JPH1040923A - メッキ済発泡材の密度を変化させる方法 - Google Patents
メッキ済発泡材の密度を変化させる方法Info
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- JPH1040923A JPH1040923A JP9105818A JP10581897A JPH1040923A JP H1040923 A JPH1040923 A JP H1040923A JP 9105818 A JP9105818 A JP 9105818A JP 10581897 A JP10581897 A JP 10581897A JP H1040923 A JPH1040923 A JP H1040923A
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- B22F7/002—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature
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- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多孔質のメッキした金属発泡材の密度を変え
る方法の提供。 【解決手段】 バッテリー板用途に特に有用な、メッキ
済発泡材に、予め決められたサイズの金属粉末、特にニ
ッケル、のスラリーを塗布し、次いで焼結させる。これ
によって、金属発泡材の密度を必要に応じて調節するこ
とができる。
る方法の提供。 【解決手段】 バッテリー板用途に特に有用な、メッキ
済発泡材に、予め決められたサイズの金属粉末、特にニ
ッケル、のスラリーを塗布し、次いで焼結させる。これ
によって、金属発泡材の密度を必要に応じて調節するこ
とができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】技術分野 本発明は、一般的には金属被覆された重合体状発泡材に
関し、より詳しくは、その上にメッキされた金属の密度
を選択的に増加させる技術に関する。この方法は、特に
バッテリー板製造に応用することができる。
関し、より詳しくは、その上にメッキされた金属の密度
を選択的に増加させる技術に関する。この方法は、特に
バッテリー板製造に応用することができる。
【０００２】背景技術 政治的および環境的な圧力が高まるにつれて、電気自動
車（ＥＶ）は、自動車が発生する汚染物質を低減させる
ための手段として支持されている。現在のＥＶの欠点
は、それらのバッテリー系統にある。既存の、および有
望なバッテリーのエネルギー密度を高め、重量を下げる
ために広範囲な研究が行なわれている。
車（ＥＶ）は、自動車が発生する汚染物質を低減させる
ための手段として支持されている。現在のＥＶの欠点
は、それらのバッテリー系統にある。既存の、および有
望なバッテリーのエネルギー密度を高め、重量を下げる
ために広範囲な研究が行なわれている。
【０００３】ＥＶバッテリーは、充電から充電までの間
に十分な距離を走行することができ、保守にかかる手間
が少なく、十分な加速を行なうことができ、使用者が必
要とする時も、回生制動の際も、安全に、且つ急速に充
電できるものでなければならない。消費者にとって無公
害ＥＶが魅力的な選択となるためには、自動車の寿命中
に必要となるバッテリーおよびすべての交換部品のコス
トも十分に低い必要がある。
に十分な距離を走行することができ、保守にかかる手間
が少なく、十分な加速を行なうことができ、使用者が必
要とする時も、回生制動の際も、安全に、且つ急速に充
電できるものでなければならない。消費者にとって無公
害ＥＶが魅力的な選択となるためには、自動車の寿命中
に必要となるバッテリーおよびすべての交換部品のコス
トも十分に低い必要がある。
【０００４】例えば１９９１年には、上記の基準を制定
する試みがUnited States AdvancedBattery Consortium
(USABC)によりなされている。 中期 長期 比エネルギー、Wh/kg ８０〜１００ ２００ 比出力、Wh/kg １５０〜２００ ４００ サイクル寿命、80％ DODサイクル ６００ １０００ 最終価格、＄/kWh ＜＄１５０ ＜＄１００ 充電時間 ＜６時間 ３〜６時間 急速充電 <15 分で <15 分で 40〜80％ SOC 40〜80％ SOC 運転環境 −３０〜６５℃ −４０〜８５℃
する試みがUnited States AdvancedBattery Consortium
(USABC)によりなされている。 中期 長期 比エネルギー、Wh/kg ８０〜１００ ２００ 比出力、Wh/kg １５０〜２００ ４００ サイクル寿命、80％ DODサイクル ６００ １０００ 最終価格、＄/kWh ＜＄１５０ ＜＄１００ 充電時間 ＜６時間 ３〜６時間 急速充電 <15 分で <15 分で 40〜80％ SOC 40〜80％ SOC 運転環境 −３０〜６５℃ −４０〜８５℃
【０００５】kWh コストおよびサイクル寿命の基準を個
別に評価するよりも、それらを組み合わせた評価の方が
優れている。すなわち自動車の寿命全体にわたる、距離
（マイルまたはキロメートル）あたりのバッテリーコス
トである。ＥＶの経済性を決定するのは、低コストに結
び付いた長期間のバッテリー寿命である。
別に評価するよりも、それらを組み合わせた評価の方が
優れている。すなわち自動車の寿命全体にわたる、距離
（マイルまたはキロメートル）あたりのバッテリーコス
トである。ＥＶの経済性を決定するのは、低コストに結
び付いた長期間のバッテリー寿命である。
【０００６】上記の基準の中で、今日の多くのバッテリ
ーが適合している、またはそれらを凌いでいるものもあ
れば、合格していない、またはかろうじて適合している
ものもある。例えば、鉛酸蓄電池はkWh あたりのコスト
では傑出しているが、サイクル寿命基準では限界に近
く、走行範囲に影響するエネルギー密度では不十分であ
る。
ーが適合している、またはそれらを凌いでいるものもあ
れば、合格していない、またはかろうじて適合している
ものもある。例えば、鉛酸蓄電池はkWh あたりのコスト
では傑出しているが、サイクル寿命基準では限界に近
く、走行範囲に影響するエネルギー密度では不十分であ
る。
【０００７】ニッケルカドミウムおよびニッケル金属水
素化物バッテリーは、エネルギー密度および他の性能特
性は可〜良であるが、製造コストが高いために、kWh の
コストには現在適合していない。一次材料のコストが不
当に高いのである。例えば、焼結されたニッケル板正電
極およびペースト処理された負電極を備えた伝統的な設
計のＮｉＣｄバッテリーは、通常、容量kWh あたり、活
物質中に約４．５ポンド（２kg）および電流供給板中に
約５．５ポンド（２．５kg）のニッケルを含有する。１
０ポンド（４．５kg）のニッケル金属は、kWh あたり約
＄４０に相当するのに対し、kWh あたり８ポンド（３．
７kg）のカドミウムは、kWh あたり約＄１７に相当する
だけである。それでも、製造されたＮｉＣｄバッテリー
の価格は、対応する鉛酸蓄電池の＄１５０/kWhと比較し
て、＄５００/kWhを超えている。
素化物バッテリーは、エネルギー密度および他の性能特
性は可〜良であるが、製造コストが高いために、kWh の
コストには現在適合していない。一次材料のコストが不
当に高いのである。例えば、焼結されたニッケル板正電
極およびペースト処理された負電極を備えた伝統的な設
計のＮｉＣｄバッテリーは、通常、容量kWh あたり、活
物質中に約４．５ポンド（２kg）および電流供給板中に
約５．５ポンド（２．５kg）のニッケルを含有する。１
０ポンド（４．５kg）のニッケル金属は、kWh あたり約
＄４０に相当するのに対し、kWh あたり８ポンド（３．
７kg）のカドミウムは、kWh あたり約＄１７に相当する
だけである。それでも、製造されたＮｉＣｄバッテリー
の価格は、対応する鉛酸蓄電池の＄１５０/kWhと比較し
て、＄５００/kWhを超えている。
【０００８】これらのバッテリーのコストの差（＄３５
０/kWh）は、鉛酸蓄電池の簡単で迅速なグリッド製造お
よびペースト処理と比較して、複雑で労力の要る、焼結
された電極を組み込むＮｉＣｄバッテリーの製造工程を
反映しているので、材料コストの差よりもはるかに大き
い。
０/kWh）は、鉛酸蓄電池の簡単で迅速なグリッド製造お
よびペースト処理と比較して、複雑で労力の要る、焼結
された電極を組み込むＮｉＣｄバッテリーの製造工程を
反映しているので、材料コストの差よりもはるかに大き
い。
【０００９】この特殊な目的に開発され、コストを下げ
るために大量生産された、ニッケル発泡材または類似の
基材を使用すると、ニッケルバッテリーを同様の高速ペ
ースト処理することが可能である。電極の製造に必要な
作業の数を少なくすること、および／またはそれらの作
業を簡素化することにより、大幅なコスト節約を実現す
ることができる。
るために大量生産された、ニッケル発泡材または類似の
基材を使用すると、ニッケルバッテリーを同様の高速ペ
ースト処理することが可能である。電極の製造に必要な
作業の数を少なくすること、および／またはそれらの作
業を簡素化することにより、大幅なコスト節約を実現す
ることができる。
【００１０】ＮｉＣｄバッテリーのコストを引き上げて
いるもう一つの経費のかかる作業は、電極タブを溶接に
より多孔質シートに取り付けることである。これは通
常、電極細片をペースト処理し、個々の電極に切断した
後に行なう。タブを多孔質シートに効果的に溶接するに
は、溶接区域の活物質を除去しなければならない。さら
に、溶接部は弱点であり、自動車の走行中に不可避な振
動により溶接部が破壊され、電極が早期に破損すること
がある。
いるもう一つの経費のかかる作業は、電極タブを溶接に
より多孔質シートに取り付けることである。これは通
常、電極細片をペースト処理し、個々の電極に切断した
後に行なう。タブを多孔質シートに効果的に溶接するに
は、溶接区域の活物質を除去しなければならない。さら
に、溶接部は弱点であり、自動車の走行中に不可避な振
動により溶接部が破壊され、電極が早期に破損すること
がある。
【００１１】電極のタブ区域は、バッテリーの性能を急
速に低下させる重大な電圧降下の根源でもある。電極電
流はすべて溶接部の限られた断面を通って、および電極
構造の小さな隣接区域を通って流れなければならない。
この区域は一般的に、総電流の非常に小さな部分しか流
れない電極底部と同じ密度および導電性を有する。つま
り、ＥＶバッテリーに使用される従来の多孔質構造のニ
ッケル密度は、タブ付近の導電性を増加させる必要性
と、電極重量を下げる必要性の妥協の産物である。
速に低下させる重大な電圧降下の根源でもある。電極電
流はすべて溶接部の限られた断面を通って、および電極
構造の小さな隣接区域を通って流れなければならない。
この区域は一般的に、総電流の非常に小さな部分しか流
れない電極底部と同じ密度および導電性を有する。つま
り、ＥＶバッテリーに使用される従来の多孔質構造のニ
ッケル密度は、タブ付近の導電性を増加させる必要性
と、電極重量を下げる必要性の妥協の産物である。
【００１２】発明の概要 そこで、ここにニッケル発泡基材の導電性を変化させる
方法が提供される。タブ区域および必要に応じて電極上
部の両方で高い導電性および密度を備えた電極を切り取
ることができる様にニッケル密度が変化する、軽量バッ
テリー板に特に有用な、ニッケル発泡材またはフェルト
の連続多孔質細片が製造される。電極のこれらの区域で
は底部よりも、より多くの電流が流れるので、ニッケル
密度を高くする必要がある。ニッケルの密度は、メッキ
作業の際に細片の特定区域でより多くのニッケルを選択
的にメッキすることにより、変化させることができる。
基材の特定区域にニッケル粉末を加えてから焼結するこ
とにより、その上のニッケル密度を増加させる。
方法が提供される。タブ区域および必要に応じて電極上
部の両方で高い導電性および密度を備えた電極を切り取
ることができる様にニッケル密度が変化する、軽量バッ
テリー板に特に有用な、ニッケル発泡材またはフェルト
の連続多孔質細片が製造される。電極のこれらの区域で
は底部よりも、より多くの電流が流れるので、ニッケル
密度を高くする必要がある。ニッケルの密度は、メッキ
作業の際に細片の特定区域でより多くのニッケルを選択
的にメッキすることにより、変化させることができる。
基材の特定区域にニッケル粉末を加えてから焼結するこ
とにより、その上のニッケル密度を増加させる。
【００１３】発明を実施するための好ましい形態 ある種のニッケル粉末を使用し、その粉末でスラリーを
形成させ、そのスラリーを、焼結前のある段階で多孔質
構造の特定区域に塗布することにより、多孔質メッキ構
造、例えば発泡材およびフェルト状材、のニッケル密度
を（したがって導電性および強度も）増加させることが
できる。
形成させ、そのスラリーを、焼結前のある段階で多孔質
構造の特定区域に塗布することにより、多孔質メッキ構
造、例えば発泡材およびフェルト状材、のニッケル密度
を（したがって導電性および強度も）増加させることが
できる。
【００１４】米国特許第４，９５７，５４３号明細書に
記載されているカルボニル法を使用し、メッキの前に原
料発泡材を先ずスラリーで被覆するか、または逆の順序
で、最初にメッキし、続いてスラリーで被覆する方法の
利点を比較した。後者の方法は、メッキ堆積物の上に塗
布されたニッケル粉末の層が、多孔度の低い金属中によ
り容易に焼結して、強度および導電性を著しく増加させ
る様なので、特に効果的であると考えられる。基材の被
覆には他の初期メッキ手順も使用できる。
記載されているカルボニル法を使用し、メッキの前に原
料発泡材を先ずスラリーで被覆するか、または逆の順序
で、最初にメッキし、続いてスラリーで被覆する方法の
利点を比較した。後者の方法は、メッキ堆積物の上に塗
布されたニッケル粉末の層が、多孔度の低い金属中によ
り容易に焼結して、強度および導電性を著しく増加させ
る様なので、特に効果的であると考えられる。基材の被
覆には他の初期メッキ手順も使用できる。
【００１５】この用途には、粒子径が約１μｍまたはそ
れ未満（FisherTMSub-Sizer で測定）で、見掛け密度が
約１g/ccまたはそれを超えるニッケル粉末が特に効果的
であることが分かった。本出願人によりIncoR Type 110
TMニッケル粉末の名称で現在製造されている、その様な
粉末は、適当なスラリー中に分散させた時に、乾燥後に
基材上に比較的緻密な被覆を形成する。有機基材を除去
し、堆積物を軟化させるのに必要な条件下で焼結した
後、その様なオーバーコートは十分に緻密な金属層にな
る。スラリー密度または塗布手順を変えることにより、
密度および導電性がタブ区域で最高になり、そこから離
れるにつれて徐々に減少する様に、追加金属の量を変化
させることができる。
れ未満（FisherTMSub-Sizer で測定）で、見掛け密度が
約１g/ccまたはそれを超えるニッケル粉末が特に効果的
であることが分かった。本出願人によりIncoR Type 110
TMニッケル粉末の名称で現在製造されている、その様な
粉末は、適当なスラリー中に分散させた時に、乾燥後に
基材上に比較的緻密な被覆を形成する。有機基材を除去
し、堆積物を軟化させるのに必要な条件下で焼結した
後、その様なオーバーコートは十分に緻密な金属層にな
る。スラリー密度または塗布手順を変えることにより、
密度および導電性がタブ区域で最高になり、そこから離
れるにつれて徐々に減少する様に、追加金属の量を変化
させることができる。
【００１６】この方法により、通常の密度５００〜９０
０g Ｎｉ/m2 を有するメッキ構造よりも迅速に、経済的
に製造することができる、薄くメッキされた低密度構造
（例えば１００〜３００g Ｎｉ/m2 ）から出発しても、
必要なニッケル密度を備えた電極構造を製造することが
できる。
０g Ｎｉ/m2 を有するメッキ構造よりも迅速に、経済的
に製造することができる、薄くメッキされた低密度構造
（例えば１００〜３００g Ｎｉ/m2 ）から出発しても、
必要なニッケル密度を備えた電極構造を製造することが
できる。
【００１７】最後に、本方法（すなわちメッキされた構
造にスラリーをオーバーコーティングする方法）により
製造された電極構造は、表面がより粗く、表面積がより
大きく、したがって活物質との接触の度合いが向上する
ので、より優れた電極性能を発揮する筈である。
造にスラリーをオーバーコーティングする方法）により
製造された電極構造は、表面がより粗く、表面積がより
大きく、したがって活物質との接触の度合いが向上する
ので、より優れた電極性能を発揮する筈である。
【００１８】カルボニルメッキ処理製造法の際に、メッ
キ処理の速度を変えるために、細片の幅を横切って、ま
たは長さに沿って周期的に赤外ランプの強度を変えるこ
とによって、ニッケル密度をある程度変化させることも
できる。
キ処理の速度を変えるために、細片の幅を横切って、ま
たは長さに沿って周期的に赤外ランプの強度を変えるこ
とによって、ニッケル密度をある程度変化させることも
できる。
【００１９】本発明の有効性を確認するために、幾つか
の実験を行なった。
の実験を行なった。
【００２０】例１ Type 110ニッケル粉末を水、適当な分散剤および湿潤剤
と混合してスラリーを製造した。分散剤としては、中央
理化工業（日本）から市販のアクリル酸エステルおよび
アクリル酸の共重合体であるRika-Bond TMSA-20 が特に
効果的であることが分かった。効果的な湿潤剤は、Amwa
y Corporation から市販のL.O.C.TMである。代表的なス
ラリーは、重量比で約１００／２５／０．５の、Type 1
10ニッケル粉末、Rika-Bond の約１０％（重量）水溶
液、およびL.O.C.からなる。スラリーパラメータ、例え
ば粉末／分散剤溶液の重量比、を変えることにより、発
泡材の上に塗布されるニッケルの密度を調整することが
できる。
と混合してスラリーを製造した。分散剤としては、中央
理化工業（日本）から市販のアクリル酸エステルおよび
アクリル酸の共重合体であるRika-Bond TMSA-20 が特に
効果的であることが分かった。効果的な湿潤剤は、Amwa
y Corporation から市販のL.O.C.TMである。代表的なス
ラリーは、重量比で約１００／２５／０．５の、Type 1
10ニッケル粉末、Rika-Bond の約１０％（重量）水溶
液、およびL.O.C.からなる。スラリーパラメータ、例え
ば粉末／分散剤溶液の重量比、を変えることにより、発
泡材の上に塗布されるニッケルの密度を調整することが
できる。
【００２１】最初に約５５０g Ｎｉ/m2 の密度にニッケ
ルテトラカルボニルメッキした２８cm幅の未焼結発泡材
の小片に、市販のスプレーガンを使用し、スラリーを緻
密な２．５cm幅の筋として塗布した。スプレー条件を調
節し、発泡材上に塗布されたニッケルの密度を調整する
ことができる。乾燥後、発泡材を約１０００℃で焼結さ
せ、原料発泡材からポリウレタンを、およびスプレーし
た混合物から有機物を燃焼により除去して、中央軸上に
ニッケルの高密度の筋を有する多孔質Ｎｉ発泡材の強固
な細片を残した。被覆した区域の密度は約２３００g Ｎ
ｉ/m2 （すなわちメッキした状態の発泡材の密度の約４
倍）であった。
ルテトラカルボニルメッキした２８cm幅の未焼結発泡材
の小片に、市販のスプレーガンを使用し、スラリーを緻
密な２．５cm幅の筋として塗布した。スプレー条件を調
節し、発泡材上に塗布されたニッケルの密度を調整する
ことができる。乾燥後、発泡材を約１０００℃で焼結さ
せ、原料発泡材からポリウレタンを、およびスプレーし
た混合物から有機物を燃焼により除去して、中央軸上に
ニッケルの高密度の筋を有する多孔質Ｎｉ発泡材の強固
な細片を残した。被覆した区域の密度は約２３００g Ｎ
ｉ/m2 （すなわちメッキした状態の発泡材の密度の約４
倍）であった。
【００２２】ここで説明する試験では、この２８cm幅の
発泡材細片から、高さ約１２cmの２個の対称的な電極を
切り取った。さらに、それらの２個の電極は、細片の、
ニッケル密度がより高い中央区域からの材料からなる高
さ２．５cmのタブと共に切り取った。
発泡材細片から、高さ約１２cmの２個の対称的な電極を
切り取った。さらに、それらの２個の電極は、細片の、
ニッケル密度がより高い中央区域からの材料からなる高
さ２．５cmのタブと共に切り取った。
【００２３】所望の電極の寸法に応じて、細片幅の異な
った場所に高密度の筋を配置することも、複数の細片を
塗布することもできる。例えば、２８cm幅の細片の縁部
からそれぞれ７cm内側に位置する２本の１cm幅の筋とし
て被覆を施すことにより、高ニッケル密度区域の材料か
らなる高さ約１cmのタブを追加した、高さがそれぞれ約
６．５cmの４個の対称的な電極を切り取ることができ
る。
った場所に高密度の筋を配置することも、複数の細片を
塗布することもできる。例えば、２８cm幅の細片の縁部
からそれぞれ７cm内側に位置する２本の１cm幅の筋とし
て被覆を施すことにより、高ニッケル密度区域の材料か
らなる高さ約１cmのタブを追加した、高さがそれぞれ約
６．５cmの４個の対称的な電極を切り取ることができ
る。
【００２４】例２ 重量比で約１００／５８／０．５８の、Type 110ニッケ
ル粉末、Rika-Bond の約１０％（重量）水溶液、および
L.O.C.からなる、例１と類似のスラリーを、最初に比較
的低い密度（すなわち約２００g Ｎｉ/m2 ）にメッキし
た発泡材の小片に塗布した。被覆は発泡材をスラリー浴
中に浸漬して行ない、発泡材を浴から取り出した時にエ
アースプレーで過剰のスラリーを吹き飛ばした。この様
にして、発泡材の開孔特性を維持した。
ル粉末、Rika-Bond の約１０％（重量）水溶液、および
L.O.C.からなる、例１と類似のスラリーを、最初に比較
的低い密度（すなわち約２００g Ｎｉ/m2 ）にメッキし
た発泡材の小片に塗布した。被覆は発泡材をスラリー浴
中に浸漬して行ない、発泡材を浴から取り出した時にエ
アースプレーで過剰のスラリーを吹き飛ばした。この様
にして、発泡材の開孔特性を維持した。
【００２５】上記の例と同様に乾燥および焼結した後、
密度約７００g Ｎｉ/m2 の焼結発泡材を得た。上記の様
に、最終的な密度はスラリーパラメータおよび被覆条件
により異なる。
密度約７００g Ｎｉ/m2 の焼結発泡材を得た。上記の様
に、最終的な密度はスラリーパラメータおよび被覆条件
により異なる。
【００２６】例３ 同様のスラリーをポリウレタン発泡材の小片上に塗布
し、乾燥させ、約８００g Ｎｉ/m2 の密度にし、上記と
同じ条件下で焼結させた。次いで、この予備被覆された
発泡材を、約３００g Ｎｉ/m2 の密度にニッケルでメッ
キした。この様にして製造した試料は、機械的強度が劣
っていた。この例は、手順を逆にすることにより、製品
の品質が悪くなることを示している。
し、乾燥させ、約８００g Ｎｉ/m2 の密度にし、上記と
同じ条件下で焼結させた。次いで、この予備被覆された
発泡材を、約３００g Ｎｉ/m2 の密度にニッケルでメッ
キした。この様にして製造した試料は、機械的強度が劣
っていた。この例は、手順を逆にすることにより、製品
の品質が悪くなることを示している。
【００２７】例４ 重量比で約１００／１７５／１．２の、Type 110ニッケ
ル粉末、Rika-Bond の約１０％（重量）水溶液、および
L.O.C.からなる、例１と類似のスラリーの薄い層を、初
期密度約５３０g Ｎｉ/m2 の、メッキ済であるが未焼結
の発泡材小片に塗布し、通常の条件下で焼結した後、粗
い表面を得た。これによって、活物質と集電部の接触が
改善される。被覆により、密度が約５０g Ｎｉ/m2 増加
し、最終密度が約５８０g Ｎｉ/m2 になった。
ル粉末、Rika-Bond の約１０％（重量）水溶液、および
L.O.C.からなる、例１と類似のスラリーの薄い層を、初
期密度約５３０g Ｎｉ/m2 の、メッキ済であるが未焼結
の発泡材小片に塗布し、通常の条件下で焼結した後、粗
い表面を得た。これによって、活物質と集電部の接触が
改善される。被覆により、密度が約５０g Ｎｉ/m2 増加
し、最終密度が約５８０g Ｎｉ/m2 になった。
【００２８】例５ ２３cm幅の、メッキ済であるが未焼結のフェルトの中央
軸の下に、例１と同様に市販のスプレーガンでスプレー
することにより、スラリーを塗布した。このフェルト
は、最初に密度約３５０g Ｎｉ/m2 にメッキしてあっ
た。スラリーは、重量比で約１００／３３／０．５の、
Type 110ニッケル粉末、Rika-Bond の約１０％（重量）
水溶液、およびL.O.C.からなる。乾燥後、この材料を１
０００℃で焼結させ、中央軸上に狭い高密度区域を有す
る多孔質Ｎｉフェルトを残した。被覆区域の密度は約１
８７０g Ｎｉ/m2 （すなわちメッキした状態の約５倍）
であった。
軸の下に、例１と同様に市販のスプレーガンでスプレー
することにより、スラリーを塗布した。このフェルト
は、最初に密度約３５０g Ｎｉ/m2 にメッキしてあっ
た。スラリーは、重量比で約１００／３３／０．５の、
Type 110ニッケル粉末、Rika-Bond の約１０％（重量）
水溶液、およびL.O.C.からなる。乾燥後、この材料を１
０００℃で焼結させ、中央軸上に狭い高密度区域を有す
る多孔質Ｎｉフェルトを残した。被覆区域の密度は約１
８７０g Ｎｉ/m2 （すなわちメッキした状態の約５倍）
であった。
【００２９】例１に記載する様に、緻密な筋の位置は、
電極の所望のサイズにより変えることができる。緻密な
筋は、さらに物理的に圧縮し、密度をさらに高くするこ
とができる。圧縮した箇所は電極タブに有用である。
電極の所望のサイズにより変えることができる。緻密な
筋は、さらに物理的に圧縮し、密度をさらに高くするこ
とができる。圧縮した箇所は電極タブに有用である。
【００３０】まとめると、本発明の目的は、ペースト処
理し、高電流区域（すなわち特にタブ区域）における密
度および導電性を増加した電極に打ち抜くことができる
多孔質基材の連続細片を製造するための効果的な方法を
提供することである。タブ区域におけるニッケル密度を
高くすることにより、固体金属タブの溶接が簡単にな
り、溶接部の強度および導電性が改良されるか、または
必要応じて、高密度区域を単に圧縮するだけで、多孔質
構造からタブ全体を形成することもできる。これによっ
て、電極製造工程が簡素化される、と共に優れた性能を
有する電極を製造することもできる。
理し、高電流区域（すなわち特にタブ区域）における密
度および導電性を増加した電極に打ち抜くことができる
多孔質基材の連続細片を製造するための効果的な方法を
提供することである。タブ区域におけるニッケル密度を
高くすることにより、固体金属タブの溶接が簡単にな
り、溶接部の強度および導電性が改良されるか、または
必要応じて、高密度区域を単に圧縮するだけで、多孔質
構造からタブ全体を形成することもできる。これによっ
て、電極製造工程が簡素化される、と共に優れた性能を
有する電極を製造することもできる。
【００３１】法律の規定により本発明の特定の実施態様
を例示し、説明したが、当業者には明らかな様に、請求
項により規定される発明の形態内で変形が可能である。
を例示し、説明したが、当業者には明らかな様に、請求
項により規定される発明の形態内で変形が可能である。
【００３２】本発明の好ましい態様は下記の通りであ
る。 （１） 下記のａ）〜ｆ）を含んでなることを特徴とす
る、メッキした多孔質基材の密度を変化させる方法。 ａ）最初のメッキ済多孔質基材を用意する工程、 ｂ）金属粉末スラリーを形成させる工程、 ｃ）最初のメッキ済多孔質基材を金属粉末スラリーで被
覆する工程、 ｄ）被覆済基材を乾燥させる工程、 ｅ）被覆済基材を焼結させる工程、および ｆ）完成した被覆基材を形成させる工程。 （２） 金属粉末がニッケルである、（１）に記載の方
法。 （３） 金属粉末の粒子径が約１μｍまたはそれ未満で
あり、見掛け密度が約１g/ccまたはそれを超える（１）
記載の方法。 （４） 金属粉末を、水、分散剤および湿潤剤の中に分
散させる、（１）に記載の方法。 （５） 約１００／２５〜１７５／０．５〜１．２の比
の、金属粉末、約１０重量％の分散剤水溶液および湿潤
剤を含んでなるスラリーを含む、（４）に記載の方法。 （６） 被覆済基材を約１０００℃で焼結させることを
含む、（１）に記載の方法。 （７） 完成した被覆済基材の密度が、最初のメッキ済
多孔質基材の密度よりも大きい、（１）に記載の方法。 （８） 完成した被覆済基材の密度が、最初のメッキし
た多孔質基材の密度よりも約５倍まで大きい、（７）に
記載の方法。 （９） 最初のメッキ済多孔質基材の密度が約１００〜
３００グラム金属/m2 である、（１）に記載の方法。 （１０） 被覆を最初の多孔質金属基材の上に選択的に
施して、被覆済基材の密度を変える、（１）に記載の方
法。 （１１） メッキ済多孔質基材を、金属カルボニルの分
解によりメッキして、最初のメッキ済多孔質基材を形成
させる、（１）に記載の方法。 （１２） 金属カルボニルがニッケルテトラカルボニル
である、（１）に記載の方法。 （１３） 完成した被覆済基材を予め決められた箇所で
圧縮する、（１）に記載の方法。 （１４） 完成した被覆済基材に、バッテリーに使用す
る活物質を含浸させる、（１）に記載の方法。 （１５） 多孔質基材が、発泡材またはフェルト状材か
らなる群から選択される、（１）に記載の方法。 （１６） 多孔質基材が重合体状である、（１５）に記
載の方法。 （１７） 最初のメッキした多孔質基材にスラリーをス
プレーする工程を含む、（１）に記載の方法。 （１８） 最初のメッキ済多孔質基材をスラリー中に浸
漬する工程を含む、（１）に記載の方法。
る。 （１） 下記のａ）〜ｆ）を含んでなることを特徴とす
る、メッキした多孔質基材の密度を変化させる方法。 ａ）最初のメッキ済多孔質基材を用意する工程、 ｂ）金属粉末スラリーを形成させる工程、 ｃ）最初のメッキ済多孔質基材を金属粉末スラリーで被
覆する工程、 ｄ）被覆済基材を乾燥させる工程、 ｅ）被覆済基材を焼結させる工程、および ｆ）完成した被覆基材を形成させる工程。 （２） 金属粉末がニッケルである、（１）に記載の方
法。 （３） 金属粉末の粒子径が約１μｍまたはそれ未満で
あり、見掛け密度が約１g/ccまたはそれを超える（１）
記載の方法。 （４） 金属粉末を、水、分散剤および湿潤剤の中に分
散させる、（１）に記載の方法。 （５） 約１００／２５〜１７５／０．５〜１．２の比
の、金属粉末、約１０重量％の分散剤水溶液および湿潤
剤を含んでなるスラリーを含む、（４）に記載の方法。 （６） 被覆済基材を約１０００℃で焼結させることを
含む、（１）に記載の方法。 （７） 完成した被覆済基材の密度が、最初のメッキ済
多孔質基材の密度よりも大きい、（１）に記載の方法。 （８） 完成した被覆済基材の密度が、最初のメッキし
た多孔質基材の密度よりも約５倍まで大きい、（７）に
記載の方法。 （９） 最初のメッキ済多孔質基材の密度が約１００〜
３００グラム金属/m2 である、（１）に記載の方法。 （１０） 被覆を最初の多孔質金属基材の上に選択的に
施して、被覆済基材の密度を変える、（１）に記載の方
法。 （１１） メッキ済多孔質基材を、金属カルボニルの分
解によりメッキして、最初のメッキ済多孔質基材を形成
させる、（１）に記載の方法。 （１２） 金属カルボニルがニッケルテトラカルボニル
である、（１）に記載の方法。 （１３） 完成した被覆済基材を予め決められた箇所で
圧縮する、（１）に記載の方法。 （１４） 完成した被覆済基材に、バッテリーに使用す
る活物質を含浸させる、（１）に記載の方法。 （１５） 多孔質基材が、発泡材またはフェルト状材か
らなる群から選択される、（１）に記載の方法。 （１６） 多孔質基材が重合体状である、（１５）に記
載の方法。 （１７） 最初のメッキした多孔質基材にスラリーをス
プレーする工程を含む、（１）に記載の方法。 （１８） 最初のメッキ済多孔質基材をスラリー中に浸
漬する工程を含む、（１）に記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン、アンブローズ カナダ国オンタリオ州、バーリントン、レ イクショアー、ロード、5280、アパートメ ント、705 (72)発明者 ポール、エイ．ハイネク カナダ国オンタリオ州、バーリントン、ニ ューポート、ストリート、2439 (72)発明者 ペーター、ジェイ．カラル カナダ国オンタリオ州、ミシソーガ、セロ ード、コート、2537 (72)発明者 ロイド、エム．ティンバーグ カナダ国オンタリオ州、バーリントン、ウ ィンダミアー、ドライブ、5416 (72)発明者 デイビッド、ケイ．バールバッカ カナダ国オンタリオ州、オークビル、トラ フォード、クレセント、629
Claims (6)
- 【請求項１】下記ａ）〜ｆ）を含んでなることを特徴と
する、メッキ済多孔質基材の密度を変化させる方法。 ａ）最初のメッキ済多孔質基材を用意する工程、 ｂ）金属粉末スラリーを形成させる工程、 ｃ）最初のメッキ済多孔質基材を金属粉末スラリーで被
覆する工程、 ｄ）被覆済基材を乾燥させる工程、 ｅ）被覆済基材を焼結させる工程、および ｆ）完成した被覆済基材を形成させる工程。 - 【請求項２】金属粉末がニッケルである、請求項１に記
載の方法。 - 【請求項３】被覆を最初の多孔質金属基材の上に選択的
に施して、被覆済基材の密度を変える、請求項１に記載
の方法。 - 【請求項４】メッキ済多孔質基材を、金属カルボニルの
分解によりメッキして、最初のメッキ済多孔質基材を形
成させる、請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】完成した被覆済基材を予め決められた箇所
で圧縮する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】多孔質基材が、発泡材またはフェルト状材
からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/637,298 US5839049A (en) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | Method for varying the density of plated foam |
| US637298 | 1996-04-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1040923A true JPH1040923A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=24555345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9105818A Pending JPH1040923A (ja) | 1996-04-24 | 1997-04-23 | メッキ済発泡材の密度を変化させる方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5839049A (ja) |
| EP (1) | EP0803923B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1040923A (ja) |
| CA (1) | CA2203320A1 (ja) |
| DE (1) | DE69702163T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002514493A (ja) * | 1998-05-08 | 2002-05-21 | モット・メタラージカル・コーポレーション | 複合多孔性媒質 |
| 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 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3508604B2 (ja) | 1998-04-08 | 2004-03-22 | 三菱マテリアル株式会社 | 高強度スポンジ状焼成金属複合板の製造方法 |
| DE19912954A1 (de) * | 1999-03-23 | 2000-09-28 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Herstellung einer Elektrode aus Metallschaum und mittels eines solchen Verfahrens hergestellte Metallschaum-Elektrode |
| US6706239B2 (en) * | 2001-02-05 | 2004-03-16 | Porvair Plc | Method of co-forming metal foam articles and the articles formed by the method thereof |
| US7458991B2 (en) * | 2002-02-08 | 2008-12-02 | Howmedica Osteonics Corp. | Porous metallic scaffold for tissue ingrowth |
| US6843960B2 (en) * | 2002-06-12 | 2005-01-18 | The University Of Chicago | Compositionally graded metallic plates for planar solid oxide fuel cells |
| KR101076135B1 (ko) * | 2002-12-12 | 2011-10-21 | 엔테그리스, 아이엔씨. | 다공성 소결 복합 재료 |
| US7328831B1 (en) | 2004-06-25 | 2008-02-12 | Porvair Plc | Method of making a brazed metal article and the article formed thereby |
| WO2008000049A2 (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Nv Bekaert Sa | A sintered metal fiber medium and a method to provide a sintered metal fiber medium |
| DE102007027837A1 (de) * | 2007-06-13 | 2008-12-18 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer metallischen Mikrostruktur für einen Mikroreaktor |
| US8383187B2 (en) * | 2009-02-19 | 2013-02-26 | Depuy Products, Inc. | Rough porous constructs |
| WO2016060379A1 (ko) * | 2014-10-17 | 2016-04-21 | 주식회사 알란텀 | 금속 폼과 분말의 복합 적층 구조체 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5132080A (en) * | 1944-11-28 | 1992-07-21 | Inco Limited | Production of articles from powdered metals |
| JPS5598475A (en) * | 1979-01-20 | 1980-07-26 | Yuasa Battery Co Ltd | Manufacturing method of sintered substrate for alkaline cell electrode |
| US4215190A (en) * | 1979-06-08 | 1980-07-29 | Ferrando William A | Lightweight battery electrode |
| EP0071119A3 (en) * | 1981-07-24 | 1983-08-31 | Eltech Systems Corporation | Nickel reticulate electrode for nickel oxide electrodes |
| US4574096A (en) * | 1985-05-29 | 1986-03-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Suspension method of impregnating active material into composite nickel plaque |
| JPS62154570A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-09 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 蓄電池用電極板の製造法 |
| JPS63114068A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池用電極の製造方法 |
| ES2085269T3 (es) * | 1989-04-14 | 1996-06-01 | Katayama Tokushu Kogyo Kk | Procedimiento para fabricar una lamina metalica porosa. |
| US4957543A (en) * | 1989-06-16 | 1990-09-18 | Inco Limited | Method of forming nickel foam |
| US5045349A (en) * | 1989-08-16 | 1991-09-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Silver-nickel composite cathodes for alkaline secondary batteries |
| JPH06215470A (ja) * | 1993-01-14 | 1994-08-05 | Joichi Hori | Ｄｖｄａｃ又はｄａｃ搭載装置 |
| US5374491A (en) * | 1993-01-27 | 1994-12-20 | Eltech Systems Corporation | High density, high capacity battery electrode |
| CA2131872A1 (en) * | 1993-09-14 | 1995-03-15 | Hirofumi Sugikawa | Metallic porous sheet and method for manufacturing same |
| JP3509031B2 (ja) * | 1993-12-10 | 2004-03-22 | 片山特殊工業株式会社 | リード付き金属多孔体の製造方法及び該方法により製造されたリード付き金属多孔体 |
-
1996
- 1996-04-24 US US08/637,298 patent/US5839049A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-04-22 CA CA002203320A patent/CA2203320A1/en not_active Abandoned
- 1997-04-23 EP EP97302765A patent/EP0803923B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-23 JP JP9105818A patent/JPH1040923A/ja active Pending
- 1997-04-23 DE DE69702163T patent/DE69702163T2/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002514493A (ja) * | 1998-05-08 | 2002-05-21 | モット・メタラージカル・コーポレーション | 複合多孔性媒質 |
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5839049A (en) | 1998-11-17 |
| CA2203320A1 (en) | 1997-10-24 |
| DE69702163T2 (de) | 2001-02-15 |
| DE69702163D1 (de) | 2000-07-06 |
| EP0803923A3 (en) | 1998-01-28 |
| EP0803923B1 (en) | 2000-05-31 |
| EP0803923A2 (en) | 1997-10-29 |
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