JPH07150270A - 金属多孔質材、その製造方法およびそれを用いた電池用電極 - Google Patents
金属多孔質材、その製造方法およびそれを用いた電池用電極Info
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- JPH07150270A JPH07150270A JP5299460A JP29946093A JPH07150270A JP H07150270 A JPH07150270 A JP H07150270A JP 5299460 A JP5299460 A JP 5299460A JP 29946093 A JP29946093 A JP 29946093A JP H07150270 A JPH07150270 A JP H07150270A
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 空孔率が大きくて、強度もあり、さらに、電
気抵抗値が小さくてコストも低く抑えられる金属多孔質
材を提供する。 【構成】 ３次元網状樹脂多孔体の骨格樹脂６の表面
に、周期律表のII〜VI族に属する元素の酸化物、炭化
物、窒化物等の強化用微粒子４を含ませた塗料の塗膜７
を設け、さらに、その外側にＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃ
ｕ合金のいずれかの金属のめっき層８を設ける。そし
て、この後、熱処理して微粒子４をめっき層８によって
形成される骨格金属中に分散させる。このようにすれ
ば、８０％以上の空孔をもつ金属多孔質材の強度を、電
気抵抗値の増加、コストアップを招かずに高めることが
できる。
気抵抗値が小さくてコストも低く抑えられる金属多孔質
材を提供する。 【構成】 ３次元網状樹脂多孔体の骨格樹脂６の表面
に、周期律表のII〜VI族に属する元素の酸化物、炭化
物、窒化物等の強化用微粒子４を含ませた塗料の塗膜７
を設け、さらに、その外側にＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃ
ｕ合金のいずれかの金属のめっき層８を設ける。そし
て、この後、熱処理して微粒子４をめっき層８によって
形成される骨格金属中に分散させる。このようにすれ
ば、８０％以上の空孔をもつ金属多孔質材の強度を、電
気抵抗値の増加、コストアップを招かずに高めることが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電池の電極、各種フィ
ルタ、触媒の担持体等として用いるのに適した連通空孔
を有する３次元網状構造の金属多孔質材とその製造方法
に関する。より詳しくは、高い空孔率を得ながら強度を
向上させた金属多孔質材と、この材料の強度を電気抵抗
の増加を招かずに高められるようにした製造方法並びに
その材料を用いた電池電極に関する。
ルタ、触媒の担持体等として用いるのに適した連通空孔
を有する３次元網状構造の金属多孔質材とその製造方法
に関する。より詳しくは、高い空孔率を得ながら強度を
向上させた金属多孔質材と、この材料の強度を電気抵抗
の増加を招かずに高められるようにした製造方法並びに
その材料を用いた電池電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属多孔質材の一般的な製造方法で主流
をなしているのは粉末冶金法であるがこの方法では、微
粉末の圧縮成形、焼結等を行って多孔質材を作るので、
得られる材料の空孔率が８０％未満になると云う問題が
ある。
をなしているのは粉末冶金法であるがこの方法では、微
粉末の圧縮成形、焼結等を行って多孔質材を作るので、
得られる材料の空孔率が８０％未満になると云う問題が
ある。
【０００３】空孔率は下式で定義される。
【０００４】
【数１】
【０００５】この空孔率が大きいと、材料の用途が例え
ばＮｉ−Ｃｄ、Ｎｉ−ＭＨ電池の極板の場合、活物質の
充填量を増加させて電池寿命を向上させることができ
る。また、フィルタの場合、目詰りによる圧損を少なく
してその再生寿命を長めることができるが、粉末冶金法
で作る多孔質材はそれが望めない。
ばＮｉ−Ｃｄ、Ｎｉ−ＭＨ電池の極板の場合、活物質の
充填量を増加させて電池寿命を向上させることができ
る。また、フィルタの場合、目詰りによる圧損を少なく
してその再生寿命を長めることができるが、粉末冶金法
で作る多孔質材はそれが望めない。
【０００６】一方、既に良く知られている発泡金属等の
３次元網状構造の多孔質材は、９０％を超える高空孔率
が得られるが、強度の高いものを作ろうとすると問題が
生じる。
３次元網状構造の多孔質材は、９０％を超える高空孔率
が得られるが、強度の高いものを作ろうとすると問題が
生じる。
【０００７】即ち、これまでは、骨格金属を太くする方
法や、Ｎｉの骨格にＣｒやＡｌを固溶させてＮｉ−Ｃｒ
合金やＮｉ−Ａｌ合金にするなどの強度向上策を採って
いたが、これ等の方法には下記の問題が伴う。
法や、Ｎｉの骨格にＣｒやＡｌを固溶させてＮｉ−Ｃｒ
合金やＮｉ−Ａｌ合金にするなどの強度向上策を採って
いたが、これ等の方法には下記の問題が伴う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】骨格金属を太くする方
法は、金属多孔質材の密度（重量）が高まって空孔率が
低下する。また、密度増で金属使用量が増えるため、コ
ストも上昇する。
法は、金属多孔質材の密度（重量）が高まって空孔率が
低下する。また、密度増で金属使用量が増えるため、コ
ストも上昇する。
【０００９】一方、Ｎｉの骨格にＣｒやＡｌを固溶する
方法は、強度が著しく向上するものの、従来の単金属に
比べて電気抵抗値が極端に高まり、電池電極として用い
た場合導電材料としての適正が失われて用途が狭まる。
方法は、強度が著しく向上するものの、従来の単金属に
比べて電気抵抗値が極端に高まり、電池電極として用い
た場合導電材料としての適正が失われて用途が狭まる。
【００１０】ここで、ベースになる金属内に、周期律表
のIVａ、Ｖａ、VIａ族元素やＢｅ、Ｍｇ、Ｂ、Ａｌなど
の均一で微細な酸化物、炭化物、或は窒化物を分散させ
ると、強度が向上することは良く知られている。しかし
ながら、めっき法等で製造する３次元網状構造の金属多
孔体の場合、骨格金属内に前述の如き強化用物質を均一
に分散させる方法が無く、このため、安価、高空孔率、
高強度、低電気抵抗の４つの要求を満たす金属多孔質材
は、電池用電極などとして好適なことは判っていてもま
だ実現できていない。
のIVａ、Ｖａ、VIａ族元素やＢｅ、Ｍｇ、Ｂ、Ａｌなど
の均一で微細な酸化物、炭化物、或は窒化物を分散させ
ると、強度が向上することは良く知られている。しかし
ながら、めっき法等で製造する３次元網状構造の金属多
孔体の場合、骨格金属内に前述の如き強化用物質を均一
に分散させる方法が無く、このため、安価、高空孔率、
高強度、低電気抵抗の４つの要求を満たす金属多孔質材
は、電池用電極などとして好適なことは判っていてもま
だ実現できていない。
【００１１】そこで、本発明は、化学的に安定している
前述の酸化物、炭化物、或は窒化物の微粒子を３次元網
状構造をもつ骨格金属内に分散させることを可能ならし
めて高空孔率を得ながら電気抵抗の増加、コストアップ
を招かずに強度を向上させた金属多孔質材とその材料の
製造方法を提供することを課題としている。
前述の酸化物、炭化物、或は窒化物の微粒子を３次元網
状構造をもつ骨格金属内に分散させることを可能ならし
めて高空孔率を得ながら電気抵抗の増加、コストアップ
を招かずに強度を向上させた金属多孔質材とその材料の
製造方法を提供することを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明においては、連通空孔を有する３次元網状樹
脂多孔体の骨格表面に、周期律表のII〜VI族に属する元
素の酸化物、炭化物、窒化物の中から選ばれた物質の少
なくとも１種の微粒子を含有する塗料を塗布し、さら
に、この塗料の塗膜上にＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、もしく
はＣｕ合金の金属めっき層を設け、その後、熱処理して
前記微粒子を金属めっき層内に分散させる方法で所望の
金属多孔質材を製造する。また、必要に応じて前述の熱
処理で樹脂の骨格とその表面に塗布されている塗料を焼
却除去し、更に、この工程の後、残された金属を還元処
理する方法を採る。
め、本発明においては、連通空孔を有する３次元網状樹
脂多孔体の骨格表面に、周期律表のII〜VI族に属する元
素の酸化物、炭化物、窒化物の中から選ばれた物質の少
なくとも１種の微粒子を含有する塗料を塗布し、さら
に、この塗料の塗膜上にＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、もしく
はＣｕ合金の金属めっき層を設け、その後、熱処理して
前記微粒子を金属めっき層内に分散させる方法で所望の
金属多孔質材を製造する。また、必要に応じて前述の熱
処理で樹脂の骨格とその表面に塗布されている塗料を焼
却除去し、更に、この工程の後、残された金属を還元処
理する方法を採る。
【００１３】この方法で製造される本発明の金属多孔質
材は、空孔率８０％以上の連通空孔を有し、かつ骨格金
属がＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金
のいずれかから成る３次元網状金属多孔体の骨格金属内
に、具体的には骨格断面の結晶粒内もしくは粒界に前述
の微粒子が分散した構造になっている。
材は、空孔率８０％以上の連通空孔を有し、かつ骨格金
属がＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金
のいずれかから成る３次元網状金属多孔体の骨格金属内
に、具体的には骨格断面の結晶粒内もしくは粒界に前述
の微粒子が分散した構造になっている。
【００１４】なお、骨格金属内に分散させる酸化物、炭
化物、或は窒化物の微粒子は、粒径が０．０１〜１０μ
ｍの範囲にあるものが好ましい。
化物、或は窒化物の微粒子は、粒径が０．０１〜１０μ
ｍの範囲にあるものが好ましい。
【００１５】この微粒子は、酸化物としてＡｌ2 Ｏ3 、
Ｃｒ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＳｉＯ2 、ＢｅＯ、ＴｈＯ2 、Ｔ
ｉＯ3 等を、また、炭化物としてＷＣ、ＴｉＣ、Ｃｒ3
Ｃ2、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＶＣ、ＳｉＣ、等を、さらに、
窒化物としてＴｉＮ、ＢＮ、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＡｌＮ等を用
いる。
Ｃｒ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＳｉＯ2 、ＢｅＯ、ＴｈＯ2 、Ｔ
ｉＯ3 等を、また、炭化物としてＷＣ、ＴｉＣ、Ｃｒ3
Ｃ2、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＶＣ、ＳｉＣ、等を、さらに、
窒化物としてＴｉＮ、ＢＮ、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＡｌＮ等を用
いる。
【００１６】この微粒子を含有させる塗料として導電性
塗料を用いると金属めっき層の形成を電気めっき法で行
うことができる。金属めっき層は、化学めっき法で形成
してもよいが、製造のし易さ等を考えると、電気めっき
法の方が有利である。
塗料を用いると金属めっき層の形成を電気めっき法で行
うことができる。金属めっき層は、化学めっき法で形成
してもよいが、製造のし易さ等を考えると、電気めっき
法の方が有利である。
【００１７】
【作用】金属めっき後に熱処理を行うと、骨格樹脂とそ
の表面に塗布されている塗料からガスが発生し、このガ
スが上層の金属めっき層の粒内或は粒界を通って骨格外
に拡散する。本発明の金属多孔質材は、この際に、塗料
中に含まれる前述の炭化物、酸化物或は窒化物の微粒子
が金属めっき層の粒内もしくは粒内に連れ込まれて固着
するのではないかと考えられる。
の表面に塗布されている塗料からガスが発生し、このガ
スが上層の金属めっき層の粒内或は粒界を通って骨格外
に拡散する。本発明の金属多孔質材は、この際に、塗料
中に含まれる前述の炭化物、酸化物或は窒化物の微粒子
が金属めっき層の粒内もしくは粒内に連れ込まれて固着
するのではないかと考えられる。
【００１８】これにより、８０％以上の高い空孔率を持
つ３次元網状金属多孔質材の骨格金属内に強化用の微粒
子を均一分散させることが可能になる。この、分散微粒
子は材料の塑性変形時の転移の動きを拘束し、結果とし
て材料強度が向上する。
つ３次元網状金属多孔質材の骨格金属内に強化用の微粒
子を均一分散させることが可能になる。この、分散微粒
子は材料の塑性変形時の転移の動きを拘束し、結果とし
て材料強度が向上する。
【００１９】また、本発明ではＣｒやＡｌを固溶させず
に強度を向上させるので電気抵抗値が高まらない。さら
に、骨格金属を太らせずに強度を向上させるので、コス
トアップや空孔率低下も回避できる。
に強度を向上させるので電気抵抗値が高まらない。さら
に、骨格金属を太らせずに強度を向上させるので、コス
トアップや空孔率低下も回避できる。
【００２０】また、本発明の方法で製造された多孔質材
を電池電極として用いれば、電極捲回時の曲げ変形に対
して、電極のひび割れの心配がなく、従って充放電特性
の安定した電池を得ることに効果がある。
を電池電極として用いれば、電極捲回時の曲げ変形に対
して、電極のひび割れの心配がなく、従って充放電特性
の安定した電池を得ることに効果がある。
【００２１】
【実施例】図１に、本発明の金属多孔質材の一例を示
す。図１（ａ）は金属多孔質材１の外観を拡大して表わ
したもので、２が３次元網状になっている中空の骨格金
属、３が連通空孔である。
す。図１（ａ）は金属多孔質材１の外観を拡大して表わ
したもので、２が３次元網状になっている中空の骨格金
属、３が連通空孔である。
【００２２】図１（ｂ）は骨格金属２の断面であり、骨
格はＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金のどれかで形成さ
れている。またこの骨格金属２内には、IVａ、Ｖａ、VI
ａ族元素やＢｅ、Ｍｇ、Ｂ、Ａｌなどの酸化物、炭化
物、窒化物の微粒子４が分散している。微粒子４は、１
種類の物質を用いる場合と、何種類かの物質を組み合わ
せて用いる場合とがある。
格はＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金のどれかで形成さ
れている。またこの骨格金属２内には、IVａ、Ｖａ、VI
ａ族元素やＢｅ、Ｍｇ、Ｂ、Ａｌなどの酸化物、炭化
物、窒化物の微粒子４が分散している。微粒子４は、１
種類の物質を用いる場合と、何種類かの物質を組み合わ
せて用いる場合とがある。
【００２３】この金属多孔質材１の製造では、先ず始め
に、３次元網状樹脂多孔体の骨格表面に、分散させる微
粒子を含ませた塗料を塗布する。その塗布は、例えば、
図３に示すような方法で行う。ここでは、帯状に形成し
た樹脂多孔体５をサプライボビン９から繰り出して微粒
子を含む塗料の懸濁液１０に浸し、絞りロール１１で浸
潤量を調整後、熱風ノズル群１２を配した乾燥ゾーンに
通して巻取りボビン１３に巻取っている。
に、３次元網状樹脂多孔体の骨格表面に、分散させる微
粒子を含ませた塗料を塗布する。その塗布は、例えば、
図３に示すような方法で行う。ここでは、帯状に形成し
た樹脂多孔体５をサプライボビン９から繰り出して微粒
子を含む塗料の懸濁液１０に浸し、絞りロール１１で浸
潤量を調整後、熱風ノズル群１２を配した乾燥ゾーンに
通して巻取りボビン１３に巻取っている。
【００２４】この工程を経ると、図２（ａ）に示すよう
に、骨格樹脂６の表面に微粒子４を含む塗料の塗膜７が
できる。そこで、この塗膜７の表面に図２（ｂ）を示す
金属めっき層８を施す。この金属めっき層８は化学めっ
きするか又は下層の塗料を導電性塗料として電気めっき
により付着させる。
に、骨格樹脂６の表面に微粒子４を含む塗料の塗膜７が
できる。そこで、この塗膜７の表面に図２（ｂ）を示す
金属めっき層８を施す。この金属めっき層８は化学めっ
きするか又は下層の塗料を導電性塗料として電気めっき
により付着させる。
【００２５】以上の工程を経たら、熱処理を行って微粒
子４を金属めっき８中に移す。この熱処理は、酸化雰囲
気中で３００〜８００℃に加熱すると、骨格樹脂６と塗
膜７の主体である塗料が焼けて除去され、図１（ｂ）の
骨格断面に仕上がるが、金属多孔質材の用途によって
は、骨格樹脂６と塗料が残っていてもよい場合があるの
で、熱処理を骨格樹脂と塗料が焼却される温度で行うこ
とは必須ではない。骨格樹脂６や塗膜中の塗料から微粒
子４を移動させるガスが発生する程度の温度があればよ
い。
子４を金属めっき８中に移す。この熱処理は、酸化雰囲
気中で３００〜８００℃に加熱すると、骨格樹脂６と塗
膜７の主体である塗料が焼けて除去され、図１（ｂ）の
骨格断面に仕上がるが、金属多孔質材の用途によって
は、骨格樹脂６と塗料が残っていてもよい場合があるの
で、熱処理を骨格樹脂と塗料が焼却される温度で行うこ
とは必須ではない。骨格樹脂６や塗膜中の塗料から微粒
子４を移動させるガスが発生する程度の温度があればよ
い。
【００２６】熱処理での酸化が問題となる場合には、こ
の後に、還元処理を施す。
の後に、還元処理を施す。
【００２７】なお、下地になる樹脂多孔体は、樹脂を発
泡させて作ったもの、樹脂繊維をからませ、或いは接着
して作ったもののどちらを用いてもよい。
泡させて作ったもの、樹脂繊維をからませ、或いは接着
して作ったもののどちらを用いてもよい。
【００２８】以下に、より具体的な実施例について述べ
る。
る。
【００２９】厚み１．５mmの帯状３次元網状樹脂多孔体
を、粒径０．０１〜０．０５μｍのＳｉＯ2 を含んだ導
電性塗料の懸濁液（カーボン粒子、粘結材、分散剤及び
分散媒から成る）に図３の方法で浸して骨格樹脂表面に
懸濁液を塗布した。この塗布によるＳｉＯ2 の付着量は
５ｗｔ％程度とした。
を、粒径０．０１〜０．０５μｍのＳｉＯ2 を含んだ導
電性塗料の懸濁液（カーボン粒子、粘結材、分散剤及び
分散媒から成る）に図３の方法で浸して骨格樹脂表面に
懸濁液を塗布した。この塗布によるＳｉＯ2 の付着量は
５ｗｔ％程度とした。
【００３０】この後、乾燥した塗膜上にＮｉを電気めっ
きして３７０ｇ／ｍ2 の量で付着させ、次いで大気中で
６００℃に加熱して骨格樹脂と導電性塗料を焼却除去
し、さらに、熱処理で酸化した材料をＨ2 雰囲気中で１
０００℃に加熱して還元し、図１ｂに示す骨格断面をも
った３次元網状金属多孔質材を得た。この多孔質材の骨
格金属中には、ＳｉＯ2 の粒子が約１ｗｔ％分散してい
た。
きして３７０ｇ／ｍ2 の量で付着させ、次いで大気中で
６００℃に加熱して骨格樹脂と導電性塗料を焼却除去
し、さらに、熱処理で酸化した材料をＨ2 雰囲気中で１
０００℃に加熱して還元し、図１ｂに示す骨格断面をも
った３次元網状金属多孔質材を得た。この多孔質材の骨
格金属中には、ＳｉＯ2 の粒子が約１ｗｔ％分散してい
た。
【００３１】次に、効果の確認のために、上と同様の方
法でＮｉの骨格中に粒径０．０１〜０．０５μｍのＡｌ
2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＴｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 を
それぞれ単独で０．１〜１０ｗｔ％分散させた空孔率９
７％、密度０．２０の金属多孔質材（本発明品１〜５）
を作った。
法でＮｉの骨格中に粒径０．０１〜０．０５μｍのＡｌ
2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＴｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 を
それぞれ単独で０．１〜１０ｗｔ％分散させた空孔率９
７％、密度０．２０の金属多孔質材（本発明品１〜５）
を作った。
【００３２】また、比較材として強化用の微粒子を含ま
ない金属多孔質材を３種類作った。比較材１は空孔率と
密度を本発明品と同じにしたＮｉ単体の中空骨格を有し
ている。また、比較材２は密度を０．２８にしてＮｉ骨
格を太らせたもので、その空孔率は９５％である。さら
に、比較材３は、ＮｉにＣｒを固溶させて骨格をＮｉ−
Ｃｒ合金となした密度０．４５、空孔率９３％の多孔質
材である。
ない金属多孔質材を３種類作った。比較材１は空孔率と
密度を本発明品と同じにしたＮｉ単体の中空骨格を有し
ている。また、比較材２は密度を０．２８にしてＮｉ骨
格を太らせたもので、その空孔率は９５％である。さら
に、比較材３は、ＮｉにＣｒを固溶させて骨格をＮｉ−
Ｃｒ合金となした密度０．４５、空孔率９３％の多孔質
材である。
【００３３】また、強化用の粒子として粒径が１０μｍ
以上のＳｉＯ2 を分散させた比較材４、５も作った。
以上のＳｉＯ2 を分散させた比較材４、５も作った。
【００３４】これ等の試料の引張り強さと電気抵抗値を
表１にまとめて示す。
表１にまとめて示す。
【００３５】なお、表中の数値は、比較材１を１００と
してこれとの比率で表した。
してこれとの比率で表した。
【００３６】
【表１】
【００３７】この表から判るように、本発明品はいずれ
も、比較材１に比べて引張強さが２０〜７０％向上し、
電気抵抗はほぼ同等に保たれている。
も、比較材１に比べて引張強さが２０〜７０％向上し、
電気抵抗はほぼ同等に保たれている。
【００３８】一方、骨格を太らせる方法で強度を高めた
比較材２は空孔率が低下し、かつ、密度が本発明品より
０．０８高くて金属使用量も増えている。
比較材２は空孔率が低下し、かつ、密度が本発明品より
０．０８高くて金属使用量も増えている。
【００３９】さらに、比較材３は、強度向上が著しいも
のの、その一方で、電気抵抗値が極端に高まっているた
め、電池の電極板と云った導電用途には全く不向きであ
る。
のの、その一方で、電気抵抗値が極端に高まっているた
め、電池の電極板と云った導電用途には全く不向きであ
る。
【００４０】このほか、試作品の評価により次のことも
判った。即ち、発明品２は導電性塗料中に混ぜたＳｉＯ
2 の熱処理後のＮｉ骨格金属内への分散量が安定し、引
張り強さも安定して向上した。これは、導電性塗料の主
成分であるカーボン粒子の比重とＳｉＯ2 の比重がはぼ
同じであるため、ＳｉＯ2 の粒子が導電性塗料の懸濁液
内に均一に混ざり、これにより、この粒子が３次元網状
樹脂多孔体の表面に均一に付着し、結果的にＮｉの骨格
金属内に均一分散したのではないかと考えられる。この
ことから、使用する導電性塗料の主成分と同じ様な比重
を持った酸化物、炭化物、窒化物を選択した方が均一分
散に関してより良い結果が得られることが判った。
判った。即ち、発明品２は導電性塗料中に混ぜたＳｉＯ
2 の熱処理後のＮｉ骨格金属内への分散量が安定し、引
張り強さも安定して向上した。これは、導電性塗料の主
成分であるカーボン粒子の比重とＳｉＯ2 の比重がはぼ
同じであるため、ＳｉＯ2 の粒子が導電性塗料の懸濁液
内に均一に混ざり、これにより、この粒子が３次元網状
樹脂多孔体の表面に均一に付着し、結果的にＮｉの骨格
金属内に均一分散したのではないかと考えられる。この
ことから、使用する導電性塗料の主成分と同じ様な比重
を持った酸化物、炭化物、窒化物を選択した方が均一分
散に関してより良い結果が得られることが判った。
【００４１】なお、分散される微粒子は、粒径が０．０
１μｍ以下のものは工業的に得るのが難しく、コストア
ップの要因になる。
１μｍ以下のものは工業的に得るのが難しく、コストア
ップの要因になる。
【００４２】また、粒径が１０μｍ以上であると、これ
が破壊の起点になって強度面でかえって不利になり、抵
抗値のばらつきも増大して好ましくないことが判った
（比較材４）。
が破壊の起点になって強度面でかえって不利になり、抵
抗値のばらつきも増大して好ましくないことが判った
（比較材４）。
【００４３】さらに、分散量も０．１ｗｔ％以下では強
度向上の効果が薄く、満足できる強度に至らなかった
（比較材５）。
度向上の効果が薄く、満足できる強度に至らなかった
（比較材５）。
【００４４】次に、上記本発明品２の中からＳｉＯ2 分
散量１ｗｔ％の金属多孔質材と、比較材１の金属多孔質
材を正極電極とした単三型の円筒型Ｎｉ−Ｃｄ電池をそ
れぞれ５０個作った。
散量１ｗｔ％の金属多孔質材と、比較材１の金属多孔質
材を正極電極とした単三型の円筒型Ｎｉ−Ｃｄ電池をそ
れぞれ５０個作った。
【００４５】各々の電池を８０ｍＡで１５時間充電した
後、８００ｍＡで１．０Ｖまで放電しその容量を調査し
た。その結果、本発明の金属多孔質材を電極として用い
た場合は放電容量はすべて９００ｍＡｈ以上であり、ば
らつきも６０ｍＡｈ以内に収まっていた。一方、比較材
１の金属多孔質材を電極として用いた電池の放電容量は
最低６５０ｍＡｈから最高９５０ｍＡｈとばらつきが大
きいことがわかった。
後、８００ｍＡで１．０Ｖまで放電しその容量を調査し
た。その結果、本発明の金属多孔質材を電極として用い
た場合は放電容量はすべて９００ｍＡｈ以上であり、ば
らつきも６０ｍＡｈ以内に収まっていた。一方、比較材
１の金属多孔質材を電極として用いた電池の放電容量は
最低６５０ｍＡｈから最高９５０ｍＡｈとばらつきが大
きいことがわかった。
【００４６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の金属多孔質
材は、３次元網状構造の骨格金属中に強化用の微粒子を
分散させる新規な方法を開発して実現したものであり、
高空孔率、高強度、低電気抵抗、低コストの要求を併せ
て満たすことができ、より広い用途に対応できると云う
効果が得られる。
材は、３次元網状構造の骨格金属中に強化用の微粒子を
分散させる新規な方法を開発して実現したものであり、
高空孔率、高強度、低電気抵抗、低コストの要求を併せ
て満たすことができ、より広い用途に対応できると云う
効果が得られる。
【図１】（ａ）：本発明の金属多孔質材の拡大外観図 （ｂ）：骨格金属の断面図
【図２】（ａ）：骨格樹脂の表面に微粒子含有塗料を塗
布した状態を示す図 （ｂ）：（ａ）図の塗膜上に金属めっきを施した状態を
示す図
布した状態を示す図 （ｂ）：（ａ）図の塗膜上に金属めっきを施した状態を
示す図
【図３】３次元網状樹脂多孔体の表面に図２（ａ）の塗
膜を形成する方法の一例を示す図
膜を形成する方法の一例を示す図
１ 金属多孔質材 ２ 骨格金属 ３ 連通空孔 ４ 強化用の微粒子 ５ 樹脂多孔体 ６ 骨格樹脂 ７ 微粒子含有塗料の塗膜 ８ 金属めっき層 ９ サプライボビン １０ 塗料の懸濁液 １１ 絞りロール １２ 熱風ノズル群 １３ 巻取りボビン
フロントページの続き (72)発明者 山本 正人 富山県新湊市奈呉の江10番地の２ 富山住 友電工株式会社内 (72)発明者 土肥 禎 滋賀県大津市栗林町５番１号 日本黒鉛工 業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 空孔率８０％以上の連通空孔を有し、か
つ骨格金属がＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金のいずれ
かから成る３次元網状金属多孔体の骨格金属内に、周期
律表のII〜VI族に属する元素の酸化物、炭化物、窒化物
の中から選ばれた物質の少なくとも１種を分散させて成
る金属多孔質材。 - 【請求項２】 前記酸化物として、粒径が０．０１〜１
０μｍのＡｌ2 Ｏ3、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＳｉＯ2 、
ＢｅＯ、ＴｈＯ2 、ＴｉＯ3 等を用いた請求項１記載の
金属多孔質材。 - 【請求項３】 前記炭化物として、粒径が０．０１〜１
０μｍのＷＣ、ＴｉＣ、Ｃｒ3 Ｃ2 、ＴａＣ、ＮｂＣ、
ＶＣ、ＳｉＣ、ＢｅＯ、ＴｈＯ2 、ＴｉＯ3等を用いた
請求項１記載の金属多孔質材。 - 【請求項４】 前記窒化物として、粒径が０．０１〜１
０μｍのＴｉＮ、ＢＮ、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＡｌＮ等を用いた
請求項１記載の金属多孔質材。 - 【請求項５】 連通空孔を有する３次元網状樹脂多孔体
の骨格表面に、周期律表のII〜VI族に属する元素の酸化
物、炭化物、窒化物の中から選ばれた物質の少なくとも
１種の微粒子を含有する塗料を塗布し、さらに、この塗
料の塗膜上にＮｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ、
もしくはＡｌ合金の金属めっき層を設け、その後、熱処
理して前記微粒子を金属めっき層内に分散させることを
特徴とする金属多孔質材の製造方法。 - 【請求項６】 請求項５の熱処理で樹脂の骨格とその表
面に塗布されている塗料を焼却除去し、更に、この工程
の後、残された金属を還元処理することを特徴とする請
求項１記載の金属多孔質材の製造方法。 - 【請求項７】 連通空孔を有する３次元網状樹脂多孔体
の骨格表面に、周期律表のII〜VI族に属する元素の酸化
物、炭化物、窒化物の中から選ばれた物質の少なくとも
１種の微粒子を含有する塗料を塗布し、さらに、この塗
料の塗膜上にＮｉの金属めっき層を設け、その後、熱処
理して樹脂の骨格とその表面に塗布されている塗料を焼
却除去し、更に、この工程の後、残された金属を還元処
理すると同時に、前記微粒子を金属めっき層内に分散さ
せて得られる電池用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5299460A JPH07150270A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 金属多孔質材、その製造方法およびそれを用いた電池用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5299460A JPH07150270A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 金属多孔質材、その製造方法およびそれを用いた電池用電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07150270A true JPH07150270A (ja) | 1995-06-13 |
Family
ID=17872864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5299460A Pending JPH07150270A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 金属多孔質材、その製造方法およびそれを用いた電池用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07150270A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6103397A (en) * | 1997-03-11 | 2000-08-15 | Mazda Motor Corporation | Metallic porous product and composite product thereof and method of producing the same |
| JPWO2005064719A1 (ja) * | 2003-12-26 | 2007-12-20 | 杉浦 吏 | 電池 |
| WO2012114805A1 (ja) | 2011-02-23 | 2012-08-30 | 大陽日酸株式会社 | 光化学反応装置及び光化学反応装置を用いた同位体濃縮方法 |
| JP2012251211A (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アルミニウム構造体の製造方法およびアルミニウム構造体 |
| JP2013023709A (ja) * | 2011-07-19 | 2013-02-04 | Murata Mfg Co Ltd | 多孔質金属膜、電極、集電体、電気化学センサ、蓄電デバイス及び摺動部材並びに多孔質金属膜の製造方法 |
| WO2013084949A1 (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-13 | 株式会社イノアックコーポレーション | 金属多孔体の製造方法及びグリスフィルター |
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| CN106410175A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-02-15 | 新沂市中诺新材料科技有限公司 | 一种改性纳米级ThO2锂电池正极材料 |
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| CN110462106A (zh) * | 2017-04-05 | 2019-11-15 | 住友电气工业株式会社 | 铝多孔体和用于生产铝多孔体的方法 |
-
1993
- 1993-11-30 JP JP5299460A patent/JPH07150270A/ja active Pending
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