JPH0330259A - ニッケルフォーム構造物の製造方法 - 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】 本発明は、ニッケルフォームの分野に関する。

より詳細には、本発明は、改善された伝導率、気孔率、
フォーム気泡サイズ、活物質（ａｃｔ１ｖｅｒａａｓｓ
）を保持する容量、強度を有するニッケルフォーム電池
プラーク（ｐｌａｑｕｅ）および改良電池プラークの製
法に関する。

発明の背景および課題 電池プラーク（活物質の担体となるニッケル焼結板）は
、通常、ニッケル粉末をニッケル被覆鋼板上に焼結する
ことにより・て形或されている。焼結プラークにおいて
達威された気孔率は、一般に、８０％範囲内の気孔率に
限定されている。これらの８０％範囲の気孔率は、プラ
ークに保持できる活物質の量を限定して電池容量を制限
する。低い気孔率および活物質を保持するための減少さ
れた容量は、従来から電池性能を限定するという問題を
有していた。

電池用の増大された気孔率を有するニッケルプラークは
、ニッケルカルボニルを炭素フェルト上に化学蒸着する
ことによって実験的に形或されている。電池プラークは
、ニッケルを炭素フエルト基体上に付着させ、ニッケル
被覆フエルト基体を使用して活物質を支持することによ
って形成される。炭素フエルト法の場合には数種の問題
がある。

第一に、炭素フエルトは、電池の製逍には比較的高価で
あること。第二に、フエルト構造物の気泡サイズは、フ
ェルト自体内で広く変化し且つ繊維状フェルト型構造物
のために制御することが困難であること。第三に、炭素
フエルト基体が、電池に残ること。そして第四に、この
方法は、重合体被覆フェルトに満足ではなかった。電池
用重合体繊維の化学蒸着における以前の実験的試みは、
電池プラークには不適当である劣った機緘的安定性を有
する劣ったニッケル被覆物を有する製品を製造するもの
である。

最近、低気孔率問題を解清しようとする試みにおいて、
ニッケル電池プラークは、別の電気化学的方法によって
製造されている（米国特許第４，２５１，６０３号明細
書）。ニッケルを、ポリウレタンフォーム上に電気メッ
キし、焼結することによりニッケルフォームを形成して
いる。メッキを実施する前に、ポリウレタンフォームは
、フォームをコロイドグラファイト分散液に浸漬され、
フォームを乾燥することによって伝導性にさせている。

このニッケルフォームは、電池プラークが支持できる活
物質の量を増大させるために増大された気孔率を有する
。

電気化学的技術によって形成されたニッケルフォームは
、スミトモ・エレクトリック・インダストリーズにより
名前セルメット（ＣＥＬＮＥＴＴＭ）　、そしてソラベ
ツクにより名前メタポア（．　｝４ＥＴＡＰＯＩ？ＥＴ
Ｍ）で製造されている。セルメットＴＭニッケルフォー
ムは、約１００倍に拡大した時に高度に不規則な表面を
有する。電着ニッケルフォームの導電率は、電気メッキ
ニッケル層の固有構造のため、気孔率の関数として予想
の伝導率よりも低い。より不良な伝導率は、電池出力、
再充電率および再充電時の電池過熱を生ずる。

追加的に、電気化学的にメッキされたニッケルフォーム
は、高気孔率で理想の機械的性質よりも低い機械的性質
を有していた。高気孔率におけるこれらのより低い機械
的性質は、早期電池破損なしに電池で信頼性高く使用で
きる活物質の量を制限する。余りに高い気孔率を有する
電気化学ニッケルフォームで形成された１！泊プラーク
は、プラークが弱い機緘的性質を有するようにさせるで
あろう。

本発明の目的は、改善された伝導率を有するニッケルフ
ォームを製造することにある。

本発明の更に他の目的は、より高い気孔率水準で改善さ
れた機械的性質を有するニッケルフォームを製造するこ
とにある。

本発明の更に他の目的は、改善された電泊性能のために
より小さい孔径およびより均一な構逍を有するニッケル
フォームを製造することにある。

本発明の更に他の目的は、前記の改善された性質を有す
るニッケルフォームの有効な形成法を提供することにあ
る。

発明の概要 本発明は、ニッケルフォーム（Ｎｉｃｋｅｌ　Ｆｏａｍ
）の形或法を提供する。熱分解性材料の連続気泡フォー
ム構造物は、ニッケルカルボニルガスを含有する雰囲気
に入れる。フォーム構造物は、ニッケルカルボニルガス
が分解する温度に加熱する。ニッケルカルボニルガスか
らのニッケルは、フォーム構造物上で分解してニッケル
メッキフォーム構造物を形或する。次いで、ニッケルメ
ッキフォーム構造物は、焼結してフォーム構造物をニッ
ケルメッキフォーム構造物から除去して相互連結ニッケ
ルワイヤーの等方性連続気泡網目を残してニッケルフォ
ームを形成する。

更に、本発明は、相互連結連続細孔気泡の電池プラーク
を提供する。連続細孔気泡は、実質上均一な断面を有す
る実質上中空のニッケルワイヤーからなる。ニッケル構
造物を通しての伝導率は、３．４の倍率だけ掛けた網状
ニッケル網目を横切っての実際の伝導率がニッケルの理
論伝導率に大体等しいかそれ以上であることによって特
徴づけられる。

発明の具体的な説明 第１図を参照すると、本発明の網状連続気泡構造物は、
連続且つ均一である。均一な構造物は、網状または連続
気泡フォーム上でのニッケルカルボニル蒸気の分解の結
果物である。次いで、ニッケル被覆フォームは、焼結し
て密閉フォームを「焼き去って」、ニッケルフォームと
して既知の連続ニッケル気泡の等方性網目を残す。本発
明の方法によって形成された電池プラークは、焼結／電
気化学技術によって形成された電池プラークよりも優れ
た性質を有することが発見された。理論的には、化学蒸
着によって製造されたニッケルフォームのエネルギー要
件は、ニッケルの電気化学付着のエネルギー要件よりも
少ない。

本発明の改良は、第２図および第３図の電気化学付着ニ
ッケルフォームを第４図および第５図の本発明のニッケ
ルフォームと比較することによって劇的に示される。第
２図は、ニッケルの不規則なでこぼこのふし状付着物を
図示する。ニッケルのこれらのふし、および特にふしを
連結する弱い点は、電池プラークの内部抵抗を増大する
非能率的な導電率の面積を生ずると推測される。追加的
に、第３図は、ニッケルフォームのニッケル導線内の実
際の不連続または穴を図示する。また、これらの穴およ
び特にふしを連結する弱い点は、電池プラークに非能率
的伝導率を生ずると推測される。追加的に、電気化学付
着物の不規則な形状は、ニッケルフォームの機械的弱さ
の一因となると信じられる。対照的に、第４図および第
５図ば、可視の穴なしに連続の平滑な均一の付着物を図
示する。本発明のニッケルカルボニル付着物は、予想外
に改善された品質を有することが証明された。

ニッケルカルボニル付着ニッケルフォームは、改善され
た伝導率と改善された機械的性質との両方を有する。こ
の改善された伝導率および改善された機械的性質は、内
部電池抵抗を下げ且つプラークが機械的破損なしに電池
において保持するであろう活物質の量を増大させること
によって電池性能の有意な改善を容易にする筈である。

第６図を参照すると、フォームをニッケルカルボニルで
初期に被覆するための装置機構は、かなり単純であるら
しい。一酸化炭素供給装置１０は、一酸化炭素ガスを、
ニッケルカルボニル（Ｎ　ｉ　（ＣＯ）４）供給オート
クレープ１２に供給する。ニッケルカルボニル供給オー
トクレープ中のＮ　ｉ　（　Ｃ　Ｏ　）　４ガスは、所
望温度約１０℃〜約３８℃に維持する。一酸化炭素中の
ニッケルカルボニルのビックアップから生ずる供給ガス
濃度は、ニッケルカルボニル約２０〜約９０容瓜％およ
び一酸化炭素約１０〜約８０容ユ％である。オートクレ
ープ１２からのＮ　ｌ　　（　Ｃ　Ｏ　）　４ガスは、
被覆室１４に入る。場合によって、Ｈ　２　Ｓガスまた
は別の触媒は、ニッケルメッキを促進するために被覆室
１４に添加してもよい。

被覆室１４にはフォーム１５の連続ストリップを供給す
る。利用するフォーム１５は、いかなる網状または連続
細孔フォームであってもよい。網状フォームは、ポリウ
レタン、ボリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン
、ポリイソシアヌレ−ト、ポリフェノールまたはポリプ
ロピレンであってもよい。好ましくは、網状ポリウレタ
ンフォームは、披覆室に供給する。ポリウレタンは、ニ
ッケルカルボニルの分解温度よりもわずかにだけ高い溶
融温度を有するにも拘らず、有効であることが証明され
た。ポリ塩化ビニルフォームは、焼結工程で生成する排
ガスを処理するという問題のため、望ましさが最も低い
であろう。

室１４は、水平に装着されており、テフロン（Ｔｅｆ’
ｌｏｎ＠）重合体、パイレックス（Ｐｙｒｅｘ＠）ガラ
スまたは石英から作られた２個の窓１６および１８を有
する。窓１６および１８は、放射線がパラボラ反射鏡を
有する赤外線源２０および２２から被覆室内１４に入る
ことを可能にするための本質上赤外線透明性窓を構或す
る。赤外線は、窓１６および１８を透過して、室または
室内のガスをＮ　ｉ　　（　Ｃ　０　４）が分解する温
度にまで加熱されることなく、ニッケルカルボニルが分
解する温度までフォーム１５を選択的に加熱する。ニッ
ケルカルボニルは、フォーム１５上で分解して実質上均
一な付着物を形成する。フォーム１５を加熱するための
他の別の手段としては、少なくとも部分的導電率を有す
るか有するように処理されたフォームの誘導加熱および
抵抗加熱が挙げられる。

ポリウレタンフォームは、３．０〜３，７μｍに赤外線
吸収ピークを有し、非常に強い吸収が５．７μｍにある
。ニッケルカルボニルは４．８〜４．９μｍに強い吸収
を有し且つ一酸化炭素は４．５〜４．８μｍに強い吸収
を有する。吸収ピークのこの近接は、フォームを被覆室
１４で選択的に加熱する際に問題を生ずることがある。

問題は、ニッケルメッキフォーム２３を形成するために
ニッケルをフォーム１５上にメッキせずに室１４内のＮ
　ｉ　（ＣＯ）４の自然分解である。放熱器２０および
２２の加熱電位は、放熱器２０および２２に電気的に電
力を与える時には可変電圧調整器によって制御する。電
圧は、放熱器が波長２．５μｍ未満で最もエネルギーを
放つ電圧に調整する。ポリウレタンフォームを使用する
侍には、放射線は、ポリウレタンも過熱してはならない
。

窓１６および１８における赤外線放熱器２０および２２
の強度は、約１ワット／Ｃ一であった。ポリウレタンフ
ォームを過熱するならば、ポリウレタンは、披覆室１４
で分解するであろう。波長２．５μｍ未満もニッケルメ
ッキフォーム２３を有効に加熱する。その理由は、ニッ
ケルが分解速度の有意な減少なしにニッケルメッキフォ
ーム２３上に分解し続けるからである。入手可能ならば
、波長４．５〜４．９μｍの放射線を選択的に吸収する
室１４の外部の放射線フィルターが使用できる。

ポリウレタンフォームは、先ず、被覆室１４に入る前に
、ニッケルカルボニルおよび一酸化炭素によって弱く吸
収される赤外線の吸収用材料、例えば、カーボンブラッ
クで被覆する。或いは、顔料を、赤外線の吸収を促進す
るためにフォーム自体に直接配合してもよい。灰色ポリ
ウレタンフォームは、或功裡に被覆されるが、フォーム
の色が余りに淡いならば、フォームは、赤外線源２０お
よび２２で有効には加熱されない。次いで、赤外線［２
０および２２が、主として２，５μｍ未満の波長を有す
る赤外線を供給する。好ましくは、赤外線を、主として
２．　　０μｍ未満の波長で供給する。この波長範囲は
、ニッケルカルボニルガスの自然分解を生じずにフォー
ム１５を有効に加熱する。ニッケルカルボニルは、カー
ボンブラック被覆フォーム１５上で均一に分Ｈ　Ｌ，て
、先ずフォーム１５の中心からメッキする。被覆室１４
は、水平に装着されている。被覆室１４にはＮｉ　（Ｃ
Ｏ）４′ａ度勾配がある。この理由で、上部および底部
の赤外線源２０および２２は、フォーム１５の一方のサ
イドを他方よりもわずかに熱く加熱することによって穴
なる設定に調整して、Ｎ　ｉ　（Ｃｏ）　４濃度勾配を
補正してもよい。また、濃ニッケルカルボニルのむらの
あるガスフローパターンを回避することが重要である。

また、これらのむらのあるガスフローパターンは、若干
の面積ではより重く付着する傾向があるであろう。或い
は、被覆室１４は、垂直に配置してもよい。被覆室１４
の垂直装着は、フォーム１５の両サイド上でのより均一
なガス分布を容易にする筈である。

次いで、ニッケルメッキフォーム２３は、炉２４に輸送
する。炉２４は、図示のように連続操作用燃焼室１４に
開放的に連結してもよく、またはバッチ型操作のために
別個に取り付けてもよい。

炉２４は、水素ガスを有する還元状態に維持する。

炉２４は、既知の種類、例えば、抵抗、誘導または好適
な外部加熱燃料型炉を有していてもよい。

炉２４には水素ガスなどの還元ガス２６を供給してニッ
ケルフォーム２７の酸化を防止する。ニッケルメッキフ
ォーム１７は、炉２４内で温度８５０℃〜９００℃に加
熱する。ポリウレタンは、分解して、実質上中空ニッケ
ルワイヤーまたはニッケルフォーム２７の網状網目を残
す。ポリウレタンフォームの蒸発から生ずるガスは、ワ
イヤーの網目から逃げる。フォーム１５の一部分は、ニ
ッケルフォーム２７内に残ってもよい。しかしながら、
フォーム１５は、完全に除去することが好ましい。ガス
は、網目中の小さい見えない穴を通して逃げるか多分ガ
スは部分的に拡散によって逃げると信じられる。Ｈ２Ｓ
ガス触媒を使用して、フォーム１５をメッキする時には
、この工程でニッケル中に付着した硫黄は、炉２４中で
ニッケルフォーム２７から有効に除去される。ニッケル
フォーム２７は、焼鈍時に収縮してもよいが、９６％よ
りも低い気孔率を有するニッケルフォーム２７は、８５
０℃で加熱する時には余り収縮しない。更に、温度８５
０℃〜９００℃でのニッケルフォーム２７は、焼鈍して
、ニッケルフォーム２７の機械的性質を大幅に改善する
。焼姉後、ニッケルフォーム２７は、捕集スプール２８
上にロール巻きしてもよい。捕集スプール２８からのニ
ッケルフォーム２７は、所望の厚さにロール巻きし、電
池プラークを形成するためのサイズに切断してもよい。

所望ならば、ニッケルフォーム２７は、先ず、酸化条件
下で焼鈍し、次いで、還元条件下で焼鈍してもよい。こ
の順序は、より安定な高分子基体を使用する時には必要
であることがある。

捕集スプール２８と供給スプール２９との間の張力は、
フォーム１５の気泡を伸長するための使用してもよい。

捕集スブール２８は、直流モーターによって一定の速度
で引く　（実験速度はフォーム１５を５　０　〜１　０
　０ｃｍ／ｈｒの速度で引いた）。

伸長フォーム１５から形威されたニッケルフォーム２７
は、細長い気泡を有し且つ異方性を有する傾向があるで
あろう。これらの異方性は、好ましい方向の強度または
伝導率を増大するために使用してもよい。

本発明の図示の配置においては、被覆室１４からの排ガ
スは、先ず、ドライアイスによって−８０℃に維持され
た冷却器オートクレープ３０に移動して、ニッケルカル
ボニルを凝縮し凍結する。次いで、排ガスは、２８０℃
に維持された高温二次分解器上３２を通過させて、残っ
ているＮｌ　（Ｃｏ）４を更に除去する。次いで、二次
分解器３２からの排ガスは、バーナー３４で燃焼して、
Ｎ　ｉ　（Ｃ　Ｏ）　４の完全な除去を保証する。また
、窒素供給装置３６からの窒素は、フォ′−ム１５の導
入およびニッケルフォーム２７の導出のために正圧で供
給して、Ｎ　１　　（Ｃ　Ｏ）　４が系から漏れないこ
とを保証する。窒素ガスパージも、炉出口に連結して水
素ガスの逃避を防止する。炉からの排ガスは、出口３８
を通して放出する。

電池プラークの気泡サイズは、初期にはフォームの気泡
サイズによって制御する。最終気泡よりも大きい気泡サ
イズのフォームは、フォームの加熱時およびニッケルフ
ォームの焼鈍時の収縮を補償するために必要とされる。

優先的には、電池プラークの連続細孔気泡を横切っての
平均距離は、４００μｍ〜２０μｍである。最も優先的
には、連続細孔気泡を横切っての平均距離は、１００μ
ｍ〜６０μｍである。より小さい気泡サイズは、電池プ
ラークの表面積を増大し且つ夷子が活動量と電池プラー
クとの間を移動する距離を減少するが、水酸化ニッケル
を自由にプラークに抑し入れることを可能にする。気泡
のサイズが実質上一層減少するならば、水酸化ニッケル
粒子をプラークに絞り入れることは困難である。その理
由は、水酸化ニッケル粒子のサイズが典型的には約１０
μｍ程度であるからである。

気泡サイズ４００〜２０μｍを有する電池プラークは、
非常に小さい気泡サイズを有する圧縮フォームをメッキ
することにより、またはより大きいサイズのニッケルフ
ォームを単純に圧延して気泡サイズを減少することによ
り作ってもよい。気泡の好ましい製法は、小さい気泡サ
イズを有するフォーム、例えば、圧縮ポリウレタンフォ
ームを直接被覆する方法である。ニッケルフォームの圧
延は、気泡サイズを減少するのに１１１純な方法である
が、ニッケルフォームを圧延する際に、気泡サイズは、
気孔率を犠牲にして減少する。追加的に、電池プラーク
の圧延は、完全に均一な方法では変形せず、電池プラー
クを横切っての気泡の形状およびサイズの相違を生ずる
。本発明の方法は、気泡サイズを減少するためにニッケ
ルフォームを圧延する必要を回避する。

試料の伝導率を試験するために、銅製のクランブを長方
形ニッケルフォーム試料の対向端に取り付けた。フォー
ムの長さに沿っての伝導率を式ＩＩ 〔式中、σｆはニッケルフォームの伝導率であり、■は
刈定された電圧（Ｖ）であり、 Ｗは試料の幅（ｃｍ）であり、 ｔは試料の厚さ（ｃｍ）であり、 ｌはブロープ間の距離であり、 ｌは電流（Ａ）である〕 によって計算した。

電池プラークの気泡サイズは、初期には、フォームの気
泡サイズによって制御する。最終気泡よりも大きい気泡
サイズのフォームは、フォームの加熱時の収縮を補償す
ることを必要とする。以下の表１は、電気化学ニッケル
フォームを各種の気孔率の本発明のニッケルフォームと
比較する伝導率の概要を与える。

気孔率の関数としての本発明のニッケルフォーム（試料
１〜１３）の伝導率は、スミトモの電気化学付着セルメ
ットＴＭｉ品（試料１４〜１８）よりも実質上大きかっ
た。表１からのデータは、第７図に図示する。第７図に
おいては、電気化学ニッケルフォームは同様の気孔率の
本発明のニッケルフォームよりも有意に低い伝導率を有
する。この増大された性能は、電気化学付着フォームか
ら形威されたニッケルフォームと火なり、Ｘｓ’ｆおよ
び２方向に伝導するワイヤーの１／３を有するモデルの
伝導率を満たした。本発明のニッケルフォームの伝導率
は、式 （式中、σＮ１はバルクニッケルの承認伝導率であり、 σｆはニッケルフォームの見掛け伝導率であり、Ｐはニ
ッケルフォームの気孔率である）を満たすことが見出さ
れた。

この関係は、本発明の方法により製造されたニッケルフ
ォームによって満たされる。本発明のニッケルフォーム
の理論伝導率の計算においては、承認された値１．４６
Ｘ１０５オーム−１（至）−１をσＮ１に関して使用し
た（ＣＲＣハンドブック・オブ・ケミストリー●エンド
・フィジックス第６８版）。理論伝導率に掛け且つ気孔
率に関して補正された３．４の倍率は、本発明のニッケ
ルフォームの実験データを満たす。３．２の倍率は、本
発明の大抵のニッケルフォームを満たす。３のプロット
された倍率は、本発明のニッケルフォームの場合に気孔
率と伝導率との間の関係を有効に予測するらしい。しか
しながら、セルメットＴＭおよびメタボアＴＭ！！Ｊ品
は、４の倍率を必要とし、このことは比較的高い抵抗を
実証する。セルメット１Ｍの場合の４の倍率は、表１の
実験データから求め且つメタボアＴＭの場合の４の倍率
はＳ．ラング口イスおよびＦ．コエウレット、「ニッケ
ルフォームの多孔性電極を通しての流れおよび電極によ
る流れ、ｌ．材料特性化」、１９ジャーナル・オブ・ア
プライド・エレクトロケミストリ−（Ｊｏｕｒｎａｌｏ
１’　Ａｐｐｌ　ｌｅｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓ
ｔｒｙ）４　３．　　４　３　−　５　０（１９８９）
に発表された。本発明のニッケルフォームの増大する伝
導率は、電池プラークの内部抵抗を下げる。より低い抵
抗は、より迅速な再充電速度を可能にし且つ再充電時の
電池過熱を下げることに貢献する。

また、本発明のニッケルフォームの引張強さは、電気化
学的に製造されたニッケルフォームのものよりも優れて
いた。ダイを使用してニッケルフォームの試料を標準寸
法に切断した。試料はダンベル状であり、全長１１ｃｍ
（クランブ間８Ｃｌｌ）を有し且つ試料に応じて変化す
る可変厚さを有していた。試料は、首で幅１ｃＩＩ１で
あり（長さ４．６ａ＋＋）、各端で幅が１．　　６ｃｍ
〜２．　　０ｃｍの長さにわたって先細りであった。こ
の標準化試料は、ゴム試験に使用されているＡＳＴＭ　
　Ｄ　　４ｉ２−８３ダイＣの修正であった。この標準
は、試料の首における幅を１．０ｃｆｆｌに増大するこ
とによって修正した。

試料が破断するまで、試料を０．１”３＋ｍ／秒の一定
の速度で引いた。試料が首領域で破断した試料のみが、
妥当であると承認された。試験データは、次の通りであ
った。

表　　　２ 初期見掛 ３ｌ４５ ２３．６ ２３．８ ２Ｂ．８ ２３．６ ２３．８ ２３．Ｂ ３ｌ．５ ３ｌ．５ ３１．５ ３１．５ ２３．６ ２３．６ ０．５ １．１ ｌ．０５ １．２ １．３５ １．２ １．１５ Ｌ．９ ｌ．９５ ｌ．９５ ｌ．６５ １．６３ １．８ ０．２５３４ ０．ｌｉ２５３ ０．４７５９ ０．４８８８ ０．５４０１ ０．３４２８ ０Ｊ６５９ ０．８７７５ ０．ｆｉ９８２ ０．６１４７ ０．４２８ ０．９４３８ ０．９４９ ９［ｆ．５３８ ９６．１１７ ９Ｂ．９０４ ９７．１４３ ９７．２３７ ９８．０５Ｑ ９７．８２７ ９７．５Ｂ４ ９７．５５４ ９７．８４７ ９８．２３７ ９５．４９９ ９５Ｊ８８ ＯＪＯ８ ０．３４Ｂ ０．２７６ ０．２１６ ０．２４６ ０．Ｌ７４ ０．１９３ ０．２１７ ０．２１８ ０．１９２ ０．１５７ ０．４０１ ０．４１０ １３．１３ ２８．８７ １４．０３ １４．９２ ２２．２７ １１．８７ １３．２ ２５．２８ ２８．２ ８４．１４ ２０．５５ ２７．９ ２８．５５ ５ １ｌ １０．５ ｌ２ ｌ３．５ ｌ２ １１．５ ｌ９ ｌ９．５ １９．５ ｌ６．５ １６、３ １６ ２６２．８ ２６０．８ １３３．８ １２４Ｊ １８５，０ ９７．３ ＬＬ４．８ １３３．１ １４４．８ Ｌ７５．１ １２４．５ １７１．２ １７８．４ ２．６； ２．６ｌ ｌ．３４ ｌ．２４ ｔ．６５ ０．９７ １．１５ Ｌ．３３ ｌ．４５ ｌ．７５ Ｌ．２５ １．７１ １．７８ −３４２− 試料魚１〜１１は、本発明の方法によって製造されたニ
ッケルフォームに対応する。試料弘１２および１３は、
電気化学的に製造されたセルメットＴＭニッケルフォー
ムに対応する。第８図、表２のグラフを参照すると、本
発明のニッケルフォームは、改善された機械的性質を有
することが容易に明らかである。これらの機械的性質は
、電池プラークが巻いて電池ハイジング内にフィットす
るので、重要である。電池プラークは、変形し且つ水酸
化ニッケル粒子含有ペーストなどの活物質を保持し続け
るのに十分な強度有していなければならない。電気化学
ニッケルフォームからのニッケルフォームは、極限引張
強さ１．７５４ＭＰａを有し、気孔率は約９５．５％で
あった。純ニッケルバーの極限引張強さは、約３　１　
７ＭＰ　ａである。

しかしながら、本発明の方法からの試料は、同様の強度
を有し、気孔率はほとんど９８％程度であった。機械的
性質のこの増大は、多量の活物質を電気化学ニッケルフ
ォームと同じ強度を有する電池プラークによって信頼性
高く保持させることを可能にする。気孔率に関して補正
され且つ４〜６の倍数だけ掛けた本発明のニッケルフォ
ームの引張強さは、３１７ＭＰａ以上であった。本発明
のニッケルフォームの引張強さは、約５の倍数によって
特徴づけられるらしい。

本発明の方法は、電池プラークとして使用するのに有意
に改善された性質を有するニッケルフォームを製造する
ための極めて融通性のある方法を提供する。本発明は、
９９％程度の気孔率を有するニッケルフォームを製造し
た。また、本発明の方法は、増大された厚さのニッケル
、例えば、厚さ１０ｃｍ以上のフォームの製造を容易に
する。本発明は、孔径２０μｍ程度を有するフォームを
製造する能力を有する。第７図および第８図に示すよう
に、伝導率および引張強さも、本発明で大幅に改善され
る。本発明のニッケルフォームは、電気化学ニッケルフ
ォームを超える前記利点を与える。これらの利点は、本
発明のニッケルフォームが電池プラークと電池性能との
両方を有意に改善する筈であることを示す。また、本発
明のニツケルフォームは、他の応用、例えば、高温フィ
ルターに使用してもよい。

法令の条項に従って、本発明の特定の態様をここに図示
し且つ説明した。当業者は、特許請求の範囲によってカ
バーされる本発明の形態で変更を施すことができること
、および本発明の或る特徴が他の特徴の対応の使用なし
に時々有利に使用できることを理解するであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は３０倍に拡大されたニッケル力ルポニルメッキ
フォームの横断面の走査電子顕微鏡（　Ｓ　Ｅ　Ｍ）　
ｉ微ｆｆｌ写真、ｗ＆２図は１５０倍の倍率の電気化学
付着ニッケルフォームの気泡構造のＳＥＭＥ微鏡写真、
第３図は１５０倍の倍率の電気化学付着二・２ケルフォ
ームの断面のＳＥＭｗ４微鏡写真、第４図は１５０倍の
倍率のニッケルカルボニル付着ニッケルフォームの気泡
構造のＳＥＭ顕微鏡写真、第５図は１５０倍の倍率のニ
ッケルカルボニル付着ニッケルフォームの断面のＳＥＭ
顕微鏡写真、第６図はニッケルカルボニルをフォーム上
で分解し、被覆されたフォームを焼結することによって
ニッケルフォームを製造するための装置の略図、第７図
は電気化学メッキニッケルフォームおよび本発明のニッ
ケルフォームの場合の伝導率ｖｓ気孔率のグラフ、第８
図は電気化学メッキニッケルフォームおよび本発明のニ
ッケルフォームの場合の極限引張強さｖｓ気孔率のグラ
フである。 １０・・・一酸化炭素供給装置、１２・・・ニッケルカ
ルボニル供給オートクレープ、１４・・・被覆室、１５
・・・フォーム、１７・・・ニッケルメッキフォーム、
２０、２２・・・赤外線源、２３・・・ニッケルメッキ
フォーム、２４・・・炉、２７・・・ニッケルフォーム
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続気泡熱分解性フォーム構造物を、ニッケルカル
   ボニルガスを含有する雰囲気中に装入し、 前記フォーム構造物を、前記ニッケルカルボニルガスが
   分解する温度に加熱し、 前記ニッケルカルボニルガスを前記フォーム構造物上で
   分解してニッケルメッキフォーム構造物を形成し、さら
   に 前記ニッケルメッキフォーム構造物を焼結して熱分解し
   且つ前記フォーム構造物を前記ニッケルメッキフォーム
   構造物から除去して相互連結ニッケルワイヤーの連続気
   泡ニッケル網目を残してニッケルフォームを形成する ことを特徴とするニッケルフォームの形成法。 ２、前記ニッケルフォームを焼鈍して前記ニッケルフォ
   ームの機械的性質を改善する工程を追加的に含む、請求
   項１に記載の方法。 ３、前記連続気泡フォーム構造物が、ポリウレタン、ポ
   リスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリイソ
   シアヌレート、ポリフェノールおよびポリプロピレンか
   らなる群から選ばれる材料からなる、請求項１に記載の
   方法。 ４、前記連続気泡フォーム構造物が、ポリウレタンから
   なる、請求項１に記載の方法。 ５、前記連続気泡フォーム構造物の前記加熱を、前記連
   続気泡フォーム構造物に赤外線を照射することによって
   行う、請求項１に記載の方法。 ６、前記連続気泡フォーム構造物をニッケルカルボニル
   および一酸化炭素ガスが非能率的に吸収するバンドの赤
   外線を吸収する材料で被覆し、そしてこの被覆連続気泡
   フォーム構造物に該バンドの赤外線を照射することによ
   ってこれを加熱する、請求項１に記載の方法。 ７、前記連続気泡フォーム構造物をカーボンブラックで
   被覆する、請求項６に記載の方法。 ８、前記ニッケルカルボニルガス含有雰囲気が、ニッケ
   ルカルボニル約２０〜約９０容量％および一酸化炭素約
   １０〜約８０容量％を含有する、請求項１に記載の方法
   。 ９、前記連続気泡フォーム構造物が、所望方向の伝導率
   を増大するために細長い気泡からなる、請求項１に記載
   の方法。 １０、前記ニッケルフォームが、電池プラークからなる
   、請求項１に記載の方法。 １１、実質上相互連結連続気泡から形成された網状ニッ
   ケル網目を具備するニッケルフォーム構造物であって、
   実質上均一な横断面を有し且つ前記ニッケルフォーム構
   造物を通しての伝導率を有する実質上中空のニッケルワ
   イヤーからなる前記連続気泡は、３、４の倍率だけ掛け
   た前記ニッケルフォーム構造物を横切っての実際の伝導
   率の式がニッケルの理論伝導率に大体等しいかそれ以上
   であることを満たすことによって更に特徴づけられる、
   ニッケルフォーム構造物。 １２、前記網状ニッケル網目構造物が、少なくとも９５
   ％多孔性である、請求項１１に記載の構造物。 １３、前記連続気泡を横切っての平均距離が、４００μ
   ｍ〜２０μｍである、請求項１１に記載の構造物。 １４、前記連続気泡を横切っての平均距離が、１００μ
   ｍ〜６０μｍである、請求項１１に記載の構造物。 １５、前記電池プラーク構造物の極限引張強さは、気孔
   率に関して補正され且つ５の倍率だけ掛けた前記ニッケ
   ルフォームの実際の極限引張強さの式が３１７メガパス
   カルに大体等しいかそれ以上であることによって特徴づ
   けられる、請求項１１に記載の構造物。 １６、前記ニッケルフォームを電池プラークとして使用
   する、請求項１１に記載の構造物。 １７、前記ニッケルフォームに水酸化ニッケル粒子を含
   有するペーストを充填してなる、請求項１１に記載の構
   造物。