KR20140021638A - 금속 다공체 및 그것을 이용한 전극 재료, 전지 - Google Patents

금속 다공체 및 그것을 이용한 전극 재료, 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20140021638A
KR20140021638A KR1020137028869A KR20137028869A KR20140021638A KR 20140021638 A KR20140021638 A KR 20140021638A KR 1020137028869 A KR1020137028869 A KR 1020137028869A KR 20137028869 A KR20137028869 A KR 20137028869A KR 20140021638 A KR20140021638 A KR 20140021638A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
porous body
aluminum
metal
electrode material
resin molded
Prior art date
Application number
KR1020137028869A
Other languages
English (en)
Inventor
켄고 고토
아키히사 호소에
준이치 니시무라
카즈키 오쿠노
하지메 오타
코우타로우 기무라
Original Assignee
스미토모덴키고교가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스미토모덴키고교가부시키가이샤 filed Critical 스미토모덴키고교가부시키가이샤
Publication of KR20140021638A publication Critical patent/KR20140021638A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
    • H01M4/045—Electrochemical coating; Electrochemical impregnation
    • H01M4/0454—Electrochemical coating; Electrochemical impregnation from melts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/08—Perforated or foraminous objects, e.g. sieves
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/66—Electroplating: Baths therefor from melts
    • C25D3/665—Electroplating: Baths therefor from melts from ionic liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
    • H01M4/808—Foamed, spongy materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/54—Electroplating of non-metallic surfaces
    • C25D5/56—Electroplating of non-metallic surfaces of plastics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

3차원 그물코 구조를 갖는 금속 다공체로서, 전극 재료를 제작할 때의 프레스 공정이나 압축 공정에 있어서의 성능 저하가 적고, 양호한 전기 특성이 얻어지는 전극 재료로서 사용 가능한 금속 다공체 및 그의 제조 방법, 그리고 상기 금속 다공체를 이용한 전극 재료, 전지를 제공한다. 금속층으로 이루어지는 골격 구조가 3차원 그물코 구조를 이루고 있으며, 상기 골격 구조의 단부(end portion)에 대략 구(sphere) 형상부를 갖는 것을 특징으로 하는, 금속 다공체이다. 금속은 알루미늄인 것이 바람직하고, 또한 상기 대략 구 형상부의 지름이, 상기 골격 구조의 외경(外徑)보다도 크면 바람직하다.

Description

금속 다공체 및 그것을 이용한 전극 재료, 전지{POROUS METALLIC BODY, ELECTRODE MATERIAL USING SAME, AND CELL}
본 발명은, 전지용 전극이나 각종 필터 등의 용도로 적합하게 이용할 수 있는 금속 다공체에 관한 것이다.
3차원 그물코 구조(network structure)를 갖는 금속 다공체는 각종 필터, 촉매 담체, 전지용 전극 등 다방면으로 이용되고 있다. 예를 들면 니켈로 이루어지는 셀멧(Celmet)(스미토모 덴키코교(주) 제조: 등록상표)이 니켈 수소 전지나 니켈 카드뮴 전지 등의 전지의 전극 재료로서 사용되고 있다. 셀멧은 연통 기공을 갖는 금속 다공체이며, 금속 부직포 등 다른 다공체에 비하여 기공률이 높다(90％ 이상)는 특징이 있다. 이것은 발포 우레탄 등의 연통 기공을 갖는 발포 수지 성형체의 골격 표면에 니켈층을 형성한 후, 열처리하여 상기 발포 수지 성형체를 분해하고, 추가로 니켈을 환원 처리함으로써 얻어진다. 니켈층의 형성은, 발포 수지 성형체의 골격 표면에 카본 분말 등을 도포하여 도전화 처리한 후, 전기 도금에 의해 니켈을 석출시킴으로써 행해진다.
알루미늄은 도전성, 내부식성이 우수하고, 또한 경량인 재료이다. 전지 용도로는 예를 들면 리튬 이온 전지의 정극(positive electrode)으로서, 알루미늄박의 표면에 코발트산 리튬 등의 활물질을 도포한 것이 사용되고 있다. 정극의 용량을 향상하기 위해서는, 알루미늄을 다공체로 하여 표면적을 크게 하여, 알루미늄 다공체 내부에도 활물질을 충진(充塡)하는 것을 생각할 수 있다. 그렇게 하면 전극을 두껍게 해도 활물질을 잘 이용할 수 있어, 단위 면적당의 활물질 이용률이 향상하기 때문이다.
알루미늄 다공체의 제조 방법으로서, 특허문헌 1에는, 내부 연통 공간을 갖는 3차원 그물 형상의 플라스틱 기체(base material)에 아크 이온 플레이팅법에 의해 알루미늄의 증착 처리를 시행하여, 2∼20㎛의 금속 알루미늄층을 형성하는 방법이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 3차원 그물코 형상 구조를 갖는 발포 수지 성형체의 골격에 알루미늄의 융점 이하에서 공정 합금(eutectic alloy)을 형성하는 금속(구리 등)에 의한 피막을 형성한 후, 알루미늄 페이스트를 도포하고, 비(非)산화성 분위기하에서 550℃ 이상 750℃ 이하의 온도로 열처리를 함으로써 유기 성분(발포 수지 성형체)의 소실 및 알루미늄 분말의 소결을 행하여, 금속 다공체를 얻는 방법이 기재되어 있다.
한편, 알루미늄 도금은, 알루미늄의 산소에 대한 친화력이 크고, 전위가 수소보다 낮기 때문에 수용액계의 도금욕에서 전기 도금을 행하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 종래부터 알루미늄의 전기 도금은 비수용액계의 도금욕에서 검토가 행해지고 있다. 예를 들면, 금속의 표면의 산화 방지 등의 목적으로 알루미늄을 도금하는 기술로서, 특허문헌 3에는 오늄 할로겐화물과 알루미늄 할로겐화물을 혼합 용융한 저융점 조성물을 도금욕으로서 이용하고, 욕 중의 수분량을 2wt％ 이하로 유지하면서 음극에 알루미늄을 석출시키는 것을 특징으로 하는 전기 알루미늄 도금 방법이 개시되어 있다.
일본특허 제3413662호 공보 일본공개특허공보 평8-170126호 일본특허 제3202072호 공보
전술의 특허문헌 1의 방법에 의하면 2∼20㎛의 두께의 알루미늄 다공체가 얻어진다고 되어 있지만, 기상법에 의하기 때문에 대면적으로의 제조는 곤란하고, 기체의 두께나 기공률에 따라서는 내부까지 균일한 층의 형성이 어렵다. 또한 알루미늄층의 형성 속도가 늦고, 설비가 고가이기 때문에 제조 비용이 증대한다는 문제점이 있다. 또한, 두꺼운 막을 형성하는 경우에는, 막에 균열이 발생하거나 알루미늄의 탈락이 발생할 우려가 있다. 특허문헌 2의 방법에 의하면 알루미늄과 공정 합금을 형성하는 층이 생겨 버려, 순도가 높은 알루미늄층을 형성할 수 없다. 한편, 알루미늄의 전기 도금 방법 자체는 알려져 있기는 하지만, 금속 표면으로의 도금이 가능할 뿐으로, 수지 성형체 표면으로의 전기 도금, 특히 3차원 그물코 구조를 갖는 다공질 수지 성형체의 표면에 전기 도금하는 방법은 알려지지 않았다. 이에는 도금욕 중에 있어서의 다공질 수지의 용해 등의 문제가 영향을 주고 있다고 생각된다.
본 발명자들은, 3차원 그물코 구조를 갖는 다공질 수지 성형체라도, 그 표면으로의 알루미늄의 도금을 가능하게 하고, 후막을 균일하게 형성함으로써 순도가 높은 알루미늄 다공체를 형성하는 것이 가능한 방법으로서, 폴리우레탄이나 멜라민 수지 등의 3차원 그물코 구조를 갖는 수지 성형체의 표면을 도전화한 후, 용융염욕 중에서 알루미늄을 도금하는 알루미늄 다공체의 제조 방법에 생각이 이르러, 이미 출원이 끝난 상태이다. 용융염으로서는 염화 알루미늄과 알칼리 금속염과의 혼합물이나, 염화 알루미늄과 이미다졸륨염과의 혼합물, 염화 알루미늄과 이미다졸륨염과의 혼합물에 유기 용매를 첨가한 것 등이 예시된다. 이들 용융염욕을 이용하여 알루미늄을 도금한 후, 수지 성형체를 제거함으로써, 알루미늄층으로 이루어지는 골격 구조가 3차원 그물코 구조를 이루고 있는 알루미늄 다공체를 얻을 수 있다.
전술의 방법으로 얻어지는 알루미늄 다공체에 있어서 골격 구조의 단부(end portion)는 도 1에 나타내는 바와 같은 잘라 둔 것 같은 모서리부(edge portion; 201)를 갖는 형상으로 되어 있으며, 골격 구조의 단부가 무르게(brittle) 되어 있다. 시트 형상의 알루미늄 다공체를 전극 재료로서 이용하는 경우, 시트의 상하 방향으로부터 압력을 가하여 막두께를 조정하는 프레스 공정 후, 활물질, 도전조제, 바인더 수지 등을 혼합한 페이스트를 도포하여 활물질을 알루미늄 다공체에 담지(擔持)하고, 추가로 시트의 상하 방향으로부터 압력을 가하여 압축하는 압축 공정을 거쳐 전극 재료가 제조된다. 골격 구조의 단부가 무르면, 상기 프레스 공정이나 압축 공정에서 알루미늄 다공체의 단부가 부러져, 집전 성능이나 활물질 보존유지(retaining) 성능이 저하된다. 또한 시트 형상의 알루미늄 다공체에 있어서 시트 표면에 단부가 노출되어 있으면, 프레스 공정에서의 강도 저하가 일어나기 쉽다. 또한 전극 재료로서 이용했을 때에, 단부의 모서리부가 세퍼레이터와 접촉하여 세퍼레이터가 파단될 가능성도 있다.
종래의 니켈로 이루어지는 셀멧 등의 금속 다공체도, 그 형상은 도 1에 나타내는 것과 동일하며, 골격 구조의 단부는 모서리부를 갖고 있다. 따라서 금속 다공체를 전극 재료로서 이용하는 경우에는 알루미늄 다공체와 동일한 문제가 발생한다.
그래서 본 발명은, 3차원 그물코 구조를 갖는 금속 다공체로서, 전극 재료를 제작할 때의 프레스 공정이나 압축 공정에 있어서의 성능 저하가 적고, 양호한 전기 특성이 얻어지는 전극 재료로서 사용 가능한 금속 다공체 및 그의 제조 방법, 그리고 전술의 금속 다공체를 이용한 전극 재료, 전지를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은, 금속층으로 이루어지는 골격 구조가 3차원 그물코 구조를 이루고 있으며, 상기 골격 구조의 단부에 대략 구(sphere) 형상부를 갖는 것을 특징으로 하는 금속 다공체이다. 도 2는 본 발명의 알루미늄 다공체를 나타내는 개략도이다. 3차원 그물코 구조를 이루고 있는 골격 구조(203)의 단부에 대략 구 형상부(202)를 갖고 있다. 표면에 대략 구 형상부(202)가 있음으로써, 프레스 공정이나 압축 공정에 있어서의 단부의 부러짐 등을 막을 수 있고, 강도가 강한 알루미늄 다공체가 얻어진다. 또한 골격 구조의 단부가 둥글게 되어 있어 모서리부를 갖지 않기 때문에, 전극 재료로서 사용하는 경우에, 세퍼레이터와 접촉해도 세퍼레이터의 손상이 일어나기 어렵다.
금속 재료가 알루미늄이면 바람직하다. 알루미늄은 경량으로 도전성이 우수한 재료이기 때문에, 금속 다공체를 전지용 전극 재료로 했을 때에 양호한 특성이 얻어진다.
상기 대략 구 형상부의 지름이, 상기 골격 구조의 외경(外徑)보다도 크면 바람직하다. 대략 구 형상부의 지름이 크면, 금속 다공체에 활물질을 담지하는 경우에 담지된 활물질이 대략 구 형상부에 걸림으로써 활물질의 탈락이 일어나기 어렵다. 또한 골격 구조의 외경이란, 골격 구조 중앙부의 단면(斷面)의 지름으로 하고, 단면이 원이 아닌 경우는 단면을 원과 근사한 경우의 지름으로 한다. 도 3은 본 발명의 금속 다공체의 골격 구조의 일 예를 나타내는 것이며, 도 2의 A-A' 단면이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 골격 구조의 단면은 대략 삼각형을 하고 있다. 이 경우, 삼각의 3개의 꼭지점을 지나는 원의 지름 a를 골격 구조의 지름으로 한다. 또한 b는 금속층의 두께이다.
이와 같이 골격 구조의 단면이 대략 삼각형인 경우, 대략 삼각형의 외경이 100㎛ 이상 250㎛ 이하, 금속층의 두께가 0.5㎛ 이상 10㎛이면 바람직하다. 이 수치 범위로 함으로써 금속 다공체의 기공률을 높게 할 수 있다.
금속 다공체는 두께 1000㎛ 이상 3000㎛ 이하의 시트 형상이며, 두께 1000㎛에서의 코팅량(단위 면적당의 알루미늄량)이 120g/㎡ 이상 180g/㎡ 이하이면 바람직하다. 이러한 금속 다공체는 전지용의 전극 재료로서 적합하다. 상기 금속 다공체를 이용함으로써, 금속 다공체에 활물질이 담지된 전극 재료가 얻어진다.
또한, 전술의 전극 재료를 정극, 부극(negative electrode)의 한쪽 또는 양쪽에 이용한 전지가 얻어진다. 상기의 전극 재료를 사용함으로써 전지의 고용량화가 가능해진다.
또한 본 발명은, 적어도 표면이 도전화된 3차원 그물코 구조를 갖는 수지 성형체에, 1,10-페난트롤린을 0.1g/l 이상 10g/l 이하의 농도로 함유함과 함께 온도 40℃ 이상 100℃ 이하의 용융염욕 중에서 알루미늄을 도금하는 공정을 갖는 금속 다공체의 제조 방법을 제공한다. 이러한 제조 방법을 이용함으로써, 골격 구조의 단부에 대략 구 형상부를 갖는 금속 다공체를 양호하게 제조 가능하다.
본 발명에 의하면, 3차원 그물코 구조를 갖는 금속 다공체로서, 전극 재료를 제작할 때의 프레스 공정이나 압축 공정에 있어서의 성능 저하가 적고, 양호한 전기 특성이 얻어지는 전극 재료로서 사용 가능한 금속 다공체 및 그의 제조 방법, 그리고 상기 금속 다공체를 이용한 전극 재료, 전지를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 알루미늄 다공체의 표면 확대 사진이다.
도 2는 본 발명의 알루미늄 다공체를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 알루미늄 다공체를 나타내는 개략도이며, 도 2의 A-A' 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 알루미늄 다공체의 제조 공정을 나타내는 플로우도이다.
도 5는 본 발명에 의한 알루미늄 다공체의 제조 공정을 설명하는 단면 개략도이다.
도 6은 3차원 그물코 구조를 갖는 수지 성형체의 일 예로서의 발포 우레탄의 구조를 나타내는 표면 확대 사진이다.
도 7은 도전성 도료에 의한 수지 성형체 표면의 연속 도전화 공정의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 8은 용융염 도금에 의한 알루미늄 연속 도금 공정의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 9는 알루미늄 다공체를 용융염 전지에 적용한 구조예를 나타내는 단면 개략도이다.
도 10은 알루미늄 다공체를 전기 2중층 콘덴서에 적용한 구조예를 나타내는 단면 개략도이다.
도 11은 실시예에 따른 알루미늄 다공체의 표면 확대 사진이다.
도 12는 실시예에 따른 알루미늄 다공체의 표면 확대 사진이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 실시 형태를 알루미늄 다공체를 제조하는 프로세스를 대표예로 하여 적절하게 도면을 참조하여 설명한다. 이하에서 참조하는 도면에서 동일한 번호가 붙여져 있는 부분은 동일하거나 또는 그에 상당하는 부분이다. 또한, 본 발명은 이것으로 한정되는 것이 아니고, 특허 청구의 범위에 의해 나타나며, 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
(알루미늄 다공체의 제조 공정)
도 4는, 본 발명에 의한 알루미늄 다공체의 제조 공정을 나타내는 플로우도이다. 또한 도 5는, 플로우도에 대응하여 3차원 그물코 구조를 갖는 수지 성형체를 심재(core material)로 하여 알루미늄 다공체를 형성하는 모양을 개략적으로 나타낸 것이다. 양 도면을 참조하여 제조 공정 전체의 흐름을 설명한다. 우선 기체가 되는 수지 성형체의 준비(101)를 행한다. 도 5(a)는, 기체가 되는 수지 성형체의 예로서, 3차원 그물코 구조를 갖는 수지 성형체(발포 수지 성형체)의 표면을 확대하여 본 확대 개략도이다. 발포 수지 성형체(1)를 골격으로 하여 기공이 형성되어 있다. 다음으로 수지 성형체 표면의 도전화(102)를 행한다. 이 공정에 의해, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 수지 성형체(1)의 표면에는 얇게 도전체에 의한 도전층(2)이 형성된다. 이어서 용융염 중에서의 알루미늄 도금(103)을 행하여, 도전층이 형성된 수지 성형체의 표면에 알루미늄 도금층(3)을 형성한다(도 5(c)). 이것으로, 수지 성형체를 기체로 하여 표면에 알루미늄 도금층(3)이 형성된 알루미늄 다공체가 얻어진다. 추가로, 기체가 되는 수지 성형체의 제거(104)를 행해도 좋다. 발포 수지 성형체(1)를 분해 등 하여 소실시킴으로써 금속층만이 남은 알루미늄 다공체를 얻을 수 있다(도 5(d)). 이하 각 공정에 대해서 순서대로 설명한다.
(기체가 되는 수지 성형체의 준비)
3차원 그물코 구조를 갖는 수지 성형체를 준비한다. 수지 성형체의 소재는 임의의 수지를 선택할 수 있다. 폴리우레탄, 멜라민 수지, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 발포 수지 성형체를 소재로서 예시할 수 있다. 3차원 그물코 구조를 갖는 수지 성형체의 기공률은 80％∼98％, 기공경은 50㎛∼500㎛로 하는 것이 바람직하다. 발포 우레탄 및 발포 멜라민은 기공률이 높고, 또한 기공의 연통성이 있음과 함께 열분해성도 우수하기 때문에 수지 성형체로서 바람직하게 사용할 수 있다. 발포 우레탄은 기공의 균일성이나 입수의 용이함 등의 점에서 바람직하고, 발포 멜라민은 기공경이 작은 것이 얻어지는 점에서 바람직하다.
3차원 그물코 구조를 갖는 수지 성형체에는 발포체 제조 과정에서의 제포제나 미반응 모노머 등의 잔류물이 있는 것이 많아, 세정 처리를 행하는 것이 후의 공정을 위해 바람직하다. 3차원 그물코 구조를 갖는 수지 성형체의 예로서, 발포 우레탄을 전(前)처리로서 세정 처리한 것을 도 6에 나타낸다. 수지 성형체가 골격으로서 3차원적으로 그물코를 구성함으로써, 전체적으로 연속된 기공을 구성하고 있다. 발포 우레탄의 골격은 그 연재 방향에 수직인 단면에 있어서 대략 삼각형 형상을 이루고 있다. 여기에서 기공률은, 다음 식으로 정의된다.
기공률＝(1－(다공질재의 중량[g]/(다공질재의 체적[㎤]×소재 밀도)))×100[％]
또한, 기공경은, 수지 성형체 표면을 현미경 사진 등으로 확대하여, 1인치(25.4㎜)당의 기공수를 셀수로 하여 계수하고, 평균 공경＝25.4㎜/셀수로 하여 평균적인 값을 구한다.
(수지 성형체 표면의 도전화: 카본 도포)
도전성 도료로서의 카본 도료를 준비한다. 도전성 도료로서의 현탁액은, 바람직하게는, 카본 입자, 점결제(binder), 분산제 및 분산매를 포함한다. 도전성 입자의 도포를 균일하게 행하려면, 현탁액이 균일한 현탁 상태를 유지하고 있을 필요가 있다. 이 때문에, 현탁액은, 20℃∼40℃로 유지되어 있는 것이 바람직하다. 그 이유는, 현탁액의 온도가 20℃ 미만이 된 경우, 균일한 현탁 상태가 무너져, 수지 성형체의 그물코 구조를 이루는 골격의 표면에 점결제만이 집중되어 층을 형성하기 때문이다. 이 경우, 도포된 카본 입자의 층은 박리되기 쉬워, 강고하게 밀착한 금속 도금을 형성하기 어렵다. 한편, 현탁액의 온도가 40℃를 초과한 경우는, 분산제의 증발량이 크고, 도포 처리 시간의 경과와 함께 현탁액이 농축되어 카본의 도포량이 변동하기 쉽다. 또한, 카본 입자의 입경은, 0.01∼5㎛이고, 바람직하게는 0.01∼0.5㎛이다. 입경이 크면 수지 성형체의 공공(pore)을 막히게 하거나, 평활한 도금을 저해하는 요인이 되고, 지나치게 작으면 충분한 도전성을 확보하는 것이 어려워진다.
수지 성형체로의 카본 입자의 도포는, 전술의 현탁액에 대상이 되는 수지 성형체를 침지하고, 스퀴즈와 건조를 행함으로써 가능하다. 도 7은 실용상의 제조 공정의 일 예로서, 골격이 되는 띠 형상의 수지 성형체를 도전화하는 처리 장치의 구성예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도시와 같이 이 장치는, 띠 형상 수지(11)를 공급하는 서플라이 보빈(supply bobbin; 12)과, 도전성 도료의 현탁액(14)을 수용한 조(bath; 15)와, 조(15)의 상방에 배치된 한 쌍의 스퀴즈 롤(17)과, 주행하는 띠 형상 수지(11)의 측방에 대향하여 형성된 복수의 열풍 노즐(16)과, 처리 후의 띠 형상 수지(11)를 권취하는 권취 보빈(take-up bobbin; 18)을 구비하고 있다. 또한, 띠 형상 수지(11)를 안내하기 위한 디플렉터 롤(deflecting roll; 13)이 적절하게 배치되어 있다. 이상과 같이 구성된 장치에 있어서, 3차원 그물코 구조를 갖는 띠 형상 수지(11)는, 서플라이 보빈(12)으로부터 되감아지고, 디플렉터 롤(deflecting roll; 13)에 의해 안내되어, 조(15) 내의 현탁액 내에 침지된다. 조(15) 내에서 현탁액(14)에 침지된 띠 형상 수지(11)는, 상방으로 방향을 바꾸어, 현탁액(14)의 액면 상방의 스퀴즈 롤(17)의 사이를 주행한다. 이때, 스퀴즈 롤(17)의 간격은, 띠 형상 수지(11)의 두께보다도 작게 되어 있어, 띠 형상 수지(11)는 압축된다. 따라서, 띠 형상 수지(11)에 함침된 과잉의 현탁액은, 짜내어져 조(15) 내로 되돌아온다.
이어서, 띠 형상 수지(11)는, 재차 주행 방향을 바꾼다. 여기에서, 복수의 노즐로 구성된 열풍 노즐(16)이 분사하는 열풍에 의해 현탁액의 분산매 등이 제거되고, 충분히 건조된 후에 띠 형상 수지(11)는 권취 보빈(18)에 권취된다. 또한, 열풍 노즐(16)이 분출하는 열풍의 온도는 40℃에서 80℃의 범위인 것이 바람직하다. 이상과 같은 장치를 이용하면, 자동적이고 또한 연속적으로 도전화 처리를 실시할 수 있어, 눈막힘(clogging)이 없는 그물코 구조를 갖고, 또한, 균일한 도전층을 구비한 골격이 형성되기 때문에, 다음 공정의 금속 도금을 원활하게 행할 수 있다.
(알루미늄층의 형성: 용융염 도금)
다음으로 용융염 중에서 전해 도금을 행하여, 수지 성형체 표면에 알루미늄 도금층을 형성한다. 표면이 도전화된 수지 성형체를 음극, 순도 99.99％의 알루미늄판을 양극으로 하여 용융염 중에서 직류 전류를 인가한다. 용융염으로서는, 염화 알루미늄과 유기염과의 혼합염(공정염)을 사용한다. 비교적 저온에서 용융하는 유기 용융염욕을 사용하면, 기체인 수지 성형체를 분해하는 일 없이 도금이 가능하여 바람직하다. 유기염으로서는 이미다졸륨염, 피리디늄염 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 1-에틸-3-메틸이미다졸륨클로라이드(EMIC), 부틸피리디늄클로라이드(BPC)가 바람직하다.
용융염의 점도를 낮추기 위해, 용융염욕의 온도는 40℃ 이상 100℃ 이하로 한다. 온도가 40℃보다도 낮은 경우는 점도를 충분히 낮게 할 수 없다. 또한 온도가 100℃보다도 높은 경우는 유기염이 분해될 가능성이 있다. 더욱 바람직한 온도는 50℃ 이상 80℃ 이하이다. 용융염 중에 수분이나 산소가 혼입하면 용융염이 열화되기 때문에, 도금은 질소, 아르곤 등의 불활성 가스 분위기하에서, 또한 밀폐된 환경하에서 행하는 것이 바람직하다.
용융염욕에 1,10-페난트롤린을 첨가하면 표면이 평활해짐과 함께, 골격 구조의 단부에 대략 구 형상부를 형성할 수 있어 바람직하다. 1,10-페난트롤린의 첨가량은 0.25g/l 이상 7g/l 이하가 바람직하다. 첨가량이 많아질수록 단부가 둥글어지는 경향이 있다. 첨가량이 0.25g/l보다 적으면 골격 구조의 단부에 효율 좋게 대략 구 형상부를 형성하는 효과나, 골격 구조의 표면을 평활하게 하는 효과가 얻어지기 어렵다. 1,10-페난트롤린의 첨가량이 많아질수록 대략 구 형상부 형성 효과나 표면 평활 효과가 높아지지만, 7g/l보다도 많게 해도 효과는 그다지 변하지 않는다. 더욱 바람직한 첨가량의 범위는 2.5g/l 이상 5g/l 이하이다.
유기 용매 등을 용융염욕에 첨가하여 점도를 낮추는 방법으로 도금을 행하면 골격 구조의 단부에 대략 구 형상부를 형성하는 것은 곤란하다. 또한 유기 용제의 휘발을 막기 위한 설비나 유기 용제에 의한 인화(引火)를 막기 위한 안전 설비도 필요해진다. 한편, 페난트롤린을 첨가한 용융염욕을 사용하면, 골격 구조의 단부에 용이하게 대략 구 형상부를 형성할 수 있다. 또한, 대략 구 형상부란, 완전한 구 형상의 것뿐만 아니라, 구 형상의 일부, 예를 들면 반(半)구 형상의 것도 포함하는 것으로 한다. 또한 골격 구조의 중앙부에 있어서는 금속층은 통(hollow cylinder) 형상이지만, 골격 구조의 단부에서는 대략 구 형상부가 통의 가장자리를 막는 바와 같은 형태로 되어 있다. 대략 구 형상부의 지름은, 골격 구조의 외경보다도 큰 것이 바람직하다. 구체적인 대략 구 형상부의 지름은 20㎛ 이상 50㎛ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30㎛ 이상 40㎛ 이하이다.
도 8은 전술의 띠 형상 수지에 대하여 금속 도금 처리를 연속적으로 행하기 위한 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 표면이 도전화된 띠 형상 수지(22)가, 도면의 왼쪽에서 오른쪽으로 이송되는 구성을 나타낸다. 제1 도금조(21a)는, 원통 형상 전극(24)과 용기 내벽에 형성된 양극(25) 및 도금욕(23)으로 구성된다. 띠 형상 수지(22)는 원통 형상 전극(24)을 따라 도금욕(23)의 안을 통과함으로써, 수지 성형체 전체에 균일하게 전류가 흐르기 쉬워, 균일한 도금을 얻을 수 있다. 제2 도금조(21b)는, 더욱 도금을 두껍고 균일하게 하기 위한 조이며 복수의 조에서 반복 도금되도록 구성되어 있다. 표면이 도전화된 띠 형상 수지(22)를 이송 롤러와 조 외 급전 음극을 겸한 전극 롤러(26)에 의해 순차 이송하면서, 도금욕(28)에 통과시킴으로써 도금을 행한다. 복수의 조 내에는 수지 성형체의 양면에 도금욕(28)을 사이에 두고 형성된 양극(27)이 있어, 수지 성형체의 양면에 의해 균일한 도금을 할 수 있다.
이상의 공정에 의해 골격의 심으로서 수지 성형체를 갖는 알루미늄 다공체가 얻어진다. 각종 필터나 촉매 담체 등의 용도에 따라서는, 이대로 수지와 금속의 복합체로서 사용해도 좋다. 또한 사용 환경의 제약 등으로부터 수지가 없는 금속 다공체로서 이용하는 경우에는 수지를 제거해도 좋다. 수지의 제거는, 유기 용매, 용융염, 또는 초임계수에 의한 분해(용해), 가열 분해 등 임의의 방법으로 행할 수 있다. 알루미늄은 니켈 등과 상이하게, 일단 산화하면 환원 처리가 곤란하기 때문에, 예를 들면 전지 등의 전극 재료로서 사용하는 경우에는, 알루미늄의 산화가 일어나기 어려운 방법으로 수지를 제거하는 것이 바람직하다. 예를 들면 이하 설명하는 용융염 중에서의 열분해에 의해 수지를 제거하는 방법이 바람직하게 이용된다.
(수지의 제거: 용융염 중 열분해)
용융염 중에서의 열분해는 이하의 방법으로 행한다. 표면에 알루미늄 도금층을 형성한 수지 성형체를 용융염에 침지하고, 알루미늄층에 부전위(negative potentiial)를 인가하면서 가열하여 수지 성형체를 분해한다. 용융염에 침지한 상태에서 부전위를 인가하면, 알루미늄을 산화시키는 일 없이 수지 성형체를 분해할 수 있다. 가열 온도는 수지 성형체의 종류에 맞추어 적절하게 선택할 수 있지만, 알루미늄을 용융시키지 않기 위해서는 알루미늄의 융점(660℃) 이하의 온도에서 처리할 필요가 있다. 바람직한 온도 범위는 500℃ 이상 600℃ 이하이다. 또한 인가하는 부전위의 양은, 알루미늄의 환원 전위보다 마이너스측으로, 또한 용융염 중의 양이온의 환원 전위보다 플러스측으로 한다.
수지의 열분해에 사용하는 용융염으로서는, 알루미늄의 전극 전위가 낮아지게 하는 바와 같은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 할로겐화물의 염 또는 질산염을 사용할 수 있다. 구체적으로는 염화리튬(LiCl), 염화칼륨(KCl), 염화나트륨(NaCl), 염화알루미늄(AlCl3), 질산리튬(LiNO3), 아질산리튬(LiNO2), 질산칼륨(KNO3), 아질산칼륨(KNO2), 질산나트륨(NaNO3) 및, 아질산나트륨(NaNO2)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하면 바람직하다. 이러한 방법에 의해, 표면의 산화층이 얇고 산소량이 적은 알루미늄 다공체를 얻을 수 있다.
(리튬 이온 전지)
다음으로 알루미늄 다공체를 이용한 전지용 전극 재료 및 전지에 대해서 설명한다. 예를 들면 리튬 이온 전지의 정극에 사용하는 경우는, 활물질로서 코발트산리튬(LiCoO2), 망간산리튬(LiMn2O4), 니켈산리튬(LiNiO2) 등을 사용한다. 활물질은 도전조제 및 바인더와 조합하여 사용한다. 종래의 리튬 이온 전지용 정극 재료는, 알루미늄박의 표면에 활물질을 도포하고 있다. 단위 면적당의 전지 용량을 향상하기 위해, 활물질의 도포 두께를 두껍게 하고 있다. 또한 활물질을 유효하게 이용하기 위해서는 알루미늄박(aluminum foil)과 활물질이 전기적으로 접촉하고 있을 필요가 있기 때문에 활물질은 도전조제와 혼합하여 이용되고 있다.
본 발명의 알루미늄 다공체는 기공률이 높고 단위 면적당의 표면적이 크다. 따라서 다공체의 표면에 얇게 활물질을 담지시켜도 활물질을 유효하게 이용할 수 있어, 전지의 용량을 향상할 수 있음과 함께, 도전조제의 혼합량을 적게 할 수 있다. 구체적으로는 두께 1000㎛ 이상 3000㎛ 이하의 시트 형상의 알루미늄 다공체를 준비하고, 전술의 활물질과 도전조제, 바인더 수지 등을 혼합한 페이스트를 알루미늄 다공체에 도포하고 알루미늄 다공체에 활물질을 담지하여 리튬 이온 전지의 정극으로 한다. 리튬 이온 전지는, 이 정극 재료를 정극으로 하고, 부극에는 흑연, 전해질에는 유기 전해액을 사용한다. 이러한 리튬 이온 전지는 작은 전극 면적에서도 용량을 향상할 수 있기 때문에, 종래의 리튬 이온 전지보다도 전지의 에너지 밀도를 높게 할 수 있다.
(용융염 전지)
알루미늄 다공체는, 용융염 전지용의 전극 재료로서 사용할 수도 있다. 알루미늄 다공체를 정극 재료로서 사용하는 경우는, 활물질로서 아크롬산나트륨(NaCrO2), 2황화티탄(TiS2) 등, 전해질이 되는 용융염의 양이온을 인터칼레이션할 수 있는 금속 화합물을 사용한다. 활물질은 도전조제 및 바인더와 조합하여 사용한다. 도전조제로서는 아세틸렌 블랙 등을 사용할 수 있다. 또한 바인더로서는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등을 사용할 수 있다. 활물질로서 크롬산 나트륨을 사용하고, 도전조제로서 아세틸렌 블랙을 사용하는 경우에는, PTFE는 이 양자를 보다 강고하게 고착할 수 있어 바람직하다.
알루미늄 다공체는, 용융염 전지용의 부극 재료로서 이용할 수도 있다. 알루미늄 다공체를 부극 재료로서 사용하는 경우는, 활물질로서 나트륨 단체(單體)나 나트륨과 다른 금속과의 합금, 카본 등을 사용할 수 있다. 나트륨의 융점은 약 98℃이고, 또한 온도가 오름에 따라 금속이 연화되기 때문에, 나트륨과 다른 금속(Si, Sn, In 등)을 합금화하면 바람직하다. 이 중에서도 특히 나트륨과 Sn을 합금화한 것은 취급하기 쉽기 때문에 바람직하다. 나트륨 또는 나트륨 합금은, 알루미늄 다공체의 표면에 전해 도금, 용융 도금 등의 방법으로 담지시킬 수 있다. 또한, 알루미늄 다공체에 나트륨과 합금화시키는 금속(Si 등)을 도금 등의 방법으로 부착시킨 후, 용융염 전지 중에서 충전(充電)함으로써 나트륨 합금으로 할 수도 있다.
도 9는 전술의 전지용 전극 재료를 이용한 용융염 전지의 일 예를 나타내는 단면 개략도이다. 용융염 전지는, 알루미늄 다공체의 알루미늄 골격부의 표면에 정극용 활물질을 담지한 정극(121)과, 알루미늄 다공체의 알루미늄 골격부의 표면에 부극용 활물질을 담지한 부극(122)과, 전해질인 용융염을 함침시킨 세퍼레이터(123)를 케이스(127) 내에 수납한 것이다. 케이스(127)의 상면과 부극과의 사이에는, 누름판(124)과 누름판을 압압하는 스프링(125)으로 이루어지는 압압 부재(126)가 배치되어 있다. 압압 부재를 형성함으로써, 정극(121), 부극(122), 세퍼레이터(123)의 체적 변화가 있던 경우라도 균등 압압하여 각각의 부재를 접촉시킬 수 있다. 정극(121)의 집전체(알루미늄 다공체), 부극(122)의 집전체(알루미늄 다공체)는 각각, 정극 단자(128), 부극 단자(129)에, 리드선(130)으로 접속되어 있다.
전해질로서의 용융염으로서는, 동작 온도에서 용융하는 각종의 무기염 또는 유기염을 사용할 수 있다. 용융염의 양이온으로서는, 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb) 및 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 및 바륨(Ba) 등의 알칼리 토금속으로부터 선택한 1종 이상을 이용할 수 있다.
용융염의 융점을 저하시키기 위해, 2종 이상의 염을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 KFSA(칼륨비스(플루오로술포닐)아미드)와 NaFSA(나트륨비스(플루오로술포닐)아미드)를 조합하여 사용하면, 전지의 동작 온도를 90℃ 이하로 할 수 있다.
용융염은 세퍼레이터에 함침시켜 사용한다. 세퍼레이터는 정극과 부극이 접촉하는 것을 막기 위한 것이며, 유리 부직포나, 다공질 수지 성형체 등을 사용할 수 있다. 상기의 정극, 부극, 용융염을 함침시킨 세퍼레이터를 적층하여 케이스 내에 수납하고, 전지로서 사용한다.
(전기 2중층 콘덴서)
알루미늄 다공체는, 전기 2중층 콘덴서용의 전극 재료로서 사용할 수도 있다. 알루미늄 다공체를 전기 2중층 콘덴서용의 전극 재료로서 사용하는 경우는, 전극 활물질로서 활성탄 등을 사용한다. 활성탄은 도전조제나 바인더와 조합하여 사용한다. 도전조제로서는 흑연, 카본 나노 튜브 등을 사용할 수 있다. 또한 바인더로서는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 스티렌부타디엔고무 등을 사용할 수 있다.
도 10은 전술의 전기 2중층 콘덴서용 전극 재료를 이용한 전기 2중층 콘덴서의 일 예를 나타내는 단면 개략도이다. 세퍼레이터(142)로 나누어진 유기 전해액(143) 중에, 알루미늄 다공체에 전극 활물질을 담지한 전극 재료를 분극성 전극(141)으로서 배치하고 있다. 분극성 전극(141)은 리드선(144)에 접속되어 있으며, 이들 전체가 케이스(145) 중에 수납되어 있다. 알루미늄 다공체를 집전체로서 사용함으로써, 집전체의 표면적이 커져, 활물질로서의 활성탄을 얇게 도포해도 고출력, 고용량화 가능한 전기 2중층 콘덴서를 얻을 수 있다.
(실시예 1)
(도전층의 형성: 카본 도포)
이하, 알루미늄 다공체의 제조예를 구체적으로 설명한다. 3차원 그물코 구조를 갖는 수지 성형체로서, 두께 1㎜, 기공률 95％, 기공경 300㎛의 발포 우레탄을 준비하고, 80㎜×50㎜ 네모로 절단했다. 발포 우레탄을 카본 현탁액에 침지하고 건조함으로써, 표면 전체에 카본 입자가 부착된 도전층을 형성했다. 현탁액의 성분은, 흑연＋카본 블랙 25％를 포함하고, 수지 바인더, 침투제, 소포제를 포함한다. 카본 블랙의 입경은 0.5㎛로 했다.
(용융염 도금)
표면에 도전층을 형성한 발포 우레탄을 워크로 하여, 급전 기능을 갖는 지그(jig)에 세트한 후, 아르곤 분위기 또한 저수분(노점 －30℃ 이하)으로 한 글로브 박스 내에 넣고, 페난트롤린을 5g/l 첨가한 용융염욕(33㏖％ EMIC-67㏖％ AlCl3)에 침지했다. 워크를 세트한 지그를 정류기의 음극측에 접속하고, 대극(counter electrode)의 알루미늄판(순도 99.99％)을 양극측에 접속하고, 직류 전류를 인가하여 알루미늄을 도금했다. 도금욕의 온도는 60℃로 했다.
(수지 성형체의 분해)
알루미늄 도금층을 형성한 각각의 수지 성형체를 온도 500℃의 LiCl-KCl 공정 용융염에 침지하고 ―1V의 부전위를 5분간 인가하여 폴리우레탄을 분해 제거하여 알루미늄 다공체를 얻었다. 얻어진 알루미늄 다공체의 표면 확대 사진을 도 11에 나타낸다.
(실시예 2)
도금욕 중의 페난트롤린 농도를 0.25g/l로 한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조작을 행하여, 알루미늄 다공체를 얻었다. 얻어진 알루미늄 다공체의 표면 확대 사진을 도 12에 나타낸다.
(비교예 1)
도금욕으로서 17㏖％ EMIC-34㏖％ AlCl3-49㏖％ 자일렌을 이용하고, 도금욕의 온도를 40℃로 한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조작을 행하여, 알루미늄 다공체를 얻었다. 얻어진 알루미늄 다공체의 표면 확대 사진을 도 1에 나타낸다.
도금욕 중의 페난트롤린 농도를 5g/l로 한 실시예 1의 알루미늄 다공체는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 단부에 대략 구 형상부가 형성되어 있고, 또한 대략 구 형상부의 지름은 골격 부분의 지름보다도 커져 있다. 페난트롤린 농도를 0.25g/l로 한 실시예 2의 알루미늄 다공체는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 단부에 대략 구 형상부가 형성되어 있지만, 대략 구 형상부의 지름은 골격 부분의 지름보다도 작다. 페난트롤린을 첨가하지 않고, 유기 용매(자일렌)를 첨가하여 도금을 행한 비교예의 알루미늄 다공체는 단부에 대략 구 형상부를 형성하고 있지 않고, 골격 구조의 단부에서의 강도가 약해지고 있다고 추측된다.
1 : 발포 수지 성형체
2 : 도전층
3 : 알루미늄 도금층
11 : 띠 형상 수지
12 : 서플라이 보빈
13 : 디플렉터 롤
14 : 현탁액
15 : 조
16 : 열풍 노즐
17 : 스퀴즈 롤
18 : 권취 보빈
21a, 21b : 도금조
22 : 띠 형상 수지
23, 28 : 도금욕
24 : 원통 형상 전극
25, 27 : 양극
26 : 전극 롤러
121 : 정극
122 : 부극
123 : 세퍼레이터
124 : 누름판
125 : 스프링
126 : 압압 부재
127 : 케이스
128 : 정극 단자
129 : 부극 단자
130 : 리드선
141 : 분극성 전극
142 : 세퍼레이터
143 : 유기 전해액
144 : 리드선
145 : 케이스
201 : 모서리부
202 : 대략 구 형상부
203 : 골격 구조

Claims (8)

  1. 금속층으로 이루어지는 골격 구조가 3차원 그물코 구조(network structure)를 이루고 있으며, 상기 골격 구조의 단부(end portion)에 대략 구(sphere) 형상부를 갖는 것을 특징으로 하는 금속 다공체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속이 알루미늄인 금속 다공체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 대략 구 형상부의 지름이, 상기 골격 구조의 외경(外徑)보다도 큰 것을 특징으로 하는 금속 다공체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 골격 구조의 단면(cross section)은 대략 삼각형이며, 당해 삼각형의 외경이 100㎛ 이상 250㎛ 이하, 금속층의 두께가 0.5㎛ 이상 10㎛ 이하인 금속 다공체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 다공체는 두께 1000㎛ 이상 3000㎛ 이하의 시트 형상이며, 두께 1000㎛에서의 단위 면적당의 알루미늄량이, 120g/㎡ 이상 180g/㎡ 이하인 금속 다공체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 금속 다공체에 활물질을 담지(擔持)한 전극 재료.
  7. 제6항에 기재된 전극 재료를 정극(positive electrode), 부극(negative electrode)의 한쪽 또는 양쪽에 이용한 전지.
  8. 제2항에 기재된 금속 다공체의 제조 방법으로서, 적어도 표면이 도전화된 3차원 그물코 구조를 갖는 수지 성형체에, 1,10-페난트롤린을 0.1g/l 이상 10g/l 이하의 농도로 함유함과 함께 온도 40℃ 이상 100℃ 이하의 용융염욕 중에서 알루미늄을 도금하는 공정을 갖는 금속 다공체의 제조 방법.
KR1020137028869A 2011-06-03 2012-05-22 금속 다공체 및 그것을 이용한 전극 재료, 전지 KR20140021638A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2011-124706 2011-06-03
JP2011124706A JP2012251210A (ja) 2011-06-03 2011-06-03 金属多孔体及びそれを用いた電極材料、電池
PCT/JP2012/063006 WO2012165213A1 (ja) 2011-06-03 2012-05-22 金属多孔体及びそれを用いた電極材料、電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140021638A true KR20140021638A (ko) 2014-02-20

Family

ID=47259074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137028869A KR20140021638A (ko) 2011-06-03 2012-05-22 금속 다공체 및 그것을 이용한 전극 재료, 전지

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20130122375A1 (ko)
JP (1) JP2012251210A (ko)
KR (1) KR20140021638A (ko)
CN (1) CN103597126A (ko)
DE (1) DE112012002349T5 (ko)
WO (1) WO2012165213A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015137378A (ja) * 2014-01-21 2015-07-30 住友電気工業株式会社 アルミニウム膜の製造方法及び製造装置
JP6252220B2 (ja) * 2014-02-12 2017-12-27 住友電気工業株式会社 ナトリウムイオン二次電池、充放電方法および充放電システム
JP6318689B2 (ja) * 2014-02-20 2018-05-09 日立金属株式会社 電解アルミニウム箔およびその製造方法、蓄電デバイス用集電体、蓄電デバイス用電極、蓄電デバイス
CN104745853B (zh) * 2015-04-23 2017-01-18 苏州第一元素纳米技术有限公司 一种泡沫铝/纳米碳复合材料的制备方法
CN108260366B (zh) * 2015-09-07 2020-01-14 朱鹤植 电磁波吸波及屏蔽用和电子设备超强散热用融合片及其制造方法
US10686193B2 (en) * 2016-07-25 2020-06-16 Lg Chem, Ltd. Negative electrode comprising mesh-type current collector, lithium secondary battery comprising the same, and manufacturing method thereof
JP2021120917A (ja) * 2018-04-27 2021-08-19 住友電気工業株式会社 アルミニウム多孔体、電極および蓄電デバイス
CN117328111B (zh) * 2023-12-01 2024-03-08 中铝材料应用研究院有限公司 一种复合铝箔及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07138609A (ja) * 1993-09-14 1995-05-30 Katayama Tokushu Kogyo Kk 金属多孔体および該金属多孔体の製造方法
US7628903B1 (en) * 2000-05-02 2009-12-08 Ishihara Chemical Co., Ltd. Silver and silver alloy plating bath
US7846574B2 (en) * 2004-08-27 2010-12-07 Panosonic Corporation Positive electrode plate for alkaline storage battery and method for producing the same
US7316878B2 (en) * 2004-08-30 2008-01-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Hydrazone-based charge transport materials having an unsaturated acyl group
JP5023645B2 (ja) * 2006-02-28 2012-09-12 パナソニック株式会社 アルカリ蓄電池
JP5270846B2 (ja) * 2007-02-09 2013-08-21 ディップソール株式会社 常温溶融塩浴を用いた電気Ａｌ−Ｚｒ合金めっき浴とそれを用いるめっき方法
JP2008195990A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Dipsol Chem Co Ltd 電気アルミニウムめっき浴及びそれを用いためっき方法
JP5169591B2 (ja) * 2008-07-31 2013-03-27 三菱マテリアル株式会社 金属多孔質電極基材およびその製造方法
JP5598027B2 (ja) * 2009-03-05 2014-10-01 日立金属株式会社 アルミニウム多孔質材およびその製造方法、アルミニウム多孔質材を電極集電体として用いた蓄電デバイス

Also Published As

Publication number Publication date
US20130122375A1 (en) 2013-05-16
WO2012165213A1 (ja) 2012-12-06
JP2012251210A (ja) 2012-12-20
CN103597126A (zh) 2014-02-19
DE112012002349T5 (de) 2014-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130061123A (ko) 알루미늄 구조체의 제조 방법 및 알루미늄 구조체
KR20140005179A (ko) 알루미늄 구조체의 제조 방법 및 알루미늄 구조체
KR20140021638A (ko) 금속 다공체 및 그것을 이용한 전극 재료, 전지
JP5663938B2 (ja) 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
WO2012111605A1 (ja) 集電体用三次元網状アルミニウム多孔体、該アルミニウム多孔体を用いた集電体及び該集電体を用いた電極並びに該電極を用いた非水電解質電池、キャパシタ及びリチウムイオンキャパシタ
KR101766738B1 (ko) 3차원 그물 형상 알루미늄 다공체를 이용한 집전체 및 당해 집전체를 이용한 전극, 당해 전극을 이용한 비수 전해질 전지, 비수 전해액을 이용한 커패시터 및 리튬 이온 커패시터, 그리고 전극의 제조 방법
JP5961117B2 (ja) 三次元網状アルミニウム多孔体及び該アルミニウム多孔体を用いた電極並びに該電極を用いた非水電解質電池、非水電解液を用いたキャパシタ及びリチウムイオンキャパシタ
WO2012111615A1 (ja) 空気電池および電極
JP5883288B2 (ja) 集電体用三次元網状アルミニウム多孔体、該アルミニウム多孔体を用いた集電体、電極、非水電解質電池、キャパシタ及びリチウムイオンキャパシタ
JP5803301B2 (ja) アルミニウム多孔体の製造方法及び製造装置
JP5648588B2 (ja) 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
WO2012111705A1 (ja) 集電体用三次元網状アルミニウム多孔体及び該アルミニウム多孔体を用いた電極並びに該電極を用いた非水電解質電池、非水電解液キャパシタ及びリチウムイオンキャパシタ
JPWO2012111659A1 (ja) 集電体用三次元網状アルミニウム多孔体、該アルミニウム多孔体を用いた電極、非水電解質電池、キャパシタ及びリチウムイオンキャパシタ
JPWO2012111663A1 (ja) 三次元網状アルミニウム多孔体、該アルミニウム多孔体を用いた集電体及び電極並びに該電極を用いた非水電解質電池、非水電解液を用いたキャパシタ及びリチウムイオンキャパシタ
US8597487B2 (en) Method of producing aluminum structure and aluminum stucture
JP2013194308A (ja) 金属多孔体及びそれを用いた電極材料、電池
CN105247084A (zh) 铝多孔体的制造方法、铝多孔体、集电体、电极和电化学装置
JP2015083716A (ja) アルミニウム構造体を含む電極材料、それを用いた電池および電気二重層コンデンサ、ならびにアルミニウム構造体を用いた濾過フィルタおよび触媒担体
WO2013077245A1 (ja) アルミニウム多孔体を集電体として用いた電極及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid