JPH02167739A - アルミ被覆活性炭繊維布の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、コンデンサの電極等に使用して有用なアルミ
被覆活性炭繊維布の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、多孔質炭素等を電極材料とした新し７いタイプの
電池か出現し、単３形電池やボタン電池などの小形電池
として注目を集めている。この種電池は、保存寿命が５
年以上と非常に長く、それだけ保守管理が容易となる上
、放電曲線か平坦であり、またこれを二次電池とした場
合には、比較的急速充電か可能で充放電の許容回数が多
く、耐電圧も高いなどの利点があるところから、メモリ
バックアップなど長期にわたる高信頼性の要請される電
源用として着実にそのシェアを伸ばしつつある。

電極材の具体的構成としては、実表面積が大きく電気容
量もそれだけ大きくとれる活性炭繊維束を布状に編みあ
るいは集合させて布状とし、その片面に集電体を兼ねる
アルミニウムを複合させた複合体が広く採用されている
。

上記のようなアルミニウムと活性炭繊維との複合体を製
造するには、化学蒸着（ＣＶＤ）法、真空蒸着法、粉末
冶金法、プラズマ溶射法などがあるが、いずれの方法に
よるにしても活性炭とアルミニラムとは非常にぬれ性が
悪いという問題がある。これを改善するためにｔｏｏｏ
℃以上に加熱しなり、電解めっき法や無電解めっき法に
よりアルミニウムとのぬれ性の良い金属例えば１゛ｉＮ
ｉ　、Ｃｕなどを予め活性炭繊維にコーティングしてお
く方法などが検討されている。しかし、１０００℃以上
に加熱した場合、活性炭とアルミニウムとの間にＡｌ２
Ｏ２なる化合物が土成し、活性炭が劣化し、強度の低下
と同時にプレス等による加工の際活性戻粉が脱落し、品
質面や作業性の上で問題がある。

また、事前にＮｉやＣＵなどをめっきしておく場合には
、必然的にコストアップにつながるし、Ｃｕ等の金属が
存在することで電気化学反応上において所定の性能を満
足できないケースもでてくる。

このため、最近ではプラズマ溶射などに上り活性炭繊維
布の片面にｉ＠融アルミニウムを吹き付けて複合一体止
する方法が採用されることが多い。

［発明が解決しようとする課題］ 上記溶射法による場合、第３図にその拡大断面図を示し
たように、アルミニウム１は活性炭繊維２．２の片側表
面に付着した状態となるが、繊維２．２の隙間にまで入
り込むことはない。

第３図のような状態では、繊維布の面方向の電気抵抗は
均一性を有し良好であるが、厚さ方向の電気抵抗は、繊
維布の圧縮度合などにより差異が生じ、抵抗値が安定し
ないという問題点がある。

さらに、使用中陰極において発生するＨ２ガスによって
繊維の間が開き、隙間が生じて経時的に抵抗値が増大し
、使用可能時間に限界を生じさせるという大きな問題点
のあることも指摘されている。

本発明の目的は、上記したような従来技術の問題点を解
消し、面方向のみならず厚さ方向の電気抵抗が低くかつ
均−安定したアルミ被覆活性炭繊維布の製造方法を提供
しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、活性炭繊維布と板状アルミを重ね合せ、ある
いは繊維布にアルミ粉末を塗布し、両者を高温において
加圧圧縮することにより繊維の隙間にまでアルミニウム
を充填させるものであり、またその際に加圧の圧縮量を
昇温に応じて増大させるものである。

［作用］ 加圧圧縮により繊維布の編目の隙間にまでアルミニウム
が充填され、繊維布をアルミニウムがリジット化し、寸
法形状を安定させ、ｌａ維間の接触抵抗が低減して初１
ｔＪ１　電気抵抗を小さくすることができる一方、厚さ
方向の抵抗値が経時的に変化する現象も解消される。

［実施例］ 以下に、本発明について実施例図面を参照し説明する。

第１図は、本発明に係る方法により製造されたアルミ被
覆活性炭ｍ雑布の拡大断面図であり、第２図はそれを活
性次曲より見た拡大平面図である。

図において、ｌは複合させたアルミニウム、２゜２は活
性炭繊維束、ｌａ、ｌａは活性炭ｍ維束２゜２の隙間に
充填されたアルミ層であり、ｔｂ。

１ｂはｍ維束２の当該東向にまで侵入充填された東向充
填アルミである。

本発明においては、前記第３図の従来例と明らかに相違
し、各活性炭繊維束２．２の隙間さらには東向にまでア
ルミニウムが充填され、これを活性炭繊維束曲よりみる
と、第２図に示すように、繊維束２．２が恰も充填アル
ミ層１ａ、ｌａ中に浮ぶ島のような外観を呈する。この
充填アルミ層１ａ、ｌａさらには東向充填アルミｌｂ、
ｌｂによってそれぞれの繊維束２．２がリジットにしっ
かりと結合され、この結合により厚さ方向に繊維が開く
おそれがなくなり、初期電気抵抗値を小さくするばかり
でなく、それが経時的に変動するおそれも解消されるの
である。

しかして、これを電極材としての見地よりみた場合、電
気容量を増大させるにはできる限り活性炭の量が多いこ
とが望ましい、そのためには、アルミニウムの量は少な
い方がよいことになるが、これが少なすぎれば前記した
繊維束２．２の間隙においてこれらを結合する充填アル
ミ層１ａ。

１ａの形成が不十分となり、電極材としての性能が低下
する。

アルミニウム量の好ましい範囲は、繊維の太さ、本数、
織り方等その繊維布の種類によっても異なるが、実質的
にはアルミの量が０．０２〜０　、　１５　ｇ／ｃｘ２
となるようにするのが適当である。

第４図は、上述したような＃１代よりなる本発明に係る
アルミ被覆活性炭４１維布のＭ造状況を示す説明図であ
る。

素材となるアルミ薄板ＩＡと活性炭繊維布２Ａとを図の
ようにホットプレート１０．１０−および治具１１．１
１−の間で挾み、油圧シリンダ１２により加圧圧縮する
。

この加圧圧縮は、アルミの酸化を１１Ｊｊ止するために
Ｎ２やアルゴンカスのような不活性ガス雰囲気中で行な
うのが望ましく、加熱温度としてはアルミニウムの変形
抵抗をできるだけ小さくするために、アルミの材質にも
よるが、アルミニウムの融点の±３０℃程度とするのが
適当である。加圧時のｆｇＬＺａ温度をこのようにアル
ミの融点の±３０℃とするのは、融点の一３０℃以下の
温度ではアルミの変形抵抗が大きく、活性炭繊維布を破
壊することなしにアルミを繊維布内に充填することが困
難だからであり、また融点の３０℃以上に温度を上げた
場合には溶融アルミは活性炭に濡れないためにアルミが
はじかれてしまい繊維布に充填することが困難となるか
らである。

また、この場合の圧力は１０〜４００ｋｇ／ｃｍ２程度
が好ましく、これ以上の圧力を負荷すると、繊維布２Ａ
が破壊される結果となり好ましくない。

この加圧は加熱温度が低い間に大きな圧力を負荷したの
では変形抵抗が大きく繊維布２Ａが破壊されるおそれが
ある。従って、温度が低い間は両者の重ね合せを保持す
る程度の圧力とし、ホットプレート１０．１０−の加熱
が十分になされ、治具１１．１１−の温度か例えば６５
０　”Ｃ程度に達したところで十分な圧縮量を負荷する
ようにずれば、アルミニウムは容易に変形し、前記した
ように繊維束２．２の隙間ばかりでなく、東向にまで侵
入して十分な充填が達成されるのである。

上記の実施例においては、素材としてアルミニウム薄板
を用いる場合を例示したがアルミ合金薄板を用いてもよ
く、さらに板状素材ではなくアルミ粉末又はアルミ合金
粉末を塗布して加圧複合化させてもよいものである。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明に係るアルミ被覆活性炭繊維布によ
れば、これを電極材料として使用した場。

合、初１ｔＡ抵抗値が小さく安定した放電特性を得るこ
とができ、しかも抵抗値や放電特性に経時的変化がない
から、長期間安定した特性を維持し高い信頼性を確立す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法で製造した繊維布の拡大断面
図、第２図はその活性炭四より見た拡大十面図、第３図
は従来例の複合材を示す拡大断面図、第４図は本発明に
係る方法を実施している様子を示す説明図である。 １ニアルミニウム、 ｌ　Ａ　： １　ａ　： ｔ　ｂ　： ２　： ２Ａ二 ｔｏ、ｔｏ　　　： １１．１１　　　： ｌ　２　； アルミニウム薄板、 繊維間充填アルミ、 繊維東向充填アルミ、 活性炭繊維束、 活性炭＠雑布、 ポットプレート、 治具、 ２山圧シリンダ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊維状の活性炭を布状に編みあるいは集合させて
   布状とした活性炭繊維布に板状アルミ又は板状アルミ合
   金を重ね合せあるいはアルミ粉末又はアルミ合金粉末を
   塗布し、両者を高温において加圧圧縮することにより前
   記繊維の隙間にまでアルミ又はアルミ合金を充填せしめ
   るアルミ被覆活性炭繊維布の製造方法。
2. （２）加圧圧縮するに当り、温度の低いところでは圧縮
   量を小さくし、温度上昇に伴い圧縮量を増大させる請求
   項１記載の製造方法。