金属多孔体、由该多孔体构成的电池用电极板及电池制造技术

本发明专利技术的目的是使电极板卷成螺旋状装入圆筒型电池外壳时不出现完全断裂的现象。上述电极板由第一金属发泡体层和和第二金属发泡体层组成的双层结构，或在第一金属发泡体层和第二金属发泡体层间插入金属筛网层、金属非织造布层或／及具有一定图形空孔的金属片层形成三层以上的多层状层叠体构成。第二金属发泡体层的网眼数多于第一金属发泡体层，前者在５０ＰＰＩ以上８０ＰＰＩ以下，后者在３０ＰＰＩ以上６０ＰＰＩ以下。卷取时将第二金属发泡体层作为外周侧，第一金属发泡体层作为内周侧。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及层叠结构的金属多孔体、由该金属多孔体构成的电池用电极板及具备该电极板的电池。特别涉及镍镉电池、镍氢电池等各种二次电池中，卷成螺旋状装入圆筒型电池外壳的电极板。以往，镍镉电池、镍氢电池等使用的阳极板和阴极板都是对聚氨酯海绵等三维网状发泡体、非织造布、筛网等形成的多孔体片状物进行电镀处理而获得的金属多孔体。上述金属多孔体中，由对聚氨酯海绵进行电镀后除去灰渣，再对聚氨酯进行煅烧飞散而形成的金属发泡体组成的多孔体的空孔率大于冲孔金属等，所以，能够增加活性物质的填充量，且由于空孔以三维状态存在，所以填充的活性物质的保持能力较强，这种金属发泡体形成的金属多孔体适合作为电极用基板使用。以往提供的由上述金属发泡体组成的电极用基板如果是由金属发泡体单体形成的，则其两个侧面的网眼数大致相同。如果是在两侧配置金属发泡体，中央部分夹上金属筛网层或金属非织造布层形成三明治状，则两侧金属发泡体的网眼数因为配置了同一材料构成的聚氨酯海绵后进行了电镀，所以也大致相同。在上述金属发泡体组成的电极用基板中填入活性物质形成了电极板，填入活性物质后刚性有所增加。将该电极板卷成螺旋状装入圆筒型外壳中时，为使内径较小的电池外壳内可装入所需的或更多的电极板，中心内径通常以3mm左右非常小的曲率卷起，如图7(A)的照片和(B)的模拟图所示，具有刚性的电极板容易发生龟裂。特别是因为板厚的关系，由于外周比内周的伸率要大，所以，容易从外周开始发生龟裂C和断裂B。此外，近来随着对电池尺寸的小型化和高容量化的要求，这种倾向越来越明显。如果使对应于上述电极板的拉伸力的强度减小，则卷起时虽然会出现小的龟裂，但几乎不会出现严重龟裂和断裂。使电极板的强度减小的方法包括增加发泡体的网眼数，增多包围网眼(空孔)的骨架，这样在单位面积的电镀附着量相同的情况下，可减少附着在骨架上的电镀量，使形成的金属发泡体的骨架变细，导致强度下降的方法。但是，如果在连续搬送金属发泡体的同时填充活性物质，则拉伸强度较弱，存在提高搬送速度后不能够有效填充活性物质的问题。而且，对发泡体进行电镀时是在连续搬送发泡体的同时进行电镀，此时，与填充活性物质时一样，存在提高搬送速度后不能够有效电镀的问题。另外，如果网眼数增加，因网眼孔径变小，这样电镀就很难附着到聚氨酯海绵的截面内周，存在电镀不均的问题。针对上述情况，减少发泡体的网眼数，缩减包围网眼的骨架，这样在单位面积的电镀附着量相同的情况下，可增加附着在骨架上的电镀量，使形成的金属发泡体的骨架变粗，导致强度增加。拉伸强度增大，可提高填充活性物质时的搬送速度，提高生产率。但是，如上所述，由于拉伸强度变大，以较小的曲率卷起时很难卷取，而且，产生使存在的龟裂变得更深最终导致断裂的问题，以及断裂部分穿破隔层的问题。本专利技术是鉴于上述问题完成的。其目的是卷成螺旋状时不产生较深龟裂而导致的断裂，且能够顺利地卷取，并在填充活性物质时不使搬运速度下降。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种金属多孔体，它由第一金属发泡体层和第二金属发泡体层形成的双层，或在第一金属发泡体层和第二金属发泡体层间具备金属筛网层、金属非织造布层或/及具有一定图形的空孔的金属片层的三层以上的多层层叠体组成，且上述第一金属发泡体层和第二金属发泡体层的网眼数不同，可作为电池用电极基板使用。上述第一金属发泡体层的网眼数在30PPI以上60PPI以下，上述第二金属发泡体层网眼数在50PPI以上80PPI以下，第二金属发泡体层的网眼数多于第一金属发泡体层的网眼数。上述第一金属发泡体层的网眼数在30PPI以上60PPI以下，如果少于30PPI，则网眼数过少，活性物质的保持力较小，且活性物质没有导电性，如果网眼孔径较大就会使活性物质的利用率变差。如果多于60PPI，则与第二金属发泡体层的PPI相差无几。第二金属发泡体层的网眼数多于50PPI与少于50PPI的情况相比，前者较难产生小的龟裂。另外，如果多于80PPI，则拉伸强度过小。上述第一金属发泡体层的网眼数最好在45PPI以上55PPI以下，第二金属发泡体层的网眼数最好在56PPI以上65PPI以下。上述PPI是表示每1英寸的网眼数(空孔)的单位，30PPI是指每1英寸的网眼数约为30个。80PPI是指每1英寸的网眼数约为80个。如果网眼数少至30PPI，则包围空孔的骨架数较少，每1英寸的骨架的表面积较小。另一方面，如果网眼数多至80PPI，则包围空孔的骨架数较多，每1英寸的骨架表面积较大。因此，当发泡体上每1英寸见方附着等量的镀层时，网眼数越少，骨架的表面积越小，各骨架的电镀目付(日本织物单位面积重量，含每平方米4.356克)量越多，镀层越厚。而且，由于电镀附着时网眼孔径较大，所以，能够容易地均匀地电镀附着到聚氨酯海绵的截面内侧，这样包围网眼的骨架变粗，拉伸强度也变大。另一方面，网眼数越多，骨架的表面积越大，各骨架的电镀目付量越少，镀层越薄。而且，由于网眼孔径较小，所以，很难电镀附着到聚氨酯海绵的截面内侧，这样骨架变细，拉伸强度变弱。上述两侧的金属发泡体层最好以厚度为0.5mm～3.0mm、空孔径为200μm～800μm的聚氨酯海绵为基材。电镀的金属最适用的有Cu、Ni、Ni合金、Zn、Sn、Pd、Pb、Co、Fe等。制造上述金属多孔体时，首先，将网眼数不同的聚氨酯海绵等发泡体重叠，或以在其中夹上筛网、非织造布、具有一定图形的空孔的金属片的状态重叠，且重叠面用粘合剂粘合，或进行熔融电镀。然后进行烧结，除去灰渣后，将树脂煅烧飞散，就可制得两面具有不同网眼数的金属发泡体层的金属多孔体。本专利技术提供了在上述两面的网眼数不同、拉伸强度和伸长率不同的金属多孔体中填入了活性物质的电池用电极板。本专利技术还提供了将上述电池用电极板卷成螺旋状装入圆筒型外壳内，上述第二金属发泡体层置于外周侧，第一金属发泡体层置于内周侧的电池。如上所述，网眼数较多、骨架较细、拉伸强度较弱且伸长率较小的第二金属发泡体层作为外周侧卷成螺旋状装入时，在容易发生龟裂的外周侧设置了拉伸强度较弱且伸长较小的层，所以，产生了大量小的龟裂，这些小龟裂的产生，使电极板能够顺利地卷起装入。而且，由于外周侧出现了较多龟裂，所以，就很难出现深入到内周侧的龟裂，这样就能够防止电极板的断裂。另外，搬送作为电极板基板的金属多孔体并填充活性物质时，由于存在拉伸强度较大的第一金属发泡体层，所以，能够提高搬送速度，并增强拉伸力，使生产性有所提高。以下，参考附图对本专利技术的实施状态进行说明。附图说明图1表示实施状态1的金属多孔体1，它是由第一金属发泡体层3和第二金属发泡体层2组成的双层结构。上述第二金属发泡体层2的网眼数为60PPI，第一金属发泡体层3的网眼数为47PPI。因此，如图2(A)和(B)所示，第二金属发泡体层2的空孔2a较小，包围该空孔2a的金属制骨架2b较细，拉伸强度和伸长较小。另一方面，第一金属发泡体3的空孔3a较大，包围该空孔3a的骨架3b较粗，拉伸强度和伸长也较大。粘合网眼数为60PPI、厚度为0.9mm的聚氨酯海绵片和网眼数为47PPI、厚度0.9mm的聚氨酯海绵，形成厚度为1.4mm的双层聚氨酯海绵后，运送至电镀装置，赋予导电性后进行电镀。在该电镀装置中以400g/m2的目付量镀Ni。本文档来自技高网...

【技术保护点】
金属多孔体，所述金属多孔体由第一金属发泡体层和第二金属发泡体层组成的双层结构，或在第一金属发泡体层和第二金属发泡体层间插入金属筛网层、金属非织造布层或／及具有一定图形空孔的金属片层形成三层以上的多层状层叠体构成，且上述第一金属发泡体层和第二金属发泡体层的网眼数不同，可作为电池用电极基板使用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉川裕文，
申请(专利权)人：片山特殊工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]