JPH02274895A - 金属多孔体及びその製造方法 - 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、金属多孔体及びその製造方法に関し、詳しく
は、ニッケルカドミウム電池、リチウム電池、燃料電池
などの各種電池の極板等に使用する金属多孔体及びその
製造方法に関するもので、特に、金属多孔体の骨格を、
正確な配列で且つ均一な厚さ及び太さを保持すると共に
、単位面積当たりの開孔率を均一に保持出来るようにし
たものである。

従来の技術 従来、ニッケルカドミウム電池、リチウム電池、燃料電
池等に使用される陽極板および陰極板として、ポリウレ
タンスポンジ等の三次元網状発泡体、不織布、メツシュ
網等からなる多孔体シートに対して、Ｎｉメッキ処理を
施して形成した金属多孔体を用いている。

発明が解決しようとする課題 上記した金属多孔体を使用して、例えば、電池極板を製
造する時に、該金属多孔体に対して連続的に水酸化ニッ
ケル等の活物質粉末を充填する為に、所要の引張強度が
必要とされる。

多孔体に要求されるメッキ厚は一般に２００ｇ／−”以
下〜１０００ｇ／ａ”であるが、例えば、厚さが１．５
ｓａの多孔体の場合、メッキ厚が４００ｇ／ａ”以下で
は引張強度が出ず、そのため、上記活物質粉末の充填の
ために金属多孔体を連続して引張した場合には、４００
ｇ／ｓ’以下では金属多孔体に延び及び破壊が発生しや
す＜　、３００　ｇ／ｍ”以下では金属多孔体が取り扱
いで崩れてしまう状態となる。

従りて、上記した多孔体シートへのメッキ処理工程にお
いて、必要な引張強度を得るために、４００ｇ／ｒ〜１
０００ｇ／ｍ”程度の厚メッキを行う必要があり、メッ
キの付着量が大きくなり、コスト的に問題であった。ま
た、多孔体シートに厚メッキを行う場合には均一な厚さ
で付着することが容易でない等の問題もあった。

さらに、電池の極板として使用するポリウレタンスポン
ジ等の発泡体に金属メッキを施した金属発泡体および、
不織布に金属メッキを庸した金属多孔体の場合、いずれ
も、単位面積当たりの開孔率が異なる欠点を有する。即
ち、金属発泡体の場合、発泡体を基板としているため、
各格子の穴径はランダムであり、かつ、発泡体の骨格は
厚みが大きい所、小さい所とまちまちであり、単位面積
当たりの隙間（開孔率）が異なる。また、不織布に金属
メッキを施した金属多孔体の場合においても、不織布の
線がランダムであり、かつ、不織布の製法には乾式と湿
式と異なる製法があるものの、いずれの場合も、重量的
に何ｇ／ｍ″という管理で製造されているため、単位面
積当たりの開孔率が相違する。

このように、電池の極板に使用される多孔体の開孔率、
正確に言えばｌｃ−平方毎の開孔率が相違しでいるため
、活物質粉末を均一に充填することが出来ない、その結
果、電池の性能をアップすることが出来ない。

また、二次電池は充電・放電を数百回繰り返し、極板（
金属多孔体）を通して充放電する。即ち、金属多孔体の
基板がスポンジの場合は骨格、不織布ノ場合は線を通し
て充放電されるため、骨格および線が一定で正確なこと
が要求される。しかしながら、上記したようにポリウレ
タンスポンジの骨格は大きいもの或いは小さいものと一
定ではなく均一性がない。同様に不織布の線も均一性が
ない。

１　ｃｍ”あたり正確にみると、線と線とのからみが部
分的に詰まっている所と、透いている所がある。

電気通電量から言えば、ｌａｍ”単位でみると、線が詰
まっている所及び骨格の大きい所は通電量は大となり、
線が透いている所および骨格が小さい所は通電量は小と
なる。このように通電量が相違する現象が起こるため、
二次電池が充放電を繰り返す時に部分的にばらつきが発
生し、この原因によりでも電池のパワーアップを図るこ
とが出来ない。

本発明は、上記した問題を解決することを目的とし、メ
ッキ処理して形成した金属多孔体が所要の引張強度を有
することが出来る程度にメッキ厚さを均一に厚く出来る
ようにすると共に、単位面積当たりの開孔率を均一化で
きるようにするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明は、メツシュ網をメッ
キして製造した金属網目体を複数枚重ねて規定の厚さに
積層し、該積層状態で再度メッキを施して一体化してい
ることを特徴とする金属多孔体を提供するものである。

さらに、本発明は、不織布、ポリウレタンスポンジ等の
三次元網状発泡体をメッキして製造された金属多孔体に
、メツシュ網をメッキして製造した金属網目体を、両側
、片側、中央部あるいは交互等に配置して、規定の厚さ
となるように積層し、該積層状態で再度メッキを施して
一体化していることを特徴とする金属多孔体を提供する
ものである。

また、上記した金属多孔体は所要の厚さでメッキをして
いることにより必要な引張強度を有するために、これら
をロール状に巻き取ることで可能であり、よって、上記
金属多孔体をロール等に巻回してコイル状としているこ
とを特徴とするコイル状金属多孔体を提供するものであ
る。

さらに、本発明は、上記した金属多孔体を製造するため
に、 網目体シートおよび多孔体シートを真空膜作成法あるい
は電解メッキ又は無電解メッキ作成法等のメッキ製法で
メッキして金属網目体および金属多孔体を製造し、 これら金属網目体および金属多孔体をロール等に巻回し
てコイル状にし、ついで、 上記複数のコイル状金属網目体から金属網目体シートを
巻き出して必要ｔｊｃ敗積層し、あるいは、複数のコイ
ル状金属網目体およびコイル状金属多孔体より金属網目
体シートおよび金属多孔体シートを巻き出して任意の配
列で必要枚数積層し、上記した積層状態で真空膜作成法
あるいは電解メッキまたは無電解メッキ作成法等のメッ
キ製法でメッキを施して、一体化させて所定の厚みの金
属多孔体を形成し、 上記の連続して製造される金属多孔体をロール等に巻き
取ってコイル状とすること を特徴とする金属多孔体の製造方法を提供するものであ
る。

更に、本発明においては、上記２回目の重ねメッキで所
定の厚みとした金属多孔体を、脱線焼結工程等の、通常
の後処理工程を行い、また、必要に応じては省略しても
良いいえることは当然である。

上記した基板となる網目体シート（メツシュ網のシート
）および多孔体シート（三次元網状発泡体、不縁布など
のシート）の材質としては、ポリエステル、ポリプロピ
レン、ポリウレタンなどの合成樹脂、天然繊維、セルロ
ースおよび紙等の有機質、金属、ガラス、カーボンおよ
び鉱物質などの無機質を用いることが出来、又、形状は
メッシュ網状、繊維状、不織布状およびスポンジ状で、
その線径は０．０１−１．軸ｌφで、基板の厚さが０．
３−一〜５０−のものが好適に使用され得る。

網目体シートおよび多孔体シートに施すメッキの種類お
よび、メッキ魁理した金属網目体および金属多孔体を複
数枚積層して施すメッキの種類は、真空膜作成方法では
、Ｃｕ　、　Ｎｉ　、　Ｚａ　、　Ｓｎ　。

Ｐｄ、Ｐｂ、Ｇｏ、ＡＩ、Ｍｏ、Ｔｉ、ｒｅ。

５ＵＳ３０４，５ＵＳ４３Ｇ、３０Ｃｒ、Ｂｓ等どんな
金属でもよい。また、無電解メッキ法を用いる場合はＣ
ｕ　、Ｎｉ　、Ｇｏ　、Ｐｄ　、Ｓｎが用いられる。グ
ラファイトカーボンブラック塗布および浸漬法を用いる
場合はＣｕ　、　Ｎｉ　、　Ｃｏ　、　Ｐｄ　。

Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｐｅが用いられる。導電性樹脂塗布
および浸漬法を用いる場合はＣｕ　、　Ｎｉ　。

Ｃｏ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｆｅが用いられる。

上記した本発明に係わるメッキ方法を用いることにより
、製造する金属多孔体のメッキ厚さを５０　ｓｇ／ｓ”
〜１０００ｇ／＋ｓ″の範囲で製造することができる。

作」− 上記したように、メッキ製法で形成した金属網目体およ
び金属多孔体を、再度、規定の厚さまで複数枚積層′し
た状態でメッキすると、基板を複数枚としていることに
より、基板自体で引張強度が大となり、メッキの付着量
を４００ｇ／ａ”以上と大きくしなくても、所要の引張
強度を与えることが出来る。また、金属網目体および金
ＩＩ％孔体を複数枚積層していることにより、単位面積
当たりの開孔率を均一化することが出来る。

寒巣汽 以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。

図中、ｌａ、２ａは金属網目体のコイル、３ａは金属多
孔体のコイルである。上記金属網目体のコイル１ｍ、２
ｍはメツシュ網状シートを真空蒸着法で所要の厚さで既
にメッキした金属網目体シート！、２をコイル状に巻回
したものである。同様に、金属多孔体のコイル３ａもポ
リウレタンスポンジ（或いは不織布）を真空蒸着法によ
り所要の厚さで既にメッキした金属多孔体シート３をコ
イル状に巻回したものである。

上記したコイルｌａ、２ａ、３ｍを図示のように並列に
配置して夫々金属網目体シートｌ、２および金属多孔体
シート３を巻き出し、メッキ装置（本実施例では真空蒸
着メッキ槽）４への入口側へ配置した一対の重ね合わせ
ロール５Ａ、５Ｂにより金属網目体シートｌと２の間に
金属多孔体シート３を挟んで積層した状態で重ね合わせ
ている。

尚、該積層した状態で必要とする規定の厚さになるよう
に設定している。

上記のように３枚の積層した状態で、真空蒸着メッキ槽
４内を連続的に通過させ、金属網目体シート！、２およ
び金属多孔体シート３に蒸着メッキを施すことにより一
体に固着させている。

上記真空蒸着メッキ槽４から連続的に搬出される一体化
された金属多孔体６を複数組設置した一対の板厚調整ロ
ール７Ａ、７Ｂの間を通過させ、巻取ロール８に巻き付
けてコイル状の金属多孔体９を製造している。尚、図中
、１０がガイドローラである。

上記方法により製造された金属多孔体は第２図に示す形
状である。

尚、積層する金属シートは上記実施例に限定されず、金
属網目体シートを複数枚積層して、第３図に示す如き金
属多孔体を製造してもよい。あるいは金属網目体シート
と金属多孔体シートとの積層する配列を変えて第４図に
示すように金属多孔体３の片側のみに金属網目体ｌを配
置し、又、第５図に示すように金属多孔体３の間に金属
網目体■を挟んだ配置、第６図に示すように金属網目体
！と金属多孔体３とを交互に配置する構成とする、こと
も出来る。

また、上記実施例では、メッキ法として真空蒸着法を用
いているが、メッキの種類に応じて電解メッキ法、無電
解メッキ法、グラファイトカーボンブラック塗布および
浸漬法、導電性樹脂塗布および浸漬法など適宜なメッキ
法を用いることが出来る。

具体的には、金属網目体を複数枚重ね合わせて再度メッ
キし、３００ｇ／−”のメッキ付着量の一体化した金属
多孔体を製造する場合、予め目的の付着量の１／３〜１
／２（例えば、１００ｇ／烏りを、メツシュ網に例えば
Ｎｉメッキで施しておく。即ち、４枚のメツシュ網を重
ねる予定である場合には、１枚のメツシュ網に２５ｇ／
ｍ″のメッキをそれぞれ付着して金属網目体を製造して
おく、この４枚の金属体を重ね合わせて合計１００ｇ／
ａ”のメッキ付着量となっている状態で、再度、目的量
の残りの付着量２７３〜１／２、上記の場合では２００
ｇ／ａ”をＮｉメッキで施して一体化した完成品として
いる。このように、本方法では２回のメッキ工程になる
が、後工程の複数枚重ねた金属網目体を一体に固着する
ためには、該後工程のメッキ処理でメッキ付着量を５０
％確保することが望ましい。

上記メツシュ網の線は丸、角、平などいずれでもよい、
尚、積層する際に、表面側に配置する金属網目体は、２
回目のメッキ工程において、中心部に配置する金属網目
体よりも早くメッキが付着するため、メツシュ網をメッ
キして金属網目体とする１回目のメッキ工程において、
２回目のメッキ工程において表面側に配置するメツシュ
網より中心部に配置するメツシュ網のメッキ付着量を多
くし、２回目のメッキ工程において各金属網目体のメッ
キ付着量が均一になるようにしている。

金属多孔体と金属網目体とを重ね合わせて一体化する場
合も上記と同様で、目的とするメッキ付着量の１／３〜
１／２を１回目のメッキ工程で金属多孔体および金属網
目体に付着しておき、２回目のメッキ工程で残りの付着
量の２／３〜１／２をメッキすることが望ましい。

尚、上記した重ねメッキ方法により所定の厚みとした金
属多孔体に対して、後処理工程として通常行なわれる脱
線焼結工程等を行っていることは言うまでもない。

発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明に係わる製造方
法で製造された金属多孔体は、例えば、金属網目体を重
ね合わせて２回目のメッキを行って金属多孔体としたも
のでは、１回目のメッキでメツシュ網が比較的正確にな
っているものを、重ねて合わせているため、正確なメツ
シュの金属多孔体とすることが出来る。よって、単位面
積当たりの開孔率が均一化され、該金属多孔体を電池の
極板に用いた場合、活物質粉末を均一に充填することが
出来、電池のパワーアップを図ることが出来る。同様に
、二次電池に利用する場合においても、上記したように
正確なメツシュを重ねることにより線の詰まり状態が均
一化し、よって、二次放電において安定した通電量を確
保することが出来る。金属多孔体と金属網体とを積層し
た場合も同様で、積層により単位面積当たりの開孔率お
よび線や骨格の詰まり状態が均一化し、同様の効果を有
する。

さらに、メッキ処理して製造した金属網目体および金属
多孔体を複数枚積層してメッキ処理で一体化し、基板（
金属網目体および金属多孔体）を複数枚用いているため
、基板自体で引張強度を高めることが出来る。

よって、付着するメッキ量を従来の多孔体のメッキに必
要とした付着ｆｆｉ（４００ｇ／ａ”〜１０００ｇ／ｍ
”）ｌ！ど多くする必要がなく、少ないメッキ付着量で
所要の引張強度を与えることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本製造方法を実施するための装置を概略的に示
す図面、第２図は第１図に示す装置で製造された金属多
孔体の概略断面図、第３図、第４図、第５図、第６図は
第２図と同様な変形例を示す概略断面図である。 ！、２・・金属網目体、３・・金属多孔体、４・・メッ
キ装置、 ５Ａ、５Ｂ・・重ねロール、 ７Ａ１７Ｂ・・板厚調整ロール。 第１図 特許出願人　片山特殊工業株式会社 代理人　弁理士前　山　葆ほか２名 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、メッシュ網をメッキして製造した金属網目体を複数
   枚重ねて規定の厚さに積層し、該積層状態で再度メッキ
   を施して一体化していることを特徴とする金属多孔体。 ２、不織布、ポリウレタンスポンジ等の三次元網状発泡
   体をメッキして製造した金属多孔体に、メッシュ網をメ
   ッキして製造した金属網目体を、両側、片側、中央部あ
   るいは交互等に配置して、規定の厚さとなるように積層
   し、該積層状態で再度メッキを施して一体化しているこ
   とを特徴とする金属多孔体。 ３、請求項１および２記載の金属多孔体をロール等に巻
   回してコイル状としていることを特徴とするコイル状金
   属多孔体。 ４、網目体シートおよび多孔体シートを真空膜作成法あ
   るいは電解メッキまたは無電解メッキ作成法等のメッキ
   製法でメッキして金属網目体および金属多孔体を製造し
   、 これら金属網目体および金属多孔体をロール等に巻回し
   てコイル状にし、ついで、 上記複数のコイル状金属網目体から金属網目体シートを
   巻き出して必要枚数積層し、あるいは、複数のコイル状
   金属網目体およびコイル状金属多孔体より金属網目体シ
   ートおよび金属多孔体シートを巻き出して任意の配列で
   必要枚数積層し、上記した積層状態で真空膜作成法ある
   いは電解メッキまたは無電解メッキ作成法等のメッキ製
   法でメッキを施して、一体化させて所定の厚みの金属多
   孔体を形成し、 上記の連続して製造される金属多孔体をロール等に巻き
   取ってコイル状とすること を特徴とする金属多孔体の製造方法。