JP2011174184A5 - - Google Patents

Description

一方、集電体としての金属箔にプライマーを塗布して電池特性を向上することが知られている。例えば、特許文献４ではリチウムポリシリケートおよび所望により炭素質成分を含むプライマーを集電体の表面に塗布することが開示されている。また、特許文献５には集電体基材としての金属箔や金属メッシュまたはパンチングメタルのような面状部材の上に、炭素粉末、炭素繊維、導電性ポリマー等の１種または２種以上からなる導電助剤を、バインダーを用いて固定することが開示されている。

本発明による多孔質金属箔の一例の上面模式図である。 本発明による多孔質金属箔を構成する金属繊維の表面処理前の形状を示す模式断面図である。 本発明による多孔質金属箔を構成する金属繊維の表面処理後の形状を示す模式断面図である。図中、左側に列挙される形状が金属繊維を表面処理により太くする態様に関するものであり、右側に列挙される形状が金属繊維を表面処理により細くする態様に関する。 本発明による複合金属箔の一例の模式断面図である。 本発明による多孔質金属箔の製造工程の流れを示す図である。 本発明による多孔質金属箔を製造するための回転ドラム式製箔装置の一例を示す模式断面図である。 本発明の製造方法に用いられる両面同時塗布を示す模式図である。 例Ａ２において、本発明による多孔質金属箔の剥離層と接していなかった面を真上（傾斜角０度）から観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ａ２において、本発明による多孔質金属箔の剥離層と接していなかった面を斜め上方向から（傾斜角４５度）から観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ａ２において、本発明による多孔質金属箔の剥離層と接していた面を真上（傾斜角０度）から観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ａ２において、本発明による多孔質金属箔の剥離層と接していた面を斜め上方向（傾斜角４５度）から観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ａ２において得られた、本発明による多孔質金属箔を構成する金属繊維を垂直に切断した切断面を示す傾斜角６０度にて観察したＳＩＭ画像である。 例Ａ４において行われた引張強度試験における、金属箔サンプルの固定治具への固定を示す模式図である。 例Ｂ２において、本発明による多孔質金属箔の剥離層と接していなかった面を真上（傾斜角０度）から観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｂ２において、本発明による多孔質金属箔の剥離層と接していた面を真上（傾斜角０度）から観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ１で得られた試験片１の剥離層と接していなかった面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ１で得られた試験片１の剥離層と接していた面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ１で得られた試験片２の剥離層と接していなかった面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ１で得られた試験片２の剥離層と接していた面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ１で得られた試験片３の剥離層と接していなかった面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ１で得られた試験片３の剥離層と接していた面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ１で得られた試験片４の剥離層と接していなかった面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ１で得られた試験片４の剥離層と接していた面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ１で得られた試験片５の剥離層と接していなかった面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ１で得られた試験片５の剥離層と接していた面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ１で得られた試験片６の剥離層と接していなかった面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ１で得られた試験片６の剥離層と接していた面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ１で得られた試験片７の剥離層と接していなかった面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ１で得られた試験片７の剥離層と接していた面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像である。 例Ｄ２で得られた重量開孔率と多孔質金属箔の厚さとの関係をプロットした図である。 例Ｄ３で得られた凹凸付与金属箔の剥離層と接していなかった面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像（倍率１００倍）である。 例Ｄ３で得られた凹凸付与金属箔の剥離層と接していなかった面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像（倍率１０００倍）である。 例Ｄ３で得られた凹凸付与金属箔の剥離層と接していなかった面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像（倍率３０００倍）である。 例Ｄ３で得られた凹凸付与金属箔の剥離層と接していた面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像（倍率１００倍）である。 例Ｄ３で得られた凹凸付与金属箔の剥離層と接していた面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像（倍率５００倍）である。 例Ｄ３で得られた凹凸付与金属箔の剥離層と接していた面を観察したＦＥ−ＳＥＭ画像（倍率３０００倍）である。 例Ｅ１で得られたクロムめっき形成されたままの状態の電極表面をＳＥＭで観察した画像である。 例Ｅ１で得られたクロムめっき形成されたままの状態の電極表面をＥＰＭＡにより観察したＣｕマッピング画像である。 例Ｅ１で得られたクロムめっきのクラックに銅が充填された状態の電極の断面をＳＥＭで観察した画像である。 例Ｅ１で得られたクロムめっきのクラックに銅が充填された状態の電極表面をＳＥＭで観察した画像である。 例Ｅ１で得られたクロムめっきのクラックに銅が充填された状態の電極表面をＥＰＭＡに観察したＣｕマッピング画像である。

剥離層１３の形成方法は、特に限定されず、電解めっき、無電解めっき、スパッタリング法、物理気相蒸着法（ＰＶＤ）、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、ゾルゲル法、イオンプレーティング法等の種々の成膜方法が採用可能である。製造効率等の観点から、剥離層１３も電解めっきで形成されるのが好ましい。剥離層１３には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて熱処理および／または研磨がさらに施されてもよい。すなわち、研磨は、表面を洗浄する程度のものは許容されるが、クラックを潰すほど過度に行われるべきでないことは勿論である。こうして得られた剥離層１３には水等による洗浄および乾燥が行われるのが好ましい。

また、得られた多孔質金属箔を、電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で観察した。まず、多孔質金属箔の剥離層と接していなかった面（成長面）を斜め上（傾斜角４５度）から１００倍、１０００倍、３０００倍でそれぞれ観察したところ、図２４Ａ〜Ｃに示される画像が得られた。また、多孔質金属箔を裏返して、多孔質金属箔の剥離層と接していた面（剥離面）を斜め上方向（傾斜角４５度）から観察したところ、図２５Ａ〜Ｃに示される画像が得られた。これらの画像から明らかなように、無数の凹凸が形成されたクロムめっき剥離層上に多孔質金属箔を形成することにより、剥離層が平坦であれば同様に平坦となっていたはずの剥離層と接していた面に、凹凸を付与することができる。したがって、こうして得られた多孔質金属箔においては、その両面に凹凸が存在することから、両面間の光沢度比、ひいては特性差が低減されるものと解される。

Claims (19)

1. 不規則に張り巡らされてなる金属繊維で構成される二次元網目構造からなる多孔質金属箔であって、
   前記多孔質金属箔が、光沢度が高めの第一面と、前記第一面と反対側に位置する光沢度が低めの第二面とを有し、
   ＪＩＳ Ｚ ８７４１（１９９７）に準拠して６０度の入射角および反射角で測定される、前記第一面の光沢度Ｇ_Ｓの前記第二面の光沢度Ｇ_Ｍに対する比Ｇ_Ｓ／Ｇ_Ｍが１〜１５である、多孔質金属箔。
2. 前記多孔質金属箔と同等の組成および寸法を有する無孔質金属箔の理論重量Ｗ_ｎに占める前記多孔質金属箔の重量Ｗ_ｐの比Ｗ_ｐ／Ｗ_ｎを用いて、
   Ｐ＝１００−［（Ｗ_ｐ／Ｗ_ｎ）×１００］
   により定義される開孔率Ｐが３〜８０％である、請求項１に記載の多孔質金属箔。
3. 前記金属繊維が、５〜８０μｍの線径を有する、請求項１または２に記載の多孔質金属箔。
4. 前記金属繊維が分枝状繊維であり、該分枝状繊維が不規則に張り巡らされてなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多孔質金属箔。
5. ３〜４０μｍの厚さを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の多孔質金属箔。
6. 前記二次元網目構造が、基材の表面に形成されたクラックに起因した不規則形状を有してなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の多孔質金属箔。
7. 前記金属繊維が、銅、アルミニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、錫からなる群から選択される少なくとも一種を含んでなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の多孔質金属箔。
8. 前記比Ｇ_Ｓ／Ｇ_Ｍが１〜１０である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の多孔質金属箔。
9. 前記第一面および／または前記第二面に、防錆処理およびクロメート処理から選択される少なくとも一種に起因する処理皮膜をさらに備えた、請求項１〜８のいずれか一項に記載の多孔質金属箔。
10. 多孔質金属箔の製造方法であって、
    表面にクラックが発生した剥離層を備えた導電性基材を用意する工程と、
    前記剥離層に、前記クラックに優先的に析出可能な金属をめっきして、前記クラックに沿って金属を析出させ、それにより金属繊維で構成される二次元網目構造からなる多孔質金属箔を形成する工程と、
    前記多孔質金属箔を前記剥離層から剥離して、前記剥離層との接触面に起因して光沢度が高めの第一面と、前記第一面と反対側に位置する光沢度が低めの第二面とを与える工程と、
    前記第一面および前記第二面の少なくともいずれか一方に表面処理を施すことにより、前記第一面の光沢度の前記第二面の光沢度に対する比を小さくする工程と
    を含んでなる、製造方法。
11. 前記表面処理が、前記金属の更なるめっきにより行われる、請求項１０に記載の方法。
12. 前記表面処理が、防錆処理、クロメート処理、およびシランカップリング処理から選択される少なくとも一種を用いた処理皮膜の形成により行われる、請求項１０に記載の方法。
13. 前記表面処理が、電解研磨、物理的研磨、化学的研磨、およびブラスト処理から選択される少なくとも一種により行われる、請求項１０に記載の方法。
14. 多孔質金属箔の製造方法であって、
    表面にクラックが発生し、かつ、凹凸が付与された剥離層を備えた導電性基材を用意する工程と、
    前記剥離層に、前記クラックに優先的に析出可能な金属をめっきして、前記クラックに沿って金属を析出させ、それにより金属繊維で構成される二次元網目構造からなる多孔質金属箔を形成する工程と、
    前記多孔質金属箔を前記剥離層から剥離して、前記剥離層と離れた側に位置する光沢度が高めの第一面と、前記剥離層の凹凸が転写された、光沢度が低めの第二面とを与えるか、または、前記剥離層と離れた側に位置する光沢度が低めの第二面と、前記剥離層の凹凸が転写された光沢度が高めの第一面とを与え、それにより前記第一面の光沢度の前記第二面の光沢度に対する比が小さくされてなる工程と
    を含んでなる、製造方法。
15. 前記クラックが前記剥離層の応力によって発生したものである、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記剥離層が、クロム、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、およびタングステンからなる群から選択される少なくとも一種を含んでなるか、または有機物からなる、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記剥離層が、クロム、クロム合金またはクロム酸化物からなる、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記クラックに優先的に析出可能な金属が、銅、アルミニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、および錫からなる群から選択される少なくとも一種を含んでなる、請求項１０〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記多孔質金属箔の厚さが３〜４０μｍである、請求項１０〜１８のいずれか一項に記載の方法。