素には同一の符号を付
してその説明を省略する。
【００２５】図３に示す多孔質金属板製造装置５１は、
キャリヤシート２上に金属スラリー４を薄板状のグリー
ンシート２２に形成するドクターブレード（グリーンシ
ート形成装置）３と、キャリヤシート２上でグリーンシ
ート２２を発泡する高温高湿度槽５と、キャリヤシート
２上で発泡により形成された発泡シート１３を乾燥する
乾燥槽５６と、乾燥した発泡シート２３を焼結して多孔
質金属板２４（図２）を形成する焼結炉（図示せず）を
備えるとともに、高温高湿度槽５および乾燥炉６内のグ
リーンシート２２にキャリヤシート面に対して垂直面下
方向に磁力を付与する磁力付与装置５３が高温高湿度槽
５および乾燥炉６の下方に設けらている。この磁力付与
装置５３が備えたことが、この多孔質金属板製造装置５
１の特徴である。
キャリヤシート２上に金属スラリー４を薄板状のグリー
ンシート２２に形成するドクターブレード（グリーンシ
ート形成装置）３と、キャリヤシート２上でグリーンシ
ート２２を発泡する高温高湿度槽５と、キャリヤシート
２上で発泡により形成された発泡シート１３を乾燥する
乾燥槽５６と、乾燥した発泡シート２３を焼結して多孔
質金属板２４（図２）を形成する焼結炉（図示せず）を
備えるとともに、高温高湿度槽５および乾燥炉６内のグ
リーンシート２２にキャリヤシート面に対して垂直面下
方向に磁力を付与する磁力付与装置５３が高温高湿度槽
５および乾燥炉６の下方に設けらている。この磁力付与
装置５３が備えたことが、この多孔質金属板製造装置５
１の特徴である。
【００２６】次に、上記多孔質金属板製造装置５１を用
いて多孔質金属板の製造において、第一の実施形態にお
いて、グリーンシート２２の発泡して発泡シートを形成
する際、高温高湿度槽５５内でグリーンシート２２をキ
ャリヤシート２にのせたまま、グリーンシート２２に磁
力付与装置５３によりキャリヤシート面に対して垂直面
下方向に、１００〜３０００ガウスの磁力を付与した状
態で行う。このとき、グリーンシート２２を組成する金
属粉末は、重力ばかりでなく磁力を受け、グリーンシー
ト２２のおもて面２２ｂに比べてうら面２２ａに金属粉
末の密度が高い密度分布が形成される。このようにし
て、発泡シート２３のうら面２３ａには、空隙密度の小
さい緻密層２５（図１参照）が形成する。尚、この緻密
層２５の厚さは、磁力の大きさを含めた発泡条件により
制御できる。
いて多孔質金属板の製造において、第一の実施形態にお
いて、グリーンシート２２の発泡して発泡シートを形成
する際、高温高湿度槽５５内でグリーンシート２２をキ
ャリヤシート２にのせたまま、グリーンシート２２に磁
力付与装置５３によりキャリヤシート面に対して垂直面
下方向に、１００〜３０００ガウスの磁力を付与した状
態で行う。このとき、グリーンシート２２を組成する金
属粉末は、重力ばかりでなく磁力を受け、グリーンシー
ト２２のおもて面２２ｂに比べてうら面２２ａに金属粉
末の密度が高い密度分布が形成される。このようにし
て、発泡シート２３のうら面２３ａには、空隙密度の小
さい緻密層２５（図１参照）が形成する。尚、この緻密
層２５の厚さは、磁力の大きさを含めた発泡条件により
制御できる。
【００２７】この電極用多孔質基体の製造方法において
は、グリーンシートをキャリヤシートにのせたまま、グ
リーンシートにキャリヤシート面に対して垂直面下方向
に磁力を付与した状態で発泡を行うので、グリーンシー
トを組成する金属粉末は、重力ばかりでなく磁力を受
け、グリーンシートのキャリヤシート側の面が他方の面
に比べて金属密度を高い（言い換えると空隙密度の小さ
い）緻密層を形成することができる。そして、このグリ
ーンシートを発泡した後乾燥するので、キャリヤシート
面側には空隙密度の小さい緻密層を有している。ここ
で、緻密層はある所定空隙密度以下をいい、表面が閉孔
している場合だけでなく、開孔を有する場合も含む。こ
の緻密層の厚さは、磁力の大きさを含めた発泡条件によ
り制御できる。このように緻密層を有する発泡シートを
焼結するので、焼結された多孔質金属板は緻密層を有し
ており、強度および通電性が高められる。このような多
孔質金属板を貼り合わせた電極用多孔質基体は、接合さ
れる面に空隙密度が小さい緻密層を形成するので、強度
および通電性を高く、また、２枚の多孔質金属板に活物
質を充填できるので、アルカリ二次電池の電極にしたと
きに容量が高い。また、緻密層はキャリヤシート上にの
せたまま発泡して形成するので、緻密層を有する面はキ
ャリヤシートと同程度の平坦性を有しているとともに面
を実際に構成する金属の密度が高い（言い換えると、開
孔密度が低い。）。従って、その面同士を貼り合わせた
ときの接合強度が高い。
は、グリーンシートをキャリヤシートにのせたまま、グ
リーンシートにキャリヤシート面に対して垂直面下方向
に磁力を付与した状態で発泡を行うので、グリーンシー
トを組成する金属粉末は、重力ばかりでなく磁力を受
け、グリーンシートのキャリヤシート側の面が他方の面
に比べて金属密度を高い（言い換えると空隙密度の小さ
い）緻密層を形成することができる。そして、このグリ
ーンシートを発泡した後乾燥するので、キャリヤシート
面側には空隙密度の小さい緻密層を有している。ここ
で、緻密層はある所定空隙密度以下をいい、表面が閉孔
している場合だけでなく、開孔を有する場合も含む。こ
の緻密層の厚さは、磁力の大きさを含めた発泡条件によ
り制御できる。このように緻密層を有する発泡シートを
焼結するので、焼結された多孔質金属板は緻密層を有し
ており、強度および通電性が高められる。このような多
孔質金属板を貼り合わせた電極用多孔質基体は、接合さ
れる面に空隙密度が小さい緻密層を形成するので、強度
および通電性を高く、また、２枚の多孔質金属板に活物
質を充填できるので、アルカリ二次電池の電極にしたと
きに容量が高い。また、緻密層はキャリヤシート上にの
せたまま発泡して形成するので、緻密層を有する面はキ
ャリヤシートと同程度の平坦性を有しているとともに面
を実際に構成する金属の密度が高い（言い換えると、開
孔密度が低い。）。従って、その面同士を貼り合わせた
ときの接合強度が高い。
【００２８】次いで、２枚の多孔質金属板を貼り合わせ
て電極用多孔質基体を作る方法は第一または第二の実施
形態と同様である。
て電極用多孔質基体を作る方法は第一または第二の実施
形態と同様である。
【００２９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るによれば、以下のような効果を奏する。
るによれば、以下のような効果を奏する。
【００３０】請求項１に記載の電極用多孔質基体によれ
ば、電極用多孔質基体を構成する多孔質金属板が緻密層
を有するので、強度および通電性を高められるという効
果が得られる。また、２枚の多孔質金属板に活物質を充
填できるので、アルカリ二次電池の電極にしたときに容
量を高められるという効果が得られる。
ば、電極用多孔質基体を構成する多孔質金属板が緻密層
を有するので、強度および通電性を高められるという効
果が得られる。また、２枚の多孔質金属板に活物質を充
填できるので、アルカリ二次電池の電極にしたときに容
量を高められるという効果が得られる。
【００３１】請求項２または請求項３に記載の電極用多
孔質基体の製造方法によれば、グリーンシートをキャリ
ヤシートにのせたまま、グリーンシートにキャリヤシー
トに対して垂直面下方向に磁力を付与した状態で発泡を
行うので、グリーンシートを組成する金属粉末は、重力
および磁力を受け、グリーンシートのキャリヤシート側
の面が他方の面に比べて金属密度が高い層（空隙密度の
小さい緻密層）が形成される。この発泡シートを焼結し
た多孔質金属板は緻密層を有するので、強度および通電
性が高い。この緻密層同士を貼り合わせた電極用多孔質
基体は、強度および通電性を高く、また、２枚の多孔質
金属板に活物質を充填できるので、アルカリ二次電池の
電極にしたときに容量が高められているという効果が得
られる。また、緻密層はキャリヤシート上にのせたまま
発泡して形成するので、緻密層を有する面はキャリヤシ
ートと同程度の平坦性を有しているとともに面を実際に
構成する金属の密度が高く、その面同士を貼り合わせた
ときの接合強度を高められるという効果が得られる。
尚、上記の緻密層の厚さは、磁力の大きさを含めた発泡
条件により制御できるという効果が得られる。
孔質基体の製造方法によれば、グリーンシートをキャリ
ヤシートにのせたまま、グリーンシートにキャリヤシー
トに対して垂直面下方向に磁力を付与した状態で発泡を
行うので、グリーンシートを組成する金属粉末は、重力
および磁力を受け、グリーンシートのキャリヤシート側
の面が他方の面に比べて金属密度が高い層（空隙密度の
小さい緻密層）が形成される。この発泡シートを焼結し
た多孔質金属板は緻密層を有するので、強度および通電
性が高い。この緻密層同士を貼り合わせた電極用多孔質
基体は、強度および通電性を高く、また、２枚の多孔質
金属板に活物質を充填できるので、アルカリ二次電池の
電極にしたときに容量が高められているという効果が得
られる。また、緻密層はキャリヤシート上にのせたまま
発泡して形成するので、緻密層を有する面はキャリヤシ
ートと同程度の平坦性を有しているとともに面を実際に
構成する金属の密度が高く、その面同士を貼り合わせた
ときの接合強度を高められるという効果が得られる。
尚、上記の緻密層の厚さは、磁力の大きさを含めた発泡
条件により制御できるという効果が得られる。
【図１】 本発明に係る電極用多孔質基体の好適な実
施形態を示す模式図である。
施形態を示す模式図である。
【図２】 本発明に係る電極用多孔質基体の製造方法
の第一の実施形態を示す概略工程図である。
の第一の実施形態を示す概略工程図である。
【図３】 本発明に係る電極用多孔質基体の製造方法
の第二の実施形態において多孔質金属板を製造する装置
の概略構成図である。
の第二の実施形態において多孔質金属板を製造する装置
の概略構成図である。
【図４】 従来の多孔質金属板製造装置の概略構成図
である。
である。
【図５】 従来の多孔質金属板の製造方法およびそれ
から多孔質基材を製造する方法の概略工程図である。
から多孔質基材を製造する方法の概略工程図である。
２ キャリヤシート ４ 金属スラリー １２ グリーンシート １３ 発泡シート １４ 多孔質金属板 ２０ 電極用多孔質基体 ２２ グリーンシート ２３ 発泡シート ２４ 多孔質金属板 ２５ 緻密層 ２６ 金属骨格 ２７ 空隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K018 AA07 CA08 CA45 CA50 DA03 DA11 DA31 FA50 JA12 KA22 KA38 5H017 AA02 BB04 BB12 BB14 BB16 CC27 CC28 DD03 EE01 EE04
Claims (3)
- 【請求項１】 金属骨格と空隙とからなり、一方の面
に前記空隙密度が小さい緻密層を有する多孔質金属板の
前記緻密層同士を貼り合わせることを特徴とする電極用
多孔質基体の製造方法。 - 【請求項２】 金属骨格と空隙とからなる多孔質金属
板を貼り合わせた電極用多孔質基体の製造方法におい
て、 金属粉末に界面活性剤および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
トを形成する第一の工程と、該グリーンシートをキャリ
ヤシートにのせたまま発泡して発泡シートを形成する第
二の工程と、該発泡シートを乾燥する第三の工程と、前
記乾燥した発泡シートを焼結して多孔質金属板を形成す
る第四の工程と、該多孔質金属板の前記緻密層同士を貼
り合わせて電極用多孔質基体を形成する工程とを備える
とともに、 前記第二の工程において、前記キャリヤシート上のグリ
ーンシートにキャリヤシート面に対して垂直面下方向に
磁力を付与することを特徴とする電極用多孔質基体の製
造方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の金属骨格と空隙とか
らなる多孔質金属板を貼り合わせた電極用多孔質基体の
製造方法において、 前記第三の工程において、前記キャリヤシート上の発泡
シートにキャリヤシート面に対して垂直面下方向に磁力
を付与することを特徴とする電極用多孔質基体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001005534A JP4534355B2 (ja) | 2001-01-12 | 2001-01-12 | 電極用多孔質基体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001005534A JP4534355B2 (ja) | 2001-01-12 | 2001-01-12 | 電極用多孔質基体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002208405A true JP2002208405A (ja) | 2002-07-26 |
| JP4534355B2 JP4534355B2 (ja) | 2010-09-01 |
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|---|---|---|---|
| JP2001005534A Expired - Fee Related JP4534355B2 (ja) | 2001-01-12 | 2001-01-12 | 電極用多孔質基体の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4534355B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011152280A1 (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 住友電気工業株式会社 | 三次元網状アルミニウム多孔体、該アルミニウム多孔体を用いた電極、該電極を用いた非水電解質電池、及び該電極を用いた非水電解液キャパシタ |
| WO2012111601A1 (ja) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 住友電気工業株式会社 | 三次元網状アルミニウム多孔体、該アルミニウム多孔体を用いた電極、該電極を用いた非水電解質電池、非水電解液を用いたキャパシタ及びリチウムイオンキャパシタ |
| US20150202838A1 (en) * | 2012-07-24 | 2015-07-23 | Alantum | Method for manufacturing metal foam stack |
| WO2018065507A1 (de) * | 2016-10-05 | 2018-04-12 | Johnson Controls Autobatterie Gmbh & Co.Kgaa | Stromleitende struktur und verfahren zum herstellen hiervon |
| CN113394424A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-14 | 上海交通大学 | 粘合导电板及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52118533A (en) * | 1976-02-23 | 1977-10-05 | Jungner Ab Nife | Porous electrode and method of manufacturing thereof |
| JPH05325977A (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-10 | Toshiba Battery Co Ltd | アルカリ二次電池用のペースト式電極 |
| JPH11350006A (ja) * | 1998-04-08 | 1999-12-21 | Mitsubishi Materials Corp | 高強度スポンジ状焼成金属複合板およびその製造方法 |
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| JP2000290705A (ja) * | 1999-04-06 | 2000-10-17 | Mitsubishi Materials Corp | 多孔質金属板製造装置及び多孔質金属板の製造方法 |
-
2001
- 2001-01-12 JP JP2001005534A patent/JP4534355B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2011152280A1 (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 住友電気工業株式会社 | 三次元網状アルミニウム多孔体、該アルミニウム多孔体を用いた電極、該電極を用いた非水電解質電池、及び該電極を用いた非水電解液キャパシタ |
| US9123961B2 (en) | 2010-05-31 | 2015-09-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Three-dimensional net-like aluminum porous body, electrode using the aluminum porous body, nonaqueous electrolyte battery using the electrode, and nonaqueous electrolyte capacitor using the electrode |
| US9711801B2 (en) | 2010-05-31 | 2017-07-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Three-dimensional net-like aluminum porous body, electrode using the aluminum porous body, nonaqueous electrolyte battery using the electrode, and nonaqueous electrolyte capacitor using the electrode |
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| DE102016118863B4 (de) | 2016-10-05 | 2019-07-04 | Johnson Controls Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa | Stromleitende Struktur, System mit solch einer Struktur und Verfahren zum Herstellen hiervon |
| CN113394424A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-14 | 上海交通大学 | 粘合导电板及其制备方法 |
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