[发明专利]金属多孔体及金属多孔体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以用作电池、电容器、燃料电池等的集电体的金属多孔体及金属多孔体的制造方法。

背景技术

用于制造具有高孔隙率和大表面积的金属多孔体的已知方法是这样的方法，其中在例如树脂泡沫的树脂多孔体的表面上形成金属层。例如，日本未审查专利申请公开No.11-154517(专利文献1)描述了一种用于制造金属多孔体的方法，该方法包括对树脂多孔体进行导电处理；在所述树脂多孔体上形成由金属构成的电镀层；以及任选地通过焚烧除去所述树脂多孔体。

日本未审查专利申请公开No.2012-132083(专利文献2)提出将由镍-锡合金构成的金属多孔体作为具有耐氧化性、耐腐蚀性和高孔隙率并且适合作为各种电池、电容器、燃料电池等的集电体的金属多孔体。此外，日本未审查专利申请公开No.2012-149282(专利文献3)提出了将由镍-铬合金构成的金属多孔体作为具有高耐腐蚀性的金属多孔体。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未审查专利申请公开No.11-154517

专利文献2：日本未审查专利申请公开No.2012-132083

专利文献3：日本未审查专利申请公开No.2012-149282

发明内容

技术问题

近年来，对各种电池、电容器和燃料电池等越来越期望高输出 和高容量(小型化)等，因此，也期望进一步改善构成集电体的金属多孔体的耐氧化性和耐腐蚀性。特别地，将现有的金属多孔体用于燃料电池的电极的情况下，由于从膜电极组件(MEA)中产生强酸，所以需要进一步提高耐腐蚀性。

鉴于上述问题，本发明的目的在于廉价地提供一种金属多孔体，该金属多孔体可用于燃料电池的电极并且具有更优良的耐腐蚀性。

问题的解决方案

为了解决上述问题，本发明采用以下构成。

具体而言，根据本发明实施方案的金属多孔体是具有三维网状结构并且包含镍(Ni)、锡(Sn)和铬(Cr)的金属多孔体。所述锡的含量比为10质量％以上25质量％以下，所述铬的含量比为1质量％以上10质量％以下。在金属多孔体的骨架的截面上，所述金属多孔体含有铬、镍和锡的固溶体相。所述固溶体相含有铬含量比为2质量％以下的、铬和三镍锡(Ni₃Sn)的固溶体相，并且不含这样的固溶体相，其为铬和三镍锡(Ni₃Sn)的固溶体相以外的固溶体相，并且铬含量比小于1.5质量％。

根据本发明另一个实施方案的金属多孔体的制造方法为这样一种方法，该方法用于制造具有三维网状结构并且含有镍(Ni)、锡(Sn)和铬(Cr)的金属多孔体。该金属多孔体的制造方法包括：以使所述金属多孔体中铬的含量比变为1质量％以上10质量％以下的方式将含有铬粉末或氧化铬粉末的导电性赋予材料涂布于具有三维网状结构的树脂成形体的表面上，从而对所述树脂成形体的表面进行导电处理的步骤；以使所述金属多孔体中锡的含量比变为10质量％以上25质量％以下的方式在所述树脂成形体上形成镍镀层和锡镀层，从而形成树脂结构体的步骤；通过在1,100℃以上热处理所述树脂结构体5分钟以上，从而使所述铬、所述镍和所述锡扩散的步骤；以及以高于30℃/分钟的速率进行冷却直到所述热处理后的金属多孔体的温度变为至少550℃以下的步骤。

根据本发明另一个实施方案的金属多孔体的制造方法为这样一种方法，该方法用于制造具有三维网状结构并且含有镍(Ni)、锡(Sn) 和铬(Cr)的金属多孔体。该金属多孔体的制造方法包括：对具有三维网状结构的树脂成形体的表面进行导电处理的步骤；以使所述金属多孔体中锡的含量比变为10质量％以上25质量％以下且使所述金属多孔体中铬的含量比变为1质量％以上10质量％以下的方式在所述树脂成形体上形成镍镀层、锡镀层和铬镀层，从而形成树脂结构体的步骤；通过在1,100℃以上热处理所述树脂结构体5分钟以上，从而使所述镍、所述锡和所述铬扩散的步骤；以及以高于30℃/分钟的速率进行冷却直到所述热处理后的金属多孔体的温度变为至少550℃以下的步骤。

本发明的有益效果

根据本发明，能够廉价地提供一种金属多孔体，该金属多孔体可用于燃料电池的电极并且具有更优良的耐腐蚀性。

附图说明

[图1]图1为示出了对于实施例的金属多孔体1的骨架的截面，通过扫描电子显微镜(SEM)进行观察和通过能量色散X射线光谱法(EDX)进行组成分析而得的结果的照片的视图。