JPH10134824A - Manufacture of metal porous body and battery using it - Google Patents

Manufacture of metal porous body and battery using it

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JPH10134824A
JPH10134824A JP8292343A JP29234396A JPH10134824A JP H10134824 A JPH10134824 A JP H10134824A JP 8292343 A JP8292343 A JP 8292343A JP 29234396 A JP29234396 A JP 29234396A JP H10134824 A JPH10134824 A JP H10134824A
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Japan
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metal
fibrous
base plate
porous
metal base
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JP8292343A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoriko Takai
より子 高井
Tsumoru Ohata
積 大畠
Junjiro Awano
順二郎 粟野
Katsuhiro Okamoto
克博 岡本
Akira Hashimoto
彰 橋本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance productivity and reduce the cost by fixing fiber-like metal onto a metal base material plate in a vertical state as transferring the same, and integrating the same with the base material plate through sintering. SOLUTION: A metal base material plate 4 is continuously transferred at a constant speed, and adhesive 8 is sprayed on its top face so as to form an adhesion layer 11. Fiber-like metal 3 is vertically implanted onto the base material plate 4. The fiber-like metal 3 not vertically implanted is further oriented in a vertical state by an orientation magnet portion 18. Thereafter, the metal base material plate 4 and the fiber-like metal 3 are integrated by sintering. Thereby, the same is manufactured with high productivity comparing with a conventional method manufacturing piece by piece. Further, without using a plating method or the like, the fiber-like metal 3 is vertically implanted onto the metal base material plate 4 by flocking, and is sintered after fixing temporarily by the adhesive 8 so that the same is easily manufactured by an inexpensive facility.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばリチウムイ
オン二次電池、ニッケル水素蓄電池またはニッケルカド
ミウム電池等の二次電池における電極板の芯材として好
適に用いることのできる金属多孔体の製造方法およびそ
の金属多孔体を電極用芯材として用いた電池に関するも
のである。
The present invention relates to a method for manufacturing a porous metal body which can be suitably used as a core material of an electrode plate in a secondary battery such as a lithium ion secondary battery, a nickel hydrogen storage battery or a nickel cadmium battery. The present invention relates to a battery using the porous metal body as an electrode core material.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属多孔体は、機械部品やその他の種々
の産業分野に広く用いられており、様々な方法で製造さ
れてきた。古くは金属粉末を原料粉末充填焼結法や粉末
圧縮焼結法などにより成形および焼結する製造方法があ
り、近年ではウレタンなどの三次元網目形状のスポンジ
状発泡体の骨格表面に無電解めっき、電解めっきまたは
気相めっきなどのめっき法により金属を付着させる製造
方法や、金属粉末を分散したスラリーに発泡体を浸漬さ
せる製造方法が一般的に採用されている。さらに、繊維
状金属が不規則に絡み合うフェルト状不織布を形成する
方法(特開昭56-88266号公報参照)や、ステンレス鋼の
細線集合体を焼結および圧延する方法(特開平4-165006
号公報参照)などが検討されている。
2. Description of the Related Art Porous metal bodies are widely used in mechanical parts and various other industrial fields, and have been produced by various methods. In the past, there has been a manufacturing method in which a metal powder is formed and sintered by a raw material powder filling sintering method or a powder compression sintering method. In recent years, electroless plating is performed on the skeleton surface of a three-dimensional mesh-shaped sponge-like foam such as urethane. Generally, a manufacturing method in which a metal is adhered by a plating method such as electrolytic plating or vapor phase plating, and a manufacturing method in which a foam is immersed in a slurry in which metal powder is dispersed are generally adopted. Further, a method of forming a felt-like nonwoven fabric in which fibrous metal is entangled irregularly (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-88266), and a method of sintering and rolling a stainless steel fine-wire aggregate (Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-165006)
And the like are being studied.

【0003】ところで、電池の電極板は、一般に、上述
のような金属多孔体を芯材として、この金属多孔体に正
または負の活物質を充填した構造になっている。化学反
応が生じる電池における電極板の芯材用の金属多孔体と
しては、上述のように種々のものが存在するなかで、三
次元網目構造を有する金属発泡多孔体が近年において一
般的に採用されている。この金属発泡多孔体は、スポン
ジ状発泡体に電気めっきを施したもので、例えばニッケ
ルカドミウム電池やニッケル水素蓄電池などの二次電池
における電極板用の芯材としては、図7に示すように、
ニッケル1により多数の孔2が形成されたスポンジ状金
属である金属発泡多孔体が用いられている。この金属発
泡多孔体は、従来からの金属多孔体と比較すると、金属
骨格が海綿状三次元網目構造を有していることから空孔
率が最大98%にも達し、高比表面積で通気抵抗が少な
く、圧力損失が微小で、形状が自由であるという優れた
特性を有している。
In general, an electrode plate of a battery has a structure in which the above porous metal body is used as a core material and the porous metal body is filled with a positive or negative active material. As the metal porous body for the core material of the electrode plate in a battery in which a chemical reaction occurs, among various kinds as described above, a metal foamed porous body having a three-dimensional network structure has been generally adopted in recent years. ing. This metal foam porous body is obtained by electroplating a sponge-like foam body. For example, as a core material for an electrode plate in a secondary battery such as a nickel cadmium battery or a nickel metal hydride battery, as shown in FIG.
A metal foam porous body which is a sponge-like metal in which many holes 2 are formed by nickel 1 is used. Compared with a conventional porous metal body, the porous metal body has a maximum porosity of 98% because of a spongy three-dimensional network structure of the metal skeleton, a high specific surface area, and a high airflow resistance. It has excellent characteristics such as low pressure loss, small pressure loss and free shape.

【0004】この金属発泡多孔体は、特公昭57-39317号
公報に記載されているような製造方法により製造され
る。すなわち、三次元網目形状となったポリウレタンシ
ートのようなスポンジ状発泡体に、カーボンのような導
電性塗料を含浸させたり、または無電解めっきなどの手
段によって導電性を付与したのちに、その発泡体の骨格
表面にめっき法により金属を付着させ、これを加熱して
スポンジ状発泡体のみを焼成して除去することにより、
金属発泡多孔体を得ている。
[0004] The metal foamed porous body is manufactured by a manufacturing method as described in Japanese Patent Publication No. 57-39317. That is, a sponge-like foam such as a polyurethane sheet having a three-dimensional mesh shape is impregnated with a conductive paint such as carbon, or after imparting conductivity by means such as electroless plating, the foaming is performed. By attaching a metal to the skeletal surface of the body by plating, heating it, and firing and removing only the sponge-like foam,
A porous metal foam is obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
金属発泡多孔体を電極板用の芯材として用いた電池は、
比較的粘度の高いスラリー状になる活物質の単位体積当
たりの充填量を大きくするために、図7の孔2を大きく
すると、網目状のニッケル1に直接的に接触しない、孔
2の中央部に充填された活物質が充放電に活用されない
ことから、活物質の利用効率の低下を招いて電池の単位
体積当たりの放電特性の向上を図れない。逆に、孔2を
小さくしながら空孔率を高める形状とすれば、活物質を
孔2に充填し難いことからその充填量が小さくなるとと
もに、ニッケル1が細くなって電気抵抗が増大し、十分
な電流が流れなくなる。したがって、この金属発泡多孔
体を芯材とした電極板を用いた電池は、電気自動車、電
動工具または電動芝刈り機などの大きな電流を流すこと
が必要とされた用途には使用することができない。
However, a battery using the above-mentioned metal foamed porous body as a core material for an electrode plate,
When the hole 2 in FIG. 7 is enlarged in order to increase the amount of the active material to be formed into a slurry having a relatively high viscosity per unit volume, the central portion of the hole 2 is not directly in contact with the mesh nickel 1. Since the active material filled in the battery is not used for charging and discharging, the utilization efficiency of the active material is reduced, and the discharge characteristics per unit volume of the battery cannot be improved. Conversely, if the shape is such that the porosity is increased while reducing the size of the hole 2, it is difficult to fill the hole 2 with the active material, so that the filling amount is reduced, and the nickel 1 is thinned to increase the electric resistance. Sufficient current does not flow. Therefore, a battery using an electrode plate having the porous metal body as a core material cannot be used for an application that requires a large current to flow, such as an electric vehicle, an electric tool, or an electric lawn mower. .

【0006】しかも、上記の金属発泡多孔体は、その製
造工程にめっき法を用いることに起因して、関連設備お
よび廃液処理に費用がかかる上に、消費電力が大きいの
で、コスト高となる。さらに、めっき条件の制御が困難
であることからめっき速度を上げることができず、生産
性の向上を図れない。そのため、金属発泡多孔体は高価
なものになっており、電極板の使用枚数が多くなる電気
自動車用電池における電極板用芯材としては、コスト面
から到底使用できない。
In addition, the above-mentioned metal foamed porous body is expensive due to the use of a plating method in its manufacturing process, in addition to the cost of related equipment and waste liquid treatment, and the large power consumption. Further, it is difficult to control the plating conditions, so that the plating rate cannot be increased, and the productivity cannot be improved. For this reason, the porous metal foam is expensive, and cannot be used as a core material for an electrode plate in an electric vehicle battery in which the number of electrode plates used is large, from the viewpoint of cost.

【0007】そこで、本件発明者は、低コストで簡単に
製造でき、電池の電極板用の芯材として用いた場合に活
物質の利用度をより高めることが可能な疑似多孔質の金
属多孔体を提案している(特願平8-73528 号)。この金
属多孔体は、主集電体となる金属基材板に、ニッケル繊
維などの多数本の繊維状金属を金属基材板に対し垂直な
配置で林立させ、金属多孔体と繊維状金属とを焼結によ
り結合させた構成になっている。この金属多孔体を電池
の電極板用の芯材として用いれば、金属多孔体が剣山状
になっていることから多くの活物質を円滑に充填するこ
とができ、且つ、多数の繊維状金属が活物質の集電体と
して機能するので、活物質の利用度が金属発泡多孔体に
比較して格段に高くなる。したがって、上記金属多孔体
を電極板用の芯材として用いた電池は、電気自動車用な
どの大きな電流を必要とする用途に好適なものとなる。
ところが、上記の金属多孔体に残存する問題は、上述の
金属多孔体を連続的な生産工程によって低コストで量産
しながらも、高品質のものを得ることのできる製造方法
の確立であり、このような製造方法の案出が待望されて
いた。
Therefore, the present inventor has proposed a quasi-porous metal porous body which can be easily manufactured at low cost and can further increase the utilization of an active material when used as a core material for an electrode plate of a battery. (Japanese Patent Application No. 8-73528). This porous metal body is formed by arranging a large number of fibrous metals such as nickel fibers on a metal base plate serving as a main current collector in an arrangement perpendicular to the metal base plate. Are combined by sintering. If this porous metal body is used as a core material for an electrode plate of a battery, since the porous metal body is shaped like a sword, many active materials can be smoothly filled, and a large number of fibrous metals are formed. Since it functions as a current collector for the active material, the usage of the active material is significantly higher than that of the metal foam porous body. Therefore, a battery using the porous metal body as a core material for an electrode plate is suitable for an application requiring a large current, such as an electric vehicle.
However, a problem that remains in the above-described porous metal body is the establishment of a manufacturing method capable of obtaining a high-quality porous metal body while mass-producing the above-described porous metal body at a low cost by a continuous production process. The development of such a manufacturing method has been long-awaited.

【0008】そこで、本発明は、金属基材板上に多数の
繊維状金属を垂直の配置で固定してなる疑似多孔質の構
造を備えた金属多孔体を高い生産性と低コストで製造し
て高品質のものを得ることができる金属多孔体の製造方
法を提供することを目的とするものである。
Accordingly, the present invention is to produce a metal porous body having a pseudo-porous structure in which a large number of fibrous metals are fixed in a vertical arrangement on a metal base plate at high productivity and at low cost. It is an object of the present invention to provide a method for producing a porous metal body capable of obtaining a high-quality porous metal.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、金属基材板の片面または両面に多数の繊
維状金属を垂直に配置し接合してなる三次元形状の疑似
多孔質の金属多孔体を製造する方法において、帯状の前
記金属基材板を連続的に移送しながら、この金属基材板
上に接着剤を塗布して粘着層を形成する工程と、前記金
属基材板上に形成した前記粘着層上に、金属粉と結合剤
樹脂とにより形成される前記繊維状金属をフロック加工
する工程と、このフロック加工により前記繊維状金属が
植毛された前記金属基材板に対し垂直磁界を作用させて
前記繊維状金属を前記金属基材板に対し垂直方向に配向
させる工程と、前記繊維金属中の前記結合剤樹脂および
前記接着剤中の有機成分を焼成により分解除去するとと
もに、前記繊維状金属中の金属粉を焼結により前記金属
基材板と一体化する工程とを備えている。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a three-dimensional pseudo-porous material formed by vertically arranging and joining a large number of fibrous metals on one or both sides of a metal base plate. Forming a pressure-sensitive adhesive layer by applying an adhesive to the metal base plate while continuously transporting the strip-shaped metal base plate; A step of flocking the fibrous metal formed by the metal powder and the binder resin on the adhesive layer formed on the material plate, and the metal substrate on which the fibrous metal is planted by the flocking. Applying a perpendicular magnetic field to the plate to orient the fibrous metal in a direction perpendicular to the metal base plate, and decomposing the organic components in the binder resin and the adhesive in the fibrous metal by firing. Removed and said fibrous And a step of integrating said metal substrate sheet metal powder in the genus by sintering.

【0010】この金属多孔体の製造方法では、帯状とし
た金属基材板を連続的に移送しながら、その移送中の金
属基材板に多数の繊維状金属を垂直の配置で固定できる
ので、高い生産性で量産できる。しかも、めっき法など
を用いず、接着剤の塗布、フロック加工、垂直磁界の発
生などの安価で容易な工程によって製造できるので、製
造コストを低減できる。また、繊維状金属は、フロック
加工により金属基材板上の粘着層に垂直方向に突き刺す
ように植毛したのちに、垂直磁界を作用させることによ
り、垂直に植毛されていない繊維状金属を金属基材板に
対し垂直に配向させるので、殆ど全ての繊維状金属を金
属基材板に対し確実に垂直に対向させることができ、こ
の配向した繊維状金属を焼結により金属基材板に一体化
するので、所要形状の高品質の金属多孔体を得ることが
できる。
In this method for producing a porous metal body, a large number of fibrous metals can be fixed to the metal base plate being transferred in a vertical arrangement while the metal base plate in the form of a strip is continuously transferred. Mass production with high productivity. In addition, the manufacturing cost can be reduced because the manufacturing can be performed by an inexpensive and easy process such as application of an adhesive, flocking and generation of a vertical magnetic field without using a plating method or the like. Further, the fibrous metal is implanted by flocking so as to pierce the adhesive layer on the metal base plate in the vertical direction, and then, by applying a vertical magnetic field, the fibrous metal that is not implanted vertically is metal-based. Since it is oriented perpendicular to the material plate, almost all fibrous metal can be surely opposed perpendicularly to the metal base plate, and this oriented fibrous metal is integrated into the metal base plate by sintering. Therefore, a high quality porous metal body having a required shape can be obtained.

【0011】また、上記発明におけるフロック加工にお
いて、樹脂皮膜により被覆した二重構造の繊維状金属を
金属基材板における粘着層上に植毛し、前記樹脂被覆を
焼成により除去することが好ましい。
Further, in the flocking according to the present invention, it is preferable that a fibrous metal having a double structure covered with a resin film is implanted on the adhesive layer of the metal base plate, and the resin coating is removed by firing.

【0012】それにより、樹脂皮膜を分解除去すれば、
残った繊維状金属は、樹脂皮膜の厚みに相当するほぼ等
間隔の配置となり、繊維状金属が互いに絡み合うような
状態となる部分がなくなり、極めて高品質の金属多孔体
を得ることができる。
Accordingly, if the resin film is decomposed and removed,
The remaining fibrous metal is arranged at substantially equal intervals corresponding to the thickness of the resin film, and there is no portion where the fibrous metal is intertwined with each other, so that a very high quality porous metal body can be obtained.

【0013】また、上記の各発明において、繊維状金属
中の金属粉と同一種の金属粉と有機系樹脂とを混合した
接着剤を用いて粘着層を形成することが好ましい。
In each of the above inventions, it is preferable that the adhesive layer is formed using an adhesive obtained by mixing a metal powder of the same type as the metal powder in the fibrous metal with an organic resin.

【0014】それにより、焼結するときに、繊維状金属
と金属基材板とをより強固に一体化させることができ
る。
Thus, the fibrous metal and the metal base plate can be more firmly integrated during sintering.

【0015】また、本発明の電池は、上記各発明の製造
方法により製造された金属多孔体を芯材として、各繊維
状金属の間に活物質を充填して電極板を形成し、この電
極板を正極として構成されている。
In the battery of the present invention, an electrode plate is formed by filling an active material between each fibrous metal with the porous metal produced by the above-mentioned production methods as a core material. The plate is configured as a positive electrode.

【0016】この電池は、剣山状の各繊維状金属の間に
活物質がスムーズに充填して十分な充填量となり、しか
も、各繊維状金属が極めて小さな間隔で林立されている
ので、活物質の殆どが繊維状金属に接触する結果、活物
質の利用率が極めて高くなり、さらに、電流は金属基材
板を主集電体として流れるので、電気抵抗が極めて小さ
い。したがって、大きな電流を取り出すことができる。
In this battery, the active material is smoothly filled between the sword-shaped fibrous metals to provide a sufficient amount of filling, and the fibrous metals are formed at extremely small intervals. Most of them come into contact with the fibrous metal, resulting in an extremely high utilization rate of the active material. Further, since the current flows through the metal base plate as the main current collector, the electric resistance is extremely small. Therefore, a large current can be obtained.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は本
発明の第1の実施の形態に係る金属多孔体の製造方法に
よる前段工程の工程図を示す。この前段工程では、
(a)接着剤塗布工程、(b)植毛工程、(c)整列工
程を経ることにより、金属基材板4上に多数本の繊維状
金属3が垂直の配置で林立状態に取り付けられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a process diagram of a first step in a method for manufacturing a porous metal body according to a first embodiment of the present invention. In this first step,
Through the (a) adhesive application step, (b) flocking step, and (c) alignment step, a large number of fibrous metals 3 are attached to the metal base plate 4 in a vertical arrangement in a forested state.

【0018】先ず、本発明の金属多孔体の構成要素であ
る金属基材板4および繊維状金属3について説明する。
金属基材板4としては、穿孔処理を施されて多数の微細
孔が形成された薄い帯状の金属平板、穿孔処理を施すこ
となく通気性を有する不織布のような素材からなる薄い
帯状金属平板、穿孔されていない薄い帯状の金属平板ま
たは金属箔などを用いることができる。また、金属基材
板4は、磁性または非磁性の何れでもよいが、電池用電
極板の芯材として用いる場合には、集電作用を行わせる
ことから、導電性を有していることが必要である。特
に、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池などの
放電特性の大きい二次電池の電極板用芯材として用いる
場合には、化学反応の関係上、この金属基材板4および
繊維状金属3としてニッケルを用いるのが好ましい。
First, the metal base plate 4 and the fibrous metal 3 which are components of the porous metal body of the present invention will be described.
As the metal base plate 4, a thin band-shaped metal plate made of a material such as a nonwoven fabric having air permeability without being subjected to a perforation process and having a large number of fine holes formed therein, A thin band-shaped metal flat plate or metal foil that is not perforated can be used. The metal base plate 4 may be either magnetic or non-magnetic. However, when used as a core material of a battery electrode plate, the metal base plate 4 has a conductivity because it performs a current collecting action. is necessary. In particular, when used as a core material for an electrode plate of a secondary battery having a large discharge characteristic such as a nickel-metal hydride battery or a nickel cadmium battery, nickel is used as the metal base plate 4 and the fibrous metal 3 due to a chemical reaction. It is preferably used.

【0019】一方、繊維状金属3は、金属粉と結合剤樹
脂を混練したものを細長く成形することで得られる。例
えば、平均粒径が1.0 μmのニッケル粉にプチラール樹
脂(PBV)を100対25の重量割合で混合し、溶剤
としてイソホロンを混ぜ、それを周知の3本ロール機や
ニーダー等の混練機により十分に混練する。スクリーン
印刷法やグラビア印刷法で離形処理を施したフイルムま
たは紙上に、上記の混練物を細長い繊維状に塗布して形
成したのちに、剥離するか、または通常の紡糸法により
引き延ばすことにより得られる。
On the other hand, the fibrous metal 3 is obtained by kneading a metal powder and a binder resin into an elongated shape. For example, a nickel powder having an average particle size of 1.0 μm is mixed with a butyral resin (PBV) at a weight ratio of 100: 25, isophorone is mixed as a solvent, and the mixture is sufficiently mixed with a kneading machine such as a known three-roll mill or kneader. And knead it. The above-mentioned kneaded material is applied to a film or paper that has been subjected to release treatment by screen printing or gravure printing, and is formed by applying it in the form of a long and thin fiber and then peeling or stretching by a normal spinning method. Can be

【0020】なお、上記の結合剤樹脂は、水系または有
機溶剤系の何れでもよいが、上述のプチラール樹脂の他
に、ポリビニルアセタール樹脂(PVAC)、アクリル
樹脂、スチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、セルロース系
樹脂、フェノール樹脂などを用いることが可能である。
また、上記結合剤樹脂に応じて、溶剤としては、水、ア
ルコール系、セロソルブ系、ケトン系、エステル系、芳
香族炭化水素系などを用いることができる。金属粉と結
合剤樹脂の割合は50対50から95対5の重量割合の
範囲が可能であり、好ましくは65対35から80対2
0の重量割合の範囲とする。これは後述の(b)植毛工
程において繊維状金属3を金属基材板4上にフロック加
工するときに、繊維状金属3が或る程度の電気抵抗を有
していないと、この繊維状金属3が飛翔しないためであ
る。
The binder resin may be an aqueous or organic solvent-based resin. In addition to the above-mentioned butyral resin, polyvinyl acetal resin (PVAC), acrylic resin, styrene resin, polyethylene resin, cellulose resin And a phenol resin.
In addition, water, alcohols, cellosolves, ketones, esters, aromatic hydrocarbons, and the like can be used as the solvent depending on the binder resin. The ratio of metal powder to binder resin can range from 50:50 to 95: 5 by weight, preferably from 65:35 to 80: 2.
It should be in the range of 0 weight ratio. This is because if the fibrous metal 3 does not have a certain electric resistance when flocking the fibrous metal 3 on the metal base plate 4 in the later described (b) flocking process, this fibrous metal 3 This is because 3 does not fly.

【0021】繊維状金属3の径や長さ、あるいは金属基
材板4の大きさや厚みには特に制限がなく、必要とする
特性や用途に応じて適宜選択できる。電池の電極板用の
芯材として用いる金属多孔体を製造する場合には、繊維
状金属3として直径が数十μm〜数百μmで、且つ長さ
が1mm〜3mmのものを用いて,この繊維状金属3を
各々の間隔が数十μm〜数百μm程度になるよう金属基
材板4に配置した金属多孔体を構成するのが好ましく、
200〜300μmの間隔に設定すればより好ましい。
具体的には、直径が30〜100μmで長さが1〜3m
mの繊維状金属3を用いるのが好ましい。この金属多孔
体を用いれば、活物質を剣山状に林立した繊維状金属3
の根元まで円滑に充填することができ、活物質の利用効
率に優れた電池用電極板を得ることができる。なお、電
池の電極板用の芯材として用いる金属多孔体を製造する
場合には、ニッケル粉からなる繊維状金属3を用いるの
が好ましいが、特にニッケル粉に限ることはなく、必要
な用途に応じて焼結できる金属であればよい。
The diameter and length of the fibrous metal 3 and the size and thickness of the metal base plate 4 are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the required characteristics and applications. When manufacturing a porous metal body used as a core material for a battery electrode plate, a fibrous metal 3 having a diameter of several tens μm to several hundred μm and a length of 1 mm to 3 mm is used. It is preferable to configure a porous metal body in which the fibrous metals 3 are arranged on the metal base plate 4 such that the intervals between the fibrous metals 3 are about several tens μm to several hundred μm,
It is more preferable to set the interval to 200 to 300 μm.
Specifically, the diameter is 30 to 100 μm and the length is 1 to 3 m
Preferably, m fibrous metals 3 are used. When this porous metal body is used, the fibrous metal 3 in which the active material is sword-shaped is formed.
Can be smoothly filled to the root of the battery, and an electrode plate for a battery having excellent utilization efficiency of the active material can be obtained. In the case of manufacturing a porous metal body used as a core material for an electrode plate of a battery, it is preferable to use the fibrous metal 3 made of nickel powder. Any metal can be used as long as it can be sintered.

【0022】帯状の金属基材板4は、図示しない移送機
構および一対のガイドローラ7などにより一定速度で水
平方向に連続的に移送されている。(a)接着剤塗布工
程において、接着剤容器9に収容された接着剤8がスプ
レーノズル10により金属基材板4の上面に噴霧され、
金属基材板4上に粘着層11が形成される。この接着剤
8としては、ポリビニルアセテート樹脂、アクリル樹
脂、プチラール樹脂、フェノール樹脂などを用いること
ができる。この接着剤8に金属基材板4および繊維状金
属3と同種の金属粉を混ぜて用いると、後述の(e)還
元工程において金属基材板4と繊維状金属3とをより強
固に一体化させることができ、より望ましい金属多孔体
を得ることができる。
The strip-shaped metal base plate 4 is continuously transferred in the horizontal direction at a constant speed by a transfer mechanism (not shown) and a pair of guide rollers 7 and the like. (A) In the adhesive application step, the adhesive 8 contained in the adhesive container 9 is sprayed on the upper surface of the metal base plate 4 by the spray nozzle 10,
The adhesive layer 11 is formed on the metal base plate 4. As the adhesive 8, a polyvinyl acetate resin, an acrylic resin, a butyral resin, a phenol resin, or the like can be used. When the same kind of metal powder as the metal base plate 4 and the fibrous metal 3 is mixed and used in the adhesive 8, the metal base plate 4 and the fibrous metal 3 are more firmly integrated in the (e) reduction step described later. And a more desirable porous metal body can be obtained.

【0023】つぎに、(b)植毛工程において、繊維状
金属3が金属基材板4上にフロック加工される。本発明
においては、静電気式加工法および機械式加工法などの
種々のフロック加工の適用が可能であるが、この実施の
形態では、生産性の向上を最も見込める静電気式加工法
を用いた場合を例示してある。上記の金属粉と結合剤樹
脂によって成形された繊維状金属3はホッパ12内に収
容されており、ホッパ12の底面は金属製金網13によ
り構成されている。金属製金網13と金属基材板4との
間に、金属基材板4側をアース極として電源部14から
高電圧を印加する。それにより、ホッパ12内の繊維状
金属3は、金属製金網13を介して正に帯電されるか
ら、金属製金網13の網目を通って落下するときに、ア
ース極である金属基材板4に吸引されて金属基材板4に
対し垂直方向を保持したまま飛翔し、金属基材板4の表
面の粘着層11に突き刺さって植毛され、且つ粘着層1
1により植毛状態に保持される。
Next, in the (b) flocking step, the fibrous metal 3 is floc-processed on the metal base plate 4. In the present invention, various types of flocking such as an electrostatic processing method and a mechanical processing method can be applied. In this embodiment, the case where the electrostatic processing method that is most expected to improve productivity is used. Illustrated. The fibrous metal 3 formed by the metal powder and the binder resin is accommodated in a hopper 12, and the bottom surface of the hopper 12 is formed by a metal wire mesh 13. A high voltage is applied between the metal wire mesh 13 and the metal base plate 4 from the power supply unit 14 with the metal base plate 4 side as a ground electrode. As a result, the fibrous metal 3 in the hopper 12 is positively charged via the metal wire mesh 13, and when falling through the mesh of the metal wire mesh 13, the metal base plate 4, which is an earth electrode, And fly while maintaining the vertical direction with respect to the metal base plate 4, pierce the adhesive layer 11 on the surface of the metal base plate 4, and implant the hair, and
1 keeps the hair in a flocking state.

【0024】上記の金属製金網13と金属基材板4との
間には、数千ボルトから数万ボルトの高電圧を印加す
る。好ましくは9千から4万ボルトの高電圧を印加す
る。この範囲よりも低い電圧を印加すると、繊維状金属
3が帯電せず、逆に上記の範囲よりも高い電圧を印加す
ると、繊維状金属3の全体が帯電されてしまい、先端に
多く帯電しないことから、繊維状金属3が金属基材板4
に対し垂直の向きで飛翔せず、繊維状金属3が金属基材
板4上に任意の向きで植毛されてしまう。
A high voltage of several thousand volts to several tens of thousands volts is applied between the metal wire mesh 13 and the metal base plate 4. Preferably, a high voltage of 9000 to 40,000 volts is applied. When a voltage lower than this range is applied, the fibrous metal 3 is not charged. Conversely, when a voltage higher than the above range is applied, the entire fibrous metal 3 is charged, and the tip is not charged much. From the fibrous metal 3
Does not fly in a direction perpendicular to the base material, and the fibrous metal 3 is implanted on the metal base plate 4 in an arbitrary direction.

【0025】続いて(c)整列工程において、上述のよ
うに金属基材板4上に植毛された繊維状金属3は、金属
基材板4の移送に伴って、金属基材板4の移送路の上下
に配置された電磁石からなる配向磁石部18内に進入す
る。この両配向磁石部18は、金属基材板4の移送路に
沿ってその両側に配置されており、金属基材板4の移送
路に沿った一定距離の範囲内に均一な磁界の配向磁場を
発生させている。したがって、(b)植毛工程において
金属基材板4に対し垂直に植毛されなかった繊維状金属
3は、金属基材板4に対し垂直方向の磁界を受けて、金
属基材板4に垂直に配向される。これにより、全ての繊
維状金属3が金属基材板4上で垂直に林立する状態とな
る。上記の配向磁石部18に発生する磁界としては、直
流または交流、或いはこれらの組み合わせを用いること
ができ、数百ないし数千ガウスの磁界を用いることがで
きる。交流磁界を用いる場合には、その周波数を数Hz
から数百Hzの範囲に設定する。この範囲よりも高い周
波数を用いると、繊維状金属3の磁化が追従せず、整立
効果が低くなる。
Subsequently, in the alignment step (c), the fibrous metal 3 implanted on the metal base plate 4 as described above transfers the metal base plate 4 with the transfer of the metal base plate 4. It enters the orienting magnet section 18 composed of electromagnets arranged above and below the road. The two orienting magnet portions 18 are disposed on both sides of the metal base plate 4 along the transfer path, and have a uniform alignment magnetic field within a certain distance along the transfer path of the metal base plate 4. Is occurring. Accordingly, (b) the fibrous metal 3 which has not been implanted perpendicularly to the metal base plate 4 in the flocking process receives a magnetic field in a direction perpendicular to the metal base plate 4, and becomes perpendicular to the metal base plate 4. Oriented. As a result, all the fibrous metals 3 stand vertically on the metal base plate 4. As the magnetic field generated in the orientation magnet section 18, a direct current or an alternating current, or a combination thereof can be used, and a magnetic field of several hundred to several thousand gauss can be used. When using an AC magnetic field, set the frequency to several Hz.
To a range of several hundred Hz. When a frequency higher than this range is used, the magnetization of the fibrous metal 3 does not follow, and the stabilizing effect is reduced.

【0026】図2は上記実施の形態に係る金属多孔体の
製造方法による後段工程の工程図を示す。この後段工程
では、(d)乾燥工程および(e)還元工程を経ること
により、多数本の繊維状金属3が金属基材板4に一体化
され、金属多孔体が得られる。(d)乾燥工程では、乾
燥炉19内おいて、空気雰囲気下で60℃の温度で約3
0分程度の乾燥を行う。それにより、繊維状金属3は、
固化される接着剤8によって、(c)整列工程における
整列状態に固定される。
FIG. 2 is a process chart of a subsequent step in the method for manufacturing a porous metal body according to the above embodiment. In the latter step, a large number of fibrous metals 3 are integrated with the metal base plate 4 through the (d) drying step and the (e) reduction step, and a porous metal body is obtained. (D) In the drying step, in the drying furnace 19 at a temperature of 60 ° C. in an air atmosphere at about 3 ° C.
Dry for about 0 minutes. Thereby, the fibrous metal 3
By the solidified adhesive 8, it is fixed in the alignment state in the (c) alignment step.

【0027】最後に、(e)還元工程では、還元炉20
により還元性ガス、例えば水素、窒素ガスによる窒素雰
囲気中で400℃〜600℃まで昇温して30分加熱
し、その後に、窒素と水素が1対1の容積割合の雰囲気
中で800℃〜1200℃まで昇温して繊維状金属3中
の金属粉と金属基材板4を焼成する。この焼成により、
繊維状金属3中の結合剤樹脂が分解除去されるともに、
接着剤8中の有機物質が分解して除去され、上記の酸化
ニッケルが水素と結合して金属となるから、繊維状金属
3と金属基材板4とが溶融した金属状態で強固に接着し
て一体化され、図3に示すような高い気孔率の剣山状の
金属多孔体21が出来上がる。同図の金属多孔体21
は、上述の(a)〜(e)の各工程によって、金属基材
板4の両面に多数本の繊維状金属3を固定したものを示
してある。
Finally, in the (e) reduction step, the reduction furnace 20
The temperature is raised to 400 ° C. to 600 ° C. in a nitrogen atmosphere with a reducing gas, for example, hydrogen or nitrogen gas, and the mixture is heated for 30 minutes. The temperature is raised to 1200 ° C., and the metal powder in the fibrous metal 3 and the metal base plate 4 are fired. By this firing,
While the binder resin in the fibrous metal 3 is decomposed and removed,
Since the organic substance in the adhesive 8 is decomposed and removed, and the above-mentioned nickel oxide is combined with hydrogen to form a metal, the fibrous metal 3 and the metal base plate 4 are strongly bonded in a molten metal state. Thus, a sword-like metal porous body 21 having a high porosity as shown in FIG. 3 is completed. The metal porous body 21 of FIG.
2 shows a case where a large number of fibrous metals 3 are fixed on both surfaces of the metal base plate 4 in the respective steps (a) to (e) described above.

【0028】上記の製造方法では、金属基材板4を一定
速度で連続的に移送して、この移送中の金属基材板4上
に繊維状金属3を垂直に植毛し、さらに垂直に植毛され
なかった繊維状金属3を配向磁石部18で垂直に配向し
たのちに、焼結により金属基材板4と繊維状金属3とを
一体化している。そのため、従来の金属発泡多孔体のよ
うに単品単位で製造する場合に比較して、極めて高い生
産性で量産することができる。しかも、めっき法などを
用ることなく、繊維状金属3をフロック加工により金属
基材板4上に垂直に植毛し、その繊維状金属3を接着剤
8により垂直状態に仮固定したのちに焼結する、簡単で
低コストの設備で容易に製造できる。
In the above manufacturing method, the metal base plate 4 is continuously transferred at a constant speed, and the fibrous metal 3 is vertically implanted on the metal base plate 4 during the transfer, and further vertically implanted. After the fibrous metal 3 that has not been subjected to orientation is vertically oriented by the oriented magnet portion 18, the metal base plate 4 and the fibrous metal 3 are integrated by sintering. Therefore, it can be mass-produced with extremely high productivity as compared with a case where a conventional metal foamed porous body is manufactured in a single unit. Moreover, the fibrous metal 3 is vertically implanted on the metal base plate 4 by flocking without using a plating method or the like, and the fibrous metal 3 is temporarily fixed in a vertical state with an adhesive 8 and then fired. It can be easily manufactured with simple, low-cost equipment.

【0029】つぎに、本発明の他の実施形態に係る金属
多孔体の製造方法について、図4および図5を参照しな
がら説明する。この実施の形態では、図4に示すよう
に、繊維状金属3を樹脂皮膜22で被覆し、この樹脂皮
膜22で被覆された二重構造の繊維状金属3を、図5に
示すように、ホッパ12に収容して、高電圧の印加によ
るフロック加工により金属製金網13から金属基材板4
上に植毛する。この(b)植毛工程ののちに、図5では
図示を省略してあるが、図1および図2にそれぞれ示し
たと同様の(c)整列工程および(d)乾燥工程を経た
のちに、(e)還元工程に導く。この(e)還元工程に
おいて、樹脂皮膜22が分解除去され、図3に示したと
同じ形態の金属多孔体21が得られる。
Next, a method for manufacturing a porous metal body according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the fibrous metal 3 is coated with a resin film 22, and the double-structured fibrous metal 3 covered with the resin film 22 is formed as shown in FIG. It is housed in the hopper 12 and is subjected to flocking by applying a high voltage to remove the metal base plate 4 from the metal wire mesh 13.
Flock on top. Although not shown in FIG. 5 after the (b) flocking step, after the same (c) alignment step and (d) drying step as shown in FIGS. 1 and 2, respectively, (e) ) Lead to the reduction step. In this (e) reduction step, the resin film 22 is decomposed and removed, and the metal porous body 21 having the same form as shown in FIG. 3 is obtained.

【0030】上記の実施の形態では、繊維状金属3を被
覆する樹脂皮膜22が、その電気抵抗が大きいことから
静電気が発生し易く、十分に帯電されるので、(b)植
毛工程において各繊維状金属3が各々の樹脂皮膜22を
接触させた状態に林立される。そして、(e)還元工程
で樹脂皮膜22が分解除去されると、残った繊維状金属
3は、樹脂皮膜22の厚みに相当するほぼ等間隔の配置
となり、且つ互いに絡み合うような状態となる部分がな
くなる。それにより、極めて高品質の金属多孔体21を
得ることができる。
In the above embodiment, since the resin film 22 covering the fibrous metal 3 has a large electric resistance, static electricity is easily generated and is sufficiently charged. The metal 3 is established in a state where the resin films 22 are in contact with each other. (E) When the resin film 22 is decomposed and removed in the reduction step, the remaining fibrous metals 3 are arranged at substantially equal intervals corresponding to the thickness of the resin film 22 and are in a state where they are intertwined with each other. Disappears. Thereby, a very high quality porous metal body 21 can be obtained.

【0031】図6は上記の製造方法により得られた金属
多孔体21を芯材として用いた電極板により構成された
電池23を示す。この電池23の製造に際しては、金属
多孔体21の各繊維状金属3の間に活物質を充填し、そ
の表面を圧延ローラなどで圧延し、これを正極板24と
して、この正極以下24と負極板27との間にセパレー
タ28を介在して渦巻き状に巻回し、電池ケース29に
収納する手順で行われる。この電池23は、剣山状の各
繊維状金属3の間に活物質がスムーズに充填されて十分
な充填量となり、しかも、各繊維状金属3の間隔が上述
のように小さいので、活物質の殆どが繊維状金属3に接
触し、さらに、金属基材板4が集電作用を行うことから
電気抵抗が極めて小さくなる。その結果、活物質の利用
率が極めて高くなり、大きな電流を取り出すことができ
る。
FIG. 6 shows a battery 23 composed of an electrode plate using the porous metal body 21 obtained by the above manufacturing method as a core material. In manufacturing the battery 23, the active material is filled between the fibrous metals 3 of the porous metal body 21, and the surface thereof is rolled by a rolling roller or the like. It is wound in a spiral manner with a separator 28 interposed between the plate 27 and the plate 27 and stored in the battery case 29. In the battery 23, the active material is smoothly filled between the sword-shaped fibrous metals 3 to provide a sufficient amount of filling, and the spacing between the fibrous metals 3 is small as described above. Most of the contact is in contact with the fibrous metal 3 and the metal base plate 4 performs a current collecting action, so that the electric resistance is extremely small. As a result, the utilization rate of the active material becomes extremely high, and a large current can be taken out.

【0032】[0032]

【実施例】金属基材板4として、厚さが0.06mmの鉄製
ニッケルめっき板を用いた。繊維状金属3として、粒径
が1.0 μmのニッケル粉をプチラール樹脂および溶剤と
してのイソホロンと混合して、3本ロールで混練し、こ
の混練物を、スクリーン印刷法により、長さ3mm、幅
0.5 mm、厚さ10μmの繊維状に離型処理を施したフイ
ルムに印刷したのちに、乾燥して水洗いにより剥離して
得たものを用いた。
EXAMPLE As a metal base plate 4, a nickel-plated iron plate having a thickness of 0.06 mm was used. As the fibrous metal 3, nickel powder having a particle size of 1.0 μm is mixed with a butyral resin and isophorone as a solvent, and kneaded with a three-roll mill. The kneaded product is 3 mm long and 3 mm wide by screen printing.
After printing on a film having a release treatment of 0.5 mm and a thickness of 10 μm, the film was dried, washed with water and peeled off.

【0033】接着剤8としては、粒径1.0 μmのニッケ
ル粉とポリビニルアセタール樹脂と溶媒としての水とを
混合し、これをペイントシェーカで振投し、ニッケル粉
を均一に分散したものを用いた。
As the adhesive 8, a powder obtained by mixing nickel powder having a particle diameter of 1.0 μm, polyvinyl acetal resin and water as a solvent, and shaking the mixture with a paint shaker to uniformly disperse the nickel powder was used. .

【0034】上記繊維状金属3を少しずつ振るい落とし
ながら帯電フードで帯電させ、表面に接着剤8を約10
μmの厚さに塗布して粘着層11を形成した金属基材板
4側をアース極としてフロック加工を行った。そのフロ
ック加工の直後に、金属基材板4に対して垂直方向に直
流の1000ガウスの磁界を10秒間作用させ、フロック加
工により金属基材板4に垂直に植毛されなかった繊維状
金属3を整立させた。
The fibrous metal 3 is charged by a charging hood while being shaken little by little.
Flocking was performed using the metal base plate 4 side coated with a thickness of μm to form the adhesive layer 11 as a ground electrode. Immediately after the flocking, a direct current 1000 gauss magnetic field is applied to the metal base plate 4 in the vertical direction for 10 seconds to remove the fibrous metal 3 that has not been vertically implanted on the metal base plate 4 by the flocking process. Aligned.

【0035】その後に、60℃の乾燥風を約20秒の間
吹き付けて乾燥させ、排気ファンで吸引しながらロール
ブラシで未接着の繊維状金属3を除去し、60℃の乾燥
炉19で30分の間乾燥した。さらに、窒素パージを行
った還元炉20を用いて、500℃まで昇温して30分放置
して加熱酸化した。その後、窒素と水素の割合が1対1
の雰囲気中で1000℃まで昇温して放置し、接着剤8中の
金属粉と金属基材板4とを還元した。これにより、繊維
状金属3中の結合剤樹脂が分解除去され、繊維状金属3
中のニッケル粉が金属基材板4に溶着した。上記工程に
より、第1の金属多孔体を製作した。
Thereafter, drying air is blown at 60.degree. C. for about 20 seconds to dry, and the unbonded fibrous metal 3 is removed by a roll brush while sucking with an exhaust fan, and dried in a drying oven 19 at 60.degree. Dried for minutes. Further, using a reducing furnace 20 purged with nitrogen, the temperature was raised to 500 ° C., and the mixture was allowed to stand for 30 minutes to be heated and oxidized. Then, the ratio of nitrogen to hydrogen is 1: 1
The metal powder in the adhesive 8 and the metal base plate 4 were reduced by raising the temperature to 1000 ° C. in the atmosphere. Thereby, the binder resin in the fibrous metal 3 is decomposed and removed, and the fibrous metal 3
The nickel powder in the inside adhered to the metal base plate 4. Through the above steps, a first porous metal body was manufactured.

【0036】一方、ニッケル粉と樹脂に溶剤を加えて混
練した混練物を紡糸法により引き出して、50μmの径
の繊維状金属3を5μmの厚みの樹脂皮膜22で被覆し
た二重構造の繊維状金属を形成し、これを長さ2mmに
切りそろえて図4に示す状態とし、これを図5に示した
工程を用いて、第2の金属多孔体を製作した。
On the other hand, a kneaded material obtained by adding a solvent to nickel powder and a resin and kneading the mixture is drawn out by a spinning method, and a fibrous metal 3 having a diameter of 50 μm is coated with a resin film 22 having a thickness of 5 μm to form a double-structure fibrous metal. A metal was formed, and cut into a length of 2 mm to obtain a state shown in FIG. 4, and this was used to produce a second porous metal body using the process shown in FIG.

【0037】水酸化ニッケル90wt%、Co粉末7w
t%、水酸化カドミウム3wt%を混合したのちに、カ
ルボキシルセルローの3wt%の水溶液を加えてスラリ
ー状活物質を調整した。この活物質を上述の第1および
第2の金属多孔体にそれぞれ加圧しながら充填し、乾燥
した。その後に、加圧成形を行って厚さ0.8 mmになる
まで圧縮し、さらに、電極リード線を取り付け、37m
m×80mm正極板電極を製作した。負極板電極には、
水素吸蔵合金としてMm−Ni−Mn−AI−Co系
(Mmは希土類元素の混合物)の合金を粉砕処理し、粒
径60μm以下としたものをスチレンブタジェンゴムを主
体とした結合材と共に混練し、穿孔鋼板(パンチングメ
タル)に塗り付けたものを使用した。これらの正極板電
極24と負極板電極27を、ナイロン製のセパレータ2
8を介して渦巻き状に巻回し、電池ケース29に収納
し、電解液を注入したのちに密閉し、円筒型ニッケル水
素電池を製作した。
Nickel hydroxide 90 wt%, Co powder 7 w
After mixing t% and 3 wt% of cadmium hydroxide, a 3 wt% aqueous solution of carboxyl cellulose was added to prepare a slurry active material. The active material was filled into the first and second porous metal bodies while being pressed, and dried. After that, it was pressed and compressed to a thickness of 0.8 mm, and an electrode lead wire was attached.
An mx80 mm positive electrode was fabricated. For the negative electrode,
An alloy of the Mm-Ni-Mn-AI-Co system (Mm is a mixture of rare earth elements) is pulverized as a hydrogen storage alloy, and the alloy having a particle size of 60 μm or less is kneaded with a binder mainly composed of styrene-butadiene rubber. A perforated steel plate (punched metal) was used. The positive electrode 24 and the negative electrode 27 are connected to the nylon separator 2.
8 and wound in a spiral shape, housed in a battery case 29, injected with an electrolyte, and then sealed to produce a cylindrical nickel-metal hydride battery.

【0038】上記の第1および第2の金属多孔体を用い
てそれぞれ構成した第1および第2の電池を、従来の金
属発泡多孔体を用いた正極板電極により構成した第3の
電池と比較した。すなわち、個々の電池の放電特性を評
価した。各電池に0.1 CmAの電流により15時間充電
した後に、20℃の環境中で各種放電条件で1Vまで放電
した結果である放電容量(mAh)を(表1)に示す。
The first and second batteries formed using the first and second porous metal bodies, respectively, were compared with a third battery formed using a conventional positive electrode plate using a metal foamed porous body. did. That is, the discharge characteristics of each battery were evaluated. Table 1 shows the discharge capacity (mAh) as a result of charging each battery with a current of 0.1 CmA for 15 hours and then discharging the battery to 1 V under various discharge conditions in an environment of 20 ° C.

【0039】 (表1) 放電条件 0.2C 1.0C 3.0C 5.0C 第1の電池 2000 mAh 1960 mAh 1840 mAh 1620 mAh 第2の電池 2000 mAh 1960 mAh 1860 mAh 1700 mAh 第3の電池 2000 mAh 1800 mAh 1600 mAh 1020 mAh この(表1)から明らかなように、本発明の製造方法に
より製作した第1および第2の電池は、従来の金属発泡
多孔体を用いた第3の電池に比較して、特に大電流での
放電容量に優れていることが判明した。これは、上述の
ように、本発明の製造による金属多孔体を電極板の芯材
として用いることにより、活物質の利用効率か高まった
ためである。また、第2の電池が第1の電池より高い放
電容量を示しているのは、繊維状金属3を樹脂皮膜22
で覆うことによって繊維状金属3間の絡み合いがなくな
って、繊維状金属3が理想的な剣山状に配置された結
果、活物質の利用効率がさらに高まったためと思われ
る。
(Table 1) Discharge conditions 0.2 C 1.0 C 3.0 C 5.0 C First battery 2000 mAh 1960 mAh 1840 mAh 1620 mAh Second battery 2000 mAh 1960 mAh 1860 mAh 1700 mAh Third battery 2000 mAh 1800 mAh 1600 mAh 1020 mAh As is clear from Table 1 above, the first and second batteries manufactured by the manufacturing method of the present invention are compared with the third battery using the conventional metal foamed porous body. As a result, it was found that the battery had an excellent discharge capacity particularly at a large current. This is because, as described above, the use efficiency of the active material was increased by using the porous metal body manufactured by the present invention as the core material of the electrode plate. Also, the reason why the second battery has a higher discharge capacity than the first battery is that the fibrous metal 3 is
It is considered that the entanglement between the fibrous metals 3 disappeared by the covering, and the fibrous metals 3 were arranged in an ideal sword shape, so that the utilization efficiency of the active material was further increased.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上のように本発明の請求項1の金属多
孔体の製造方法では、帯状とした金属基材板を連続的に
移送しながら、その移送中の金属基材板に多数の繊維状
金属を垂直の配置で固定するので、高い生産性で量産で
きる。しかも、めっき法などを用いず、接着剤の塗布、
フロック加工、垂直磁界の発生などの安価で容易な工程
によって製造できるので、製造コストを低減できる。ま
た、繊維状金属は、フロック加工により金属基材板上の
粘着層に垂直方向に突き刺すように植毛したのちに、垂
直磁界中を作用させることにより、垂直になっていない
繊維状金属を金属基材板に対し垂直に配向させるように
したので、殆ど全ての繊維状金属を金属基材板に対し確
実に垂直に対向させることができ、この配向した繊維状
金属を焼結により一体化するので、所要の形状のものを
確実に得ることができる。
As described above, in the method for manufacturing a porous metal body according to the first aspect of the present invention, while continuously transferring the strip-shaped metal base plate, a large number of metal base plates are transferred to the metal base plate being transferred. Since the fibrous metal is fixed in a vertical arrangement, mass production can be performed with high productivity. Moreover, the application of the adhesive,
Since it can be manufactured by an inexpensive and easy process such as flocking and generation of a vertical magnetic field, the manufacturing cost can be reduced. In addition, the fibrous metal is implanted by flocking so as to pierce the adhesive layer on the metal base plate in a vertical direction, and then, by applying a vertical magnetic field, the non-vertical fibrous metal is metal-based. Since it is made to orient perpendicular to the material plate, almost all fibrous metal can be surely vertically opposed to the metal base plate, and since this oriented fibrous metal is integrated by sintering, , Of a required shape can be reliably obtained.

【0041】請求項2の金属多孔体の製造方法では、樹
脂皮膜により被覆した繊維状金属を金属基材板における
粘着層上に植毛するようにしたので、樹脂皮膜を分解除
去することにより、残った繊維状金属が樹脂皮膜の厚み
に相当するほぼ等間隔の配置となり、繊維状金属が互い
に絡み合うような状態となる部分がなくなり、極めて高
品質の金属多孔体を得ることができる。
In the method for producing a porous metal body according to the second aspect, the fibrous metal covered with the resin film is implanted on the adhesive layer of the metal base plate. The fibrous metal is arranged at substantially equal intervals corresponding to the thickness of the resin film, and there is no portion where the fibrous metal is entangled with each other, so that a very high quality porous metal body can be obtained.

【0042】請求項3の金属多孔体の製造方法では、繊
維状金属中の金属粉と同一種の金属粉と有機系樹脂とを
混合した接着剤を用いるようにしたので、焼結するとき
に、繊維状金属と金属基材板とをより強固に一体化させ
ることができる。
In the method for manufacturing a porous metal body according to the third aspect, an adhesive obtained by mixing a metal powder of the same kind as the metal powder in the fibrous metal and an organic resin is used. Thus, the fibrous metal and the metal base plate can be more firmly integrated.

【0043】請求項4の電池では、金属多孔体における
剣山状の各繊維状金属の間に活物質がスムーズに充填し
て十分な充填量となり、しかも、各繊維状金属の間隔が
上述のように小さいので、活物質の殆どが繊維状金属に
接触し、金属基材板が集電作用を行うことから電気抵抗
が極めて小さくなる。そのため、活物質の利用率が極め
て高くなり、大きな電流を取り出すことができる。
In the battery according to the fourth aspect, the active material is smoothly filled between the sword-shaped fibrous metals in the porous metal body so that a sufficient amount of the active material is filled, and the interval between the fibrous metals is as described above. Since most of the active material comes into contact with the fibrous metal and the metal base plate performs a current collecting action, the electric resistance is extremely small. Therefore, the utilization rate of the active material becomes extremely high, and a large current can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態に係る金属多孔体の製造
方法に係る前半工程を示す工程図。
FIG. 1 is a process chart showing a first half of a method for manufacturing a porous metal body according to an embodiment of the present invention.

【図2】同上実施の形態における後半工程を示す工程
図。
FIG. 2 is a process chart showing a latter half process in the embodiment.

【図3】同上実施の形態により製造された金属多孔体を
示す側面図。
FIG. 3 is a side view showing a porous metal body manufactured according to the embodiment.

【図4】(α)は本発明の他の実施の形態に係る金属多
孔体の製造方法に用いる繊維状金属の縦断面図、(β)
は(α)のA−A線断面図。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a fibrous metal used in a method for manufacturing a porous metal body according to another embodiment of the present invention, and (β).
(A) is a sectional view taken along line A-A.

【図5】同上の繊維状金属を用いる本発明の他の実施の
形態に係る金属多孔体の製造方法の要部の工程を示す工
程図。
FIG. 5 is a process chart showing main steps of a method for manufacturing a porous metal body according to another embodiment of the present invention using the above fibrous metal.

【図6】本発明の製造方法により製造された金属多孔体
を用いた電池を示す部分分解斜視図。
FIG. 6 is a partially exploded perspective view showing a battery using a porous metal body manufactured by the manufacturing method of the present invention.

【図7】従来の金属発泡多孔体の模式的な部分断面図。FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view of a conventional porous metal foam.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 繊維状金属 4 金属基材板 8 接着剤 11 粘着層 18 配向磁石部 19 乾燥炉 20 還元炉 21 金属多孔体 22 樹脂皮膜 23 電池 REFERENCE SIGNS LIST 3 fibrous metal 4 metal base plate 8 adhesive 11 adhesive layer 18 oriented magnet part 19 drying furnace 20 reduction furnace 21 metal porous body 22 resin film 23 battery

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 克博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 橋本 彰 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Katsuhiro Okamoto, Inventor 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属基材板の片面または両面に多数の繊
維状金属を垂直に配置し接合してなる三次元形状の疑似
多孔質の金属多孔体を製造する方法であって、 帯状の前記金属基材板を連続的に移送しながら、この金
属基材板上に接着剤を塗布して粘着層を形成する工程
と、 前記金属基材板上に形成した前記粘着層上に、金属粉と
結合剤樹脂とにより形成される前記繊維状金属をフロッ
ク加工する工程と、 このフロック加工により前記繊維状金属が植毛された前
記金属基材板に対し垂直磁界を作用させて前記繊維状金
属を前記金属基材板に対し垂直方向に配向させる工程
と、 前記繊維金属中の前記結合剤樹脂および前記接着剤中の
有機成分を焼成により分解除去するとともに、前記繊維
状金属中の金属粉を焼結により前記金属基材板と一体化
する工程とを備えていることを特徴とする金属多孔体の
製造方法。
1. A method for producing a three-dimensional pseudo-porous metal porous body formed by vertically arranging and joining a large number of fibrous metals on one or both surfaces of a metal base plate, comprising: A step of applying an adhesive to the metal base plate while continuously transferring the metal base plate to form an adhesive layer; and forming a metal powder on the adhesive layer formed on the metal base plate. And flocking the fibrous metal formed by the binder resin, and applying a vertical magnetic field to the metal base plate on which the fibrous metal is implanted by the flocking to form the fibrous metal. A step of orienting the metal substrate plate in a vertical direction, and by decomposing and removing the organic components in the binder resin and the adhesive in the fiber metal by firing, and firing the metal powder in the fibrous metal. Integrated with the metal base plate by sintering Method for producing a porous metal body, characterized in that and a that step.
【請求項2】 フロック加工により金属基材板上に形成
した粘着層上に植毛する繊維状金属が、樹脂皮膜により
被覆した二重構造のものである請求項1に記載の金属多
孔体の製造方法。
2. The production of a porous metal body according to claim 1, wherein the fibrous metal implanted on the adhesive layer formed on the metal base plate by flocking has a double structure covered with a resin film. Method.
【請求項3】 繊維状金属中の金属粉と同一種の金属粉
と有機系樹脂とを混合した接着剤を用いて粘着層を形成
するようにした請求項1または2に記載の金属多孔体の
製造方法。
3. The porous metal body according to claim 1, wherein the adhesive layer is formed by using an adhesive obtained by mixing a metal powder of the same kind as the metal powder in the fibrous metal with an organic resin. Manufacturing method.
【請求項4】 請求項1ないし3の何れかの製造方法に
より製造された金属多孔体を芯材として、各繊維状金属
の間に活物質を充填して電極板を形成し、この電極板を
正極として構成した電池。
4. An electrode plate is formed by filling an active material between fibrous metals using a porous metal body produced by the production method according to any one of claims 1 to 3 as a core material. A battery configured as a positive electrode.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014220327A (en) * 2013-05-07 2014-11-20 住友電気工業株式会社 Electrode for power storage device, power storage device, and method for manufacturing electrode for power storage device
KR101503337B1 (en) * 2013-11-28 2015-03-19 주식회사 알란텀 Apparatus of electrostatic powder coating of conducting powder using binder and method of coating by the apparatus

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