[发明专利]铝多孔体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造铝多孔体的方法，其中，所述铝多孔体通过从铝结构体中除去聚氨酯树脂而制得，所述铝结构体是通过在具有三维网状结构的聚氨酯树脂多孔体的表面上形成铝膜而制备的；本发明还涉及所述铝多孔体。

背景技术

具有三维网状结构的金属多孔体被用于包括各种过滤器、催化剂载体和电池用电极在内的广泛的领域中。例如，由镍制成的CELMET（注册商标，由住友电气工业株式会社制造）被用作包括镍氢电池或镍镉电池在内的电池的电极材料。CELMET是具有连通的孔的金属多孔体，其特征在于具有比其它多孔体（如金属无纺布）更高的孔隙率（90%以上）。CELMET可以通过以下方式获得：在具有连通的孔的树脂多孔体（如聚氨酯泡沫）的骨架表面上形成镍层，然后通过热处理以分解该树脂发泡成形体，并进一步对镍进行还原处理。可以通过向树脂发泡成形体的骨架表面上涂布碳粉末等以对所述表面进行导电处理，然后对工件进行电镀以使镍沉淀，由此形成镍层。

与镍一样，铝在导电性、耐腐蚀性和重量轻等方面表现优异。在电池应用中，例如，将在表面涂布有活性材料（如钴酸锂）的铝箔用作锂电池的正极。为了增加正极的容量，可采用铝多孔体以提供大表面积，并且可将活性材料填充到铝多孔体中。在这种情况中，即使在电极具有较大厚度时仍可利用活性材料，并且获得了较高的每单位面积的活性材料利用率。

专利文献1描述了一种制造铝多孔体的方法，其中，通过电弧离子镀法，对具有连通的内部空间的三维网状塑料基材进行铝气相沉积处理，从而形成2μm至20μm的铝金属层。

依据这种方法，据称可以制造厚度为2μm至20μm的铝多孔体。然而，这种方法具有（例如）以下问题：由于采用了气相法，因此不容易制造具有大面积的铝多孔体，并且取决于基材的厚度或孔隙率，不容易形成直至内部仍为均匀的层；铝层的形成速度慢；由于（例如）制造设备昂贵，因而制造成本高；并且，当形成厚膜时，可能会发生膜破裂或铝脱落。

专利文献2描述了一种制造金属多孔体的方法，其中，在具有三维网状结构的树脂发泡成形体的骨架上形成由金属（如铜）制成的膜，所述金属能够在铝的熔点以下温度下与铝形成共晶合金；然后将铝糊状物涂布至树脂发泡成形体上，并且在非氧化气氛中在550℃以上且750℃以下的温度下进行热处理，由此将有机组分（树脂泡沫）蒸发并烧结所述铝粉末。

然而，因为这种方法提供了与铝形成共晶合金的层，所以不能形成高纯度的铝层。

可以采用其它方法，其中，用铝镀覆具有三维网状结构的树脂发泡成形体。虽然电镀铝的方法是已知的，然而由于铝对氧的化学亲和力大，且其电位较氢的电位低，因此难以在含有水溶液的镀浴中进行电镀。由于此原因，常规上，迄今为止研究了含有非水溶液的镀浴中的铝镀覆。例如，作为用铝镀覆金属表面以防止该表面被氧化的技术，专利文献3公开了一种铝电镀法，其中该方法使用了通过将卤化鎓和卤化铝混合熔融而制得的低熔点组合物作为镀浴，并且在将镀浴中的水含量维持在2质量%以下的同时，使铝沉积于负极上。

然而，铝电镀只允许金属表面的电镀，没有对树脂成形体的表面、特别是具有三维网状结构的树脂多孔体表面进行电镀的方法。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利No.3413662

专利文献2：日本专利No.3568052

专利文献3：日本专利No.3202072

发明内容

技术问题

本发明的发明人深入研究了对具有三维网状结构的聚氨酯树脂多孔体的表面进行铝电镀的方法。结果发现，这样的镀覆可以通过在熔融盐浴中用铝对至少表面被导电处理的聚氨酯树脂多孔体进行镀覆而得以实施。于是，发明人完成了铝多孔体的制造方法。这种制造方法提供了以聚氨酯树脂多孔体充当骨架芯部的铝结构体。这种由树脂和金属构成的复合物可以用于各种滤器、催化剂载体等用途。或者，当考虑到（例如）使用环境的制约而使用不含有树脂的金属结构时，将所述树脂除去以提供铝多孔体。