[发明专利]金属多孔体的制造方法、铝多孔体、包含金属多孔体或铝多孔体的电池电极材料以及电双层电容器用电极材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属多孔体，其可适合地用作电池电极和电双层电容器用电极的集电体。

背景技术

铝具有优异的导电性能且被用作电池如锂离子电池的电极材料。例如，锂离子电池的正极由表面涂布有活性材料如锂钴氧化物的铝箔构成。

为了提高这种正极的容量，可使用铝多孔体，使得正极的表面积增大，并利用活性材料填充所述铝体；在这种情况下，即使当电极的厚度大时也可以使用活性材料，因此每单位面积的活性材料的利用率增大。

这种多孔铝包含通过纤维状铝的缠结而形成的铝无纺布和通过铝的发泡而形成的铝发泡体。专利文献1公开了一种通过将发泡剂和增稠剂添加至熔融金属并搅拌所得的混合物而制造含有大量独立气泡的发泡金属的方法。

作为多孔金属，存在可以以商品名Celmet(注册商标)商购获得的镍多孔体。Celmet(注册商标)是具有连续孔且具有高孔隙率(90％以上)的金属多孔体。这可以通过如下获得：在含有连续孔的树脂多孔体如发泡聚氨酯的骨架表面上形成镍层，随后通过热处理将所述树脂多孔体分解，并对所述镍进行还原处理。所述镍层以如下方式形成：通过将碳粉末等涂布至树脂多孔体的骨架表面而对所述树脂多孔体进行导电化处理，随后通过电镀将镍沉积在所述树脂多孔体上。

专利文献2公开了一种其中将Celmet的制造方法应用于铝的制造金属多孔体的方法。具体地，在具有三维网状结构的树脂多孔体的骨架上形成金属(铜等)的膜，所述金属在铝的熔点以下的温度下与铝形成低共熔合金；随后利用铝糊膏涂布树脂多孔体；在非氧化气氛下在550℃以上且750℃以下的温度下对所得的物体进行热处理，从而对有机成分(树脂多孔体)进行蒸发并对铝粉末进行烧结，由此提供金属多孔体。专利文献2中记载了，尽管铝形成了强氧化膜并因此具有耐烧结性，但是以与铝形成低共熔合金的金属膜形式涂布的铝粉末导致在热处理过程中在铝粉末与作为基底的金属膜之间的界面处发生低共熔反应，从而在铝熔点以下的温度下产生液相面；部分产生的液相面使铝的氧化膜破裂，使得在保持三维网状骨架结构的同时进行铝粉末的烧结。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利4176975号公报

专利文献2：日本特开平8-170126号公报

发明内容

技术问题

铝无纺布和铝发泡体倾向于在其上具有氧化膜，因为在制造过程中，将铝加热至其熔点以上的温度，且在将铝冷却之前倾向于发生氧化。铝易于发生氧化且在其熔点以下的温度下难以将氧化的铝还原。因此，未获得具有低氧含量的铝无纺布和铝发泡体。尽管含有独立气泡(封闭气泡)的铝发泡体由于发泡而具有大的表面积，但不能实现铝发泡体的整个表面的有效利用。因此，当使用这种铝发泡体作为电池电极材料(集电体)时，难以提高活性材料的使用效率。

专利文献2的金属多孔体含有连续孔并可用作电池电极材料。然而，所得的金属多孔体不是由铝单质构成，而是含有铝以外的其他金属元素，因此在耐腐蚀性等方面的性能差。尽管是非氧化性气氛，但是也需要在接近铝的熔点的温度下进行热处理以对铝进行烧结并可能在铝的表面上形成氧化膜。

即使当使用铝以外的其他金属时，例如，在镍多孔体的制造中，在通过热处理将树脂多孔体分解的步骤中镍的表面也被氧化，因此，需要随后进行还原处理。

因此，本发明的目的是提供一种金属多孔体及所述金属多孔体的制造方法，所述金属多孔体在其表面中具有少量的氧化物(氧化层的厚度小)且含有连续孔。

解决问题的手段

本发明提供了一种金属多孔体的制造方法，所述方法包括分解其上具有金属层且含有连续孔的树脂多孔体的步骤，其中通过在将所述树脂多孔体浸渍在第一熔融盐中并对所述金属层施加负电位的同时，在所述金属的熔点以下的温度下对所述树脂多孔体进行加热来分解所述树脂多孔体(本申请的第一发明)。

图1是说明根据本发明的制造方法的示意图。图1的部分(a)是示出含有连续孔的树脂多孔体的截面的一部分的放大示意图，并示出了其中在用作骨架的树脂多孔体1中形成有孔的状态。提供了含有连续孔的树脂多孔体1；在所述树脂多孔体1的表面上形成金属如铝的层2以提供金属涂布的树脂多孔体(图1的部分(b))；随后，将所述树脂多孔体1分解并蒸发，从而提供由残余的金属层构成的金属多孔体3(图1的部分(c))。