JPH08193232A - 金属多孔体の製造方法 - Google Patents
金属多孔体の製造方法Info
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- JPH08193232A JPH08193232A JP7003451A JP345195A JPH08193232A JP H08193232 A JPH08193232 A JP H08193232A JP 7003451 A JP7003451 A JP 7003451A JP 345195 A JP345195 A JP 345195A JP H08193232 A JPH08193232 A JP H08193232A
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- Japan
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- metal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電池用電極、各種フィルター、触媒の担持体
等特にはＮｉ−ＣｄおよびＮｉ−水素などのアルカリ二
次電池用電極基板として用いるのに適した金属多孔体を
提供する。 【構成】 平均粒子径が３０μｍ以下のＣｕ粉末もしく
はその酸化物粉末と結着剤を主成分としたペーストを３
次元網目状構造を有する樹脂体に含浸塗着し、次いで非
酸化性雰囲気において加熱処理を行った後、Ｎｉメッキ
を行うことを特徴とする金属多孔体の製造方法である。
又、Ｃｕ層は樹脂体の表面を導電処理し、その上にＣｕ
皮膜をメッキにより形成する場合もある。 【効果】 ＣｕとＮｉの２種類の金属積層構造よりな
り、このものは均一な厚さの層構造を有し、電気抵抗が
小さくかつ耐食性等に優れたものが得られる。このもの
を電池電極基板として用いた電池は、集電効率の向上に
合せてロス抵抗による電池の発熱が低減される。
等特にはＮｉ−ＣｄおよびＮｉ−水素などのアルカリ二
次電池用電極基板として用いるのに適した金属多孔体を
提供する。 【構成】 平均粒子径が３０μｍ以下のＣｕ粉末もしく
はその酸化物粉末と結着剤を主成分としたペーストを３
次元網目状構造を有する樹脂体に含浸塗着し、次いで非
酸化性雰囲気において加熱処理を行った後、Ｎｉメッキ
を行うことを特徴とする金属多孔体の製造方法である。
又、Ｃｕ層は樹脂体の表面を導電処理し、その上にＣｕ
皮膜をメッキにより形成する場合もある。 【効果】 ＣｕとＮｉの２種類の金属積層構造よりな
り、このものは均一な厚さの層構造を有し、電気抵抗が
小さくかつ耐食性等に優れたものが得られる。このもの
を電池電極基板として用いた電池は、集電効率の向上に
合せてロス抵抗による電池の発熱が低減される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電池用電極、各種フィ
ルター、触媒の担持体等特にはＮｉ−ＣｄおよびＮｉ−
水素などのアルカリ二次電池用電極基板として用いるの
に適した金属多孔体の製造方法に関する。
ルター、触媒の担持体等特にはＮｉ−ＣｄおよびＮｉ−
水素などのアルカリ二次電池用電極基板として用いるの
に適した金属多孔体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】連通孔を有する３次元網目状構造の金属
多孔体の製造方法には、特開昭５７−１７４４８４号公
報等に開示されているメッキ法によるものと、特公昭３
８−１７５５４号公報等に開示されている焼結法による
ものがある。メッキ法ではウレタンフォームなどの発泡
樹脂の骨格表面にカーボン粉末等を塗着することにより
導電化処理を行い、その上に電気メッキ法により金属を
電析させ、その後発泡樹脂及びカーボンを焼失させ、金
属多孔体を得るという方法である。この方法では金属多
孔体に要求される強度等の特性は満足しうるものの、そ
の製造工程が繁雑となる。一方、焼結法では、スラリー
化した金属粉末をウレタンフォームなどの発泡樹脂の骨
格表面に含浸塗布し、その後加熱することにより金属粉
末を焼結している。これらの方法を用いた金属多孔体と
して、Ｎｉ金属よりなる例えば「セルメット」（商品
名：住友電工製）がすでに市販されており、アルカリ２
次電池用極板として使用されている。
多孔体の製造方法には、特開昭５７−１７４４８４号公
報等に開示されているメッキ法によるものと、特公昭３
８−１７５５４号公報等に開示されている焼結法による
ものがある。メッキ法ではウレタンフォームなどの発泡
樹脂の骨格表面にカーボン粉末等を塗着することにより
導電化処理を行い、その上に電気メッキ法により金属を
電析させ、その後発泡樹脂及びカーボンを焼失させ、金
属多孔体を得るという方法である。この方法では金属多
孔体に要求される強度等の特性は満足しうるものの、そ
の製造工程が繁雑となる。一方、焼結法では、スラリー
化した金属粉末をウレタンフォームなどの発泡樹脂の骨
格表面に含浸塗布し、その後加熱することにより金属粉
末を焼結している。これらの方法を用いた金属多孔体と
して、Ｎｉ金属よりなる例えば「セルメット」（商品
名：住友電工製）がすでに市販されており、アルカリ２
次電池用極板として使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ｎｉの金属
多孔体の電気抵抗の低減を主眼とするものである。アル
カリ二次電池用極板として金属多孔体を使用する場合、
金属元素はＮｉに限られるので、Ｎｉを表面層に有する
金属多孔体であって、電気抵抗が小さくかつ耐食性等に
優れたものを得ることを目的とするものである。
多孔体の電気抵抗の低減を主眼とするものである。アル
カリ二次電池用極板として金属多孔体を使用する場合、
金属元素はＮｉに限られるので、Ｎｉを表面層に有する
金属多孔体であって、電気抵抗が小さくかつ耐食性等に
優れたものを得ることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、平均粒子径が
５０μｍ以下のＣｕ粉末もしくはその酸化物粉末と結着
剤を主成分としたペーストを３次元網目状構造を有する
樹脂体に含浸塗着し、次いで非酸化性雰囲気において加
熱処理を行った後、Ｎｉメッキを行うことを特徴とする
金属多孔体の製造方法である。本発明は、又、３次元網
目状構造を有する樹脂体の表面を導電処理し、その上に
Ｃｕ皮膜をメッキし、非酸化性雰囲気において加熱処理
を行った後、Ｎｉメッキを行うことを特徴とする金属多
孔体の製造方法である。上記において樹脂体の表面を導
電処理する手段としては、カーボンペーストの塗布、金
属ペーストの塗布、あるいは無電解メッキなどがある。
５０μｍ以下のＣｕ粉末もしくはその酸化物粉末と結着
剤を主成分としたペーストを３次元網目状構造を有する
樹脂体に含浸塗着し、次いで非酸化性雰囲気において加
熱処理を行った後、Ｎｉメッキを行うことを特徴とする
金属多孔体の製造方法である。本発明は、又、３次元網
目状構造を有する樹脂体の表面を導電処理し、その上に
Ｃｕ皮膜をメッキし、非酸化性雰囲気において加熱処理
を行った後、Ｎｉメッキを行うことを特徴とする金属多
孔体の製造方法である。上記において樹脂体の表面を導
電処理する手段としては、カーボンペーストの塗布、金
属ペーストの塗布、あるいは無電解メッキなどがある。
【０００５】Ｃｕペーストを樹脂体に含浸塗着する方法
の場合、Ｃｕペーストを構成するＣｕ粉末もしくはその
酸化物の平均粒子径は５０μｍ以下とするが、５０μｍ
を超える大きさとなると、樹脂体の網目状構造の表面に
均一な厚さの塗着膜を得ることが困難となるため、焼結
性が悪くなり、欠陥が増えるため、所望の特性が得られ
なくなる。ペーストに用いる結着剤としては、アクリル
樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。これらは、Ｃ
ｕ粉末が焼結されるまでの保形性を有し、かつ、焼結後
は焼失して残渣のないものである。３次元網目状構造を
有する樹脂体としては、ポリウレタン発泡体が代表的に
用いられ。特にアルカリ電池用電極基板に用いる場合
は、シート状の樹脂発泡体が用いられる。発泡樹脂以外
では樹脂繊維からなるフェルト、不織布および織布が用
いられる。
の場合、Ｃｕペーストを構成するＣｕ粉末もしくはその
酸化物の平均粒子径は５０μｍ以下とするが、５０μｍ
を超える大きさとなると、樹脂体の網目状構造の表面に
均一な厚さの塗着膜を得ることが困難となるため、焼結
性が悪くなり、欠陥が増えるため、所望の特性が得られ
なくなる。ペーストに用いる結着剤としては、アクリル
樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。これらは、Ｃ
ｕ粉末が焼結されるまでの保形性を有し、かつ、焼結後
は焼失して残渣のないものである。３次元網目状構造を
有する樹脂体としては、ポリウレタン発泡体が代表的に
用いられ。特にアルカリ電池用電極基板に用いる場合
は、シート状の樹脂発泡体が用いられる。発泡樹脂以外
では樹脂繊維からなるフェルト、不織布および織布が用
いられる。
【０００６】Ｃｕ膜を形成後非酸化性雰囲気で加熱処理
するときの温度は１０００℃前後がよい。この加熱処理
により芯体である樹脂成分が焼失すると同時にＣｕ膜が
強固となる。非酸化性雰囲気で加熱処理することはＣｕ
の酸化を防ぐためであり、又、Ｃｕの酸化物を用いた場
合には積極的にこれを還元し、強固なＣｕよりなる３次
元網目状構造の金属多孔体が得られる。この表面にＮｉ
メッキを施すことにより２種類の金属積層構造よりなる
金属多孔体が得られる。この方法によれば骨格金属がＣ
ｕとＮｉからなる積層構造よりなる金属多孔体が得られ
る。この積層構造は比抵抗の小さい金属であるＣｕの表
面に耐食性に優れたＮｉがメッキされているものである
から、これを電池電極に用いた場合に集電効率が向上す
ると共に、ロス抵抗による電池の発熱が低減され、強度
が大であると共に寿命が延びる。又、Ｎｉメッキを施し
た後、７５０℃以下の温度で熱処理を行うことで、Ｎｉ
メッキ液の残渣を蒸発させるとともに、メッキ膜のなま
しを行ってもよい。７５０℃以上の温度で熱処理を行う
とＮｉ／Ｃｕの拡散による抵抗の急激な増大がみられる
ため、本発明の目的から外れる。
するときの温度は１０００℃前後がよい。この加熱処理
により芯体である樹脂成分が焼失すると同時にＣｕ膜が
強固となる。非酸化性雰囲気で加熱処理することはＣｕ
の酸化を防ぐためであり、又、Ｃｕの酸化物を用いた場
合には積極的にこれを還元し、強固なＣｕよりなる３次
元網目状構造の金属多孔体が得られる。この表面にＮｉ
メッキを施すことにより２種類の金属積層構造よりなる
金属多孔体が得られる。この方法によれば骨格金属がＣ
ｕとＮｉからなる積層構造よりなる金属多孔体が得られ
る。この積層構造は比抵抗の小さい金属であるＣｕの表
面に耐食性に優れたＮｉがメッキされているものである
から、これを電池電極に用いた場合に集電効率が向上す
ると共に、ロス抵抗による電池の発熱が低減され、強度
が大であると共に寿命が延びる。又、Ｎｉメッキを施し
た後、７５０℃以下の温度で熱処理を行うことで、Ｎｉ
メッキ液の残渣を蒸発させるとともに、メッキ膜のなま
しを行ってもよい。７５０℃以上の温度で熱処理を行う
とＮｉ／Ｃｕの拡散による抵抗の急激な増大がみられる
ため、本発明の目的から外れる。
【０００７】
実施例１ 重量％で平均粒径１０μｍのＣｕ粉末５０％、アクリル
樹脂１０％、カルボキシルメチルセルロース２％、水３
８％を配合し、１２時間混合してスラリー液を作製し
た。次に厚さ２．５ｍｍで１インチ当りの空孔数が約５
０個のポリウレタンフォームを上記スラリー液に含浸さ
せた後、絞りロールにて過剰含浸塗着分を除去し、室温
中１時間放置して乾燥させた。この塗着物を水蒸気流中
で３０℃／分の昇温速度で１０５０℃まで昇温し、１０
５０℃にて１０分間熱処理を行うことで、３次元網目状
構造のＣｕ多孔体が得られた。次にこの金属多孔体に電
気Ｎｉメッキ用ワット浴中で電流密度１０Ａ／ｄｍ2で
Ｎｉメッキを１００ｇ／ｍ2の割合で行った。得られた
金属多孔体のＣｕ，Ｎｉ重量および空孔率、電気抵抗を
評価した結果を表１に示す。なお、比較のため同重量の
従来のＮｉ単独の金属多孔体の空孔率、電気抵抗も併せ
て表１に示す。
樹脂１０％、カルボキシルメチルセルロース２％、水３
８％を配合し、１２時間混合してスラリー液を作製し
た。次に厚さ２．５ｍｍで１インチ当りの空孔数が約５
０個のポリウレタンフォームを上記スラリー液に含浸さ
せた後、絞りロールにて過剰含浸塗着分を除去し、室温
中１時間放置して乾燥させた。この塗着物を水蒸気流中
で３０℃／分の昇温速度で１０５０℃まで昇温し、１０
５０℃にて１０分間熱処理を行うことで、３次元網目状
構造のＣｕ多孔体が得られた。次にこの金属多孔体に電
気Ｎｉメッキ用ワット浴中で電流密度１０Ａ／ｄｍ2で
Ｎｉメッキを１００ｇ／ｍ2の割合で行った。得られた
金属多孔体のＣｕ，Ｎｉ重量および空孔率、電気抵抗を
評価した結果を表１に示す。なお、比較のため同重量の
従来のＮｉ単独の金属多孔体の空孔率、電気抵抗も併せ
て表１に示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】実施例２ 厚さ２．５ｍｍで１インチ当りの空孔数が５０個のポリ
ウレタンフォームを導電処理として、浴温度５５℃のメ
ッキ浴（スルカップＥＬＣ−ＳＲ、上村工業株式会社
製）に５分間浸漬し、無電解メッキにてＣｕを１０ｇ／
ｍ2析出させた後、硫酸銅メッキ浴にて３Ａ／ｄｍ2で電
気メッキを行い、Ｃｕを２４０ｇ／ｍ2の割合で形成し
た。次いで窒素気流中で４０℃／分の昇温速度で８００
℃まで昇温し、８００℃にて５分間熱処理を行い、３次
元網目状構造のＣｕ多孔体を得た。次にこれに実施例１
と同じ条件でＮｉメッキを行い５０ｇ／ｍ2のＮｉを形
成した。得られた金属多孔体のＣｕ，Ｎｉ重量および空
孔率、電気抵抗を評価した結果を表２に示す。なお、比
較のため同重量の従来のＮｉ単独の金属多孔体の空孔
率、電気抵抗も併せて表２に示す。
ウレタンフォームを導電処理として、浴温度５５℃のメ
ッキ浴（スルカップＥＬＣ−ＳＲ、上村工業株式会社
製）に５分間浸漬し、無電解メッキにてＣｕを１０ｇ／
ｍ2析出させた後、硫酸銅メッキ浴にて３Ａ／ｄｍ2で電
気メッキを行い、Ｃｕを２４０ｇ／ｍ2の割合で形成し
た。次いで窒素気流中で４０℃／分の昇温速度で８００
℃まで昇温し、８００℃にて５分間熱処理を行い、３次
元網目状構造のＣｕ多孔体を得た。次にこれに実施例１
と同じ条件でＮｉメッキを行い５０ｇ／ｍ2のＮｉを形
成した。得られた金属多孔体のＣｕ，Ｎｉ重量および空
孔率、電気抵抗を評価した結果を表２に示す。なお、比
較のため同重量の従来のＮｉ単独の金属多孔体の空孔
率、電気抵抗も併せて表２に示す。
【００１０】
【表２】
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、ＣｕとＮｉの２種類の
金属積層構造よりなる金属多孔体が得られる。そしてこ
のものは均一な厚さの金属積層構造となり、電気抵抗が
小さくかつ耐食性等に優れたものが得られる。このもの
を電池電極基板として用いた電池は集電効率の向上に合
わせてロス抵抗による電池の発熱が低減される。
金属積層構造よりなる金属多孔体が得られる。そしてこ
のものは均一な厚さの金属積層構造となり、電気抵抗が
小さくかつ耐食性等に優れたものが得られる。このもの
を電池電極基板として用いた電池は集電効率の向上に合
わせてロス抵抗による電池の発熱が低減される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２５Ｄ 3/12
Claims (3)
- 【請求項１】 平均粒子径が５０μｍ以下のＣｕ粉末も
しくはその酸化物粉末と結着剤を主成分としたペースト
を３次元網目状構造を有する樹脂体に含浸塗着し、次い
で非酸化性雰囲気において加熱処理を行った後、Ｎｉメ
ッキを行うことを特徴とする金属多孔体の製造方法。 - 【請求項２】 ３次元網目状構造を有する樹脂体の表面
を導電処理し、その上にＣｕ皮膜をメッキし、非酸化性
雰囲気において加熱処理を行った後、Ｎｉメッキを行う
ことを特徴とする金属多孔体の製造方法。 - 【請求項３】 樹脂体の導電処理は金属ペーストの塗布
あるいは無電解メッキによって行う請求項２記載の金属
多孔体の製造方法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003451A JPH08193232A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | 金属多孔体の製造方法 |
| US08/567,145 US5640669A (en) | 1995-01-12 | 1995-12-04 | Process for preparing metallic porous body, electrode substrate for battery and process for preparing the same |
| CA002166930A CA2166930C (en) | 1995-01-12 | 1996-01-10 | Process for preparing metallic porous body, electrode substrate for battery and process for preparing the same |
| KR1019960000416A KR100218212B1 (ko) | 1995-01-12 | 1996-01-11 | 금속다공체의 제조방법, 전지용전극기판의 제조방법, 및 전지용전극기판 |
| DE69600882T DE69600882T2 (de) | 1995-01-12 | 1996-01-11 | Verfahren zur Herstellung eines porösen Metallkörpers, Elektrodensubstrat für Batterien, und Verfahren zu deren Herstellung |
| EP96100361A EP0721994B1 (en) | 1995-01-12 | 1996-01-11 | Process for preparing metallic porous body, electrode substrate for battery and process for preparing the same |
| TW085100293A TW289868B (ja) | 1995-01-12 | 1996-01-11 | |
| CN96100421A CN1043668C (zh) | 1995-01-12 | 1996-01-11 | 制备金属多孔体的方法、电池电极基板及其制备方法 |
| CN98122526A CN1114963C (zh) | 1995-01-12 | 1998-11-20 | 电池电极基板及其制备方法 |
| HK98112306A HK1011387A1 (en) | 1995-01-12 | 1998-11-25 | Process for preparing metallic porous body electrode substrate for battery and process for preparing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003451A JPH08193232A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | 金属多孔体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08193232A true JPH08193232A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=11557704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7003451A Pending JPH08193232A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | 金属多孔体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08193232A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008502798A (ja) * | 2004-06-25 | 2008-01-31 | シーブイアールディ、インコ、リミテッド | 開孔金属発泡体および製造方法 |
| JP2012252830A (ja) * | 2011-06-01 | 2012-12-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電池用集電体及びその製造方法 |
| JP2020534434A (ja) * | 2017-09-19 | 2020-11-26 | アランタム ヨーロッパ ゲーエムベーハーＡｌａｎｔｕｍ Ｅｕｒｏｐｅ Ｇｍｂｈ | 表面改質された金属製の開孔成型体の製造方法、および該方法により製造された成型体 |
-
1995
- 1995-01-12 JP JP7003451A patent/JPH08193232A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008502798A (ja) * | 2004-06-25 | 2008-01-31 | シーブイアールディ、インコ、リミテッド | 開孔金属発泡体および製造方法 |
| US7951246B2 (en) | 2004-06-25 | 2011-05-31 | Alantum Corporation | Method for manufacturing open porous metallic foam body |
| JP2012252830A (ja) * | 2011-06-01 | 2012-12-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電池用集電体及びその製造方法 |
| JP2020534434A (ja) * | 2017-09-19 | 2020-11-26 | アランタム ヨーロッパ ゲーエムベーハーＡｌａｎｔｕｍ Ｅｕｒｏｐｅ Ｇｍｂｈ | 表面改質された金属製の開孔成型体の製造方法、および該方法により製造された成型体 |
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