导电树脂成型体、结构、铝多孔体、制造铝多孔体的方法、集电体、电极、非水双电层电容器和锂离子电容器技术

提供的是导电树脂成型体，其具有三维网络结构并且适合于制造水吸附量小的铝多孔体。导电树脂成型体包括具有三维网络结构的树脂成型体和在树脂成型体的骨架表面上至少包含炭黑和羧甲基纤维素的导电层。优选地通过施加至少包含炭黑、羧甲基纤维素和水的碳涂层材料至树脂成型体的骨架表面并且随后干燥碳涂层材料来形成导电层；并且碳涂层材料优选地具有100mPa·s以上和600mPa·s以下的黏度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及导电树脂成型体、结构、铝多孔体、制造铝多孔体的方法、集电体、电极、非水双电层电容器和锂离子电容器。
技术介绍
具有三维网络结构的金属多孔体被用于广泛的应用，比如各种过滤器、催化剂载体和电池电极。例如，Celmet(注册商标，由Sumitomo Electric Industries,Ltd.制造)为具有三维网络结构的镍多孔体(下文中称为“镍多孔体”)，其被用作诸如镍氢电池和镍镉电池的电池的电极材料。Celmet是具有互相连接的孔的金属多孔体，并且具有特征：与其他多孔体比如金属非织造织物相比具有更高的孔隙率(90％以上)。通过在具有互相连接的孔的树脂成型体——比如聚氨酯泡沫——的骨架表面上形成镍层、随后进行热处理以分解树脂泡沫成型体并且进一步进行镍还原处理获得这种镍多孔体。通过用碳涂层材料或类似物涂布树脂泡沫成型体的骨架表面以进行导电处理，并且随后进行电镀以沉积镍来形成镍层。与镍相同，例如，就导电性、耐腐蚀性和重量轻而言，铝也具有卓越的特性。在电池应用中，例如，作为锂离子电池的正极，使用表面涂布有活性材料——比如氧化锂钴——的铝箔。为了提高由铝形成的这种正极的容量，可以使用具有三维网络结构以及大的铝表面积的铝多孔体(下文中称为“铝多孔体”)，并且活性材料也可被填充入铝多孔体的多孔部分。这是因为，通过使用铝多孔体，即使电极厚度大，仍可以保持活性材料，从而实现每单位面积活性材料利用率的提高。通过对具有三维网络结构的树脂泡沫成型体进行铝电镀的方法来制造铝多孔体。专利文献1描述了涉及电容器的专利技术，该电容器包括通过该电镀方法获得的铝多孔体作为电极。根据专利文献1中所述的方法，具有三维网络结构的多孔树脂成型体可被均匀地镀上高纯度铝，从而制造出高品质的铝多孔体。引用列表专利文献专利文献1：日本未审查的专利申请公开号2012-007233
技术实现思路
技术问题上述锂离子电池和电容器——其为使用非水电解质的电化学装置——需要在已经充分去除了水的环境中进行制造。因此，待用作电极的集电体也需要被充分干燥。专利文献1中描述的并且用于电容器的铝多孔体在骨架的表面上吸附了相对大量的水。因此，为了使用铝多孔体作为使用非水电解质的这种电化学装置的电极，铝多孔体需要充分地进行干燥步骤。因此，本专利技术的专利技术人对如何减少铝多孔体的水吸附量进行了全面的研究。结果，专利技术人最近发现了，在具有三维网络结构并且通过现有电镀方法制造的铝多孔体中，在中空骨架部分形成有多孔表面层，并且该多孔层吸附了水。本专利技术的专利技术人进一步研究了形成多孔层的原因。结果，专利技术人已经发现，原因是用于对具有三维网络结构的树脂成型体赋予导电性的导电碳涂层材料。换言之，已经发现了，当使用现有的碳涂层材料时，不能为铝多孔体的中空骨架部分提供光滑的表面，并且不能减少水吸附量。因此，考虑上述新发现的问题，本专利技术的目标是提供导电树脂成型体，其具有三维网络结构，并且适于制造其中水吸附量小的铝多孔体。问题的解决方案为了实现这个目标，本专利技术采用了以下特征。根据本专利技术的导电树脂成型体是如此的导电树脂成型体：其包括具有三维网络结构的树脂成型体和在树脂成型体的骨架表面上至少包含炭黑和羧甲基纤维素的导电层。专利技术的有利效果本专利技术可以提供具有三维网络结构并且适于制造其中的水吸附量小的铝多孔体的导电树脂成型体。附图说明图1A是用电子显微镜(SEM)观察的实施例中的导电树脂成型体1的骨架的横截面的照片。图1B是用电子显微镜(SEM)观察的比较例中的导电树脂成型体A的骨架的横截面的照片。图2A是用电子显微镜(SEM)观察的实施例中的铝多孔体1的骨架的横截面的照片。图2B是用电子显微镜(SEM)观察的比较例中的铝多孔体A的骨架的横截面的照片。图3是铝多孔体被应用于锂离子电容器的结构实例的示意图。具体实施方式将首先列出并且描述本专利技术实施方式的特征。(1)根据本专利技术的导电树脂成型体是如此的导电树脂成型体：其包括具有三维网络结构的树脂成型体，以及在树脂成型体的骨架表面上至少包含炭黑和羧甲基纤维素的导电层。使用根据上述(1)的导电树脂成型体能够实现制造具有三维网络结构的铝多孔体，在该铝多孔体中水吸附量小。具体而言，在利用根据本专利技术实施方式的这种导电树脂成型体制造的铝多孔体中，中空骨架部分不具有多孔表面层，而是具有光滑的表面。结果，水吸附量小。(2)在根据本专利技术实施方式的导电树脂成型体中，优选地如此形成导电层：通过施加至少包含炭黑、羧甲基纤维素和水的碳涂层材料至树脂成型体的骨架的表面并且随后干燥碳涂层材料，并且碳涂层材料优选地具有100mPa·s以上和600mPa·s以下的黏度。具有100mPa·s以上和600mPa·s以下的黏度的碳涂层材料适于在具有三维网络结构的树脂成型体的骨架表面上形成均匀厚度的涂层膜。所以，利用具有这种黏度的碳涂层材料制造的导电树脂成型体骨架的表面上具有均匀的导电层，并且可以适于用作形成铝多孔体的基材。(3)在根据本专利技术实施方式的导电树脂成型体中，导电树脂成型体的导电层优选具有0.70g/m2以上和7.0g/m2以下的每单位面积涂层重量。在导电树脂成型体中，当导电层具有0.70g/m2以上和7.0g/m2以下的每单位面积涂层重量时，对导电树脂成型体的骨架表面赋予足够的导电性。因此，导电树脂成型体可被适于用作形成铝多孔体的基材。偶然地，在根据本专利技术实施方式的导电树脂成型体中，每单位面积的导电层的涂层重量被定义为根据具有三维网络结构的树脂成型体计算的导电层的质量，该树脂成型体具有80至98％的孔隙率、1m2/m3的比表面积(每单位体积的表面积)、1mm的厚度和1m2的表观面积。(4)根据本专利技术实施方式的结构是包括根据以上(1)至(3)的任一个的导电树脂成型体和导电树脂成型体的骨架表面上的铝膜的结构。在根据以上(4)的结构中，去除铝膜内部的导电树脂成型体能够实现制造其中中空骨架部分不具有多孔表面层的铝多孔体。(5)根据本专利技术实施方式的铝多孔体是通过从根据以上(4)的结构中去除导电树脂成型体获得的铝多孔体。在根据以上(5)的铝多孔体中，中空骨架部分不具有多孔表面层，而是具有光滑的表面，所以水吸附量小。由于该原因，当铝多孔体被用作使用非水电解质的储电装置的电极时，可以减轻干燥步骤的负担。(6)制造根据本专利技术实施方式的铝多孔体的方法是制造铝多孔体的方法，该方法包括通过熔融盐电解电镀在根据以上(1)至(3)的任一个的导电树脂成型体的表面上形成铝膜来制造结构的步骤，和从结构去除导电树脂成型体的步骤。制造根据以上(6)的铝多孔体的方法能够实现制造铝多孔体，其中中空骨架部分不具有多孔表面层并且水吸附量小。(7)根据本专利技术实施方式的集电体是包括根据以上(5)的铝多孔体的集电体。在根据以上(7)的集电体中，水吸附量小。因此，在制造使用非水电解质的储电装置的电极期间，可以减轻干燥步骤的负担。(8)根据本专利技术实施方式的电极是包括根据以上(5)的铝多孔体作为集电体的电极。根据以上(8)的电极包括根据本专利技术实施方式的铝多孔体作为集电体，在铝多孔体中水吸附量小的。因此，在制造使用非水电解质的储电装置期间，可以减轻干燥步骤的负担。(9)根据本专利技术实施方式的非水双电层电容器是包括根据以上(8)的电极的非水双电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电树脂成型体，其包括具有三维网络结构的树脂成型体和至少包含炭黑和羧甲基纤维素并且被布置在所述树脂成型体的骨架表面上的导电层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.31 JP 2014-016665;2014.09.26 JP 2014-196701.一种导电树脂成型体，其包括具有三维网络结构的树脂成型体和至少包含炭黑和羧甲基纤维素并且被布置在所述树脂成型体的骨架表面上的导电层。2.根据权利要求1所述的导电树脂成型体，其中，所述导电层是通过向所述树脂成型体的骨架表面施加至少包含炭黑、羧甲基纤维素和水的碳涂层材料并且随后干燥所述碳涂层材料而形成的，并且所述碳涂层材料具有100mPa·s以上600mPa·s以下的黏度。3.根据权利要求1或2所述的导电树脂成型体，其中，所述导电树脂成型体的所述导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村弘太郎，细江晃久，西村淳一，奥野一树，后藤健吾，境田英彰，本村隼一，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP