镀铝溶液、铝膜、树脂结构体、铝多孔体以及铝多孔体的制造方法_2

文档序号:9583283阅读:来源:国知局
烷基中,优选甲基、乙基、辛基等。从高效改善锻侣溶液的导电性的观点来看,优 选具有运些烷基的面化锭盐。
[004引在通式(1)中,对X并没有特别限制,只要X为面原子即可。然而,从锻液的稳定 性的观点来看,X优选为氯(C1)、漠度r)或舰(I)。
[0049] 锭盐优选为二甲胺盐酸盐或四甲胺盐酸盐,或二甲胺盐酸盐和四甲胺盐酸盐的混 合物。运些锭盐是优选的,因为运些盐在改善锻侣溶液的导电性方面效果高并且容易获得。
[0050] 在锻侣溶液中的锭盐的浓度为Ig/LW上45g/LW下。当锭盐的浓度小于Ig/L时, 可能不能充分改善锻侣溶液的导电性。当锭盐的浓度超过45g/L时,改善了锻侣溶液的导 电性。然而,当使用锻侣溶液来形成侣锻膜时,得到的侣锻膜中可能包含侣盐,并且不能获 得具有高纯度的侣锻膜。
[0051] 从运些观点来看,在锻侣溶液中的锭盐的浓度更优选为lOg/LW上36g/LW下,且 还更优选为15g/LW上27g/LW下。
[0052] 包含在锻侣溶液中的氯化侣的例子包括:氯化侣(AICI3)、漠化侣(A1B。)和舰化 侣(Alls)。
[0053] 包含在锻侣溶液中的烷基面化咪挫鐵优选具有1至5个碳原子的烷基。其具体例 子包括:1-乙基-3-甲基氯化咪挫鐵(EMIC)和1-下基-3-甲基氯化咪挫鐵度MIC)。
[0054] 包含在锻侣溶液中的烷基面化化晚鐵优选具有1至5个碳原子的烷基。其具体例 子包括:下基氯化化晚鐵度PC)和甲基氯化化晚鐵(MPC)。
[00巧]其中,通过混合氯化侣和1-乙基-3-甲基氯化咪挫鐵获得的离子液体是优选的, 因为该离子液体具有良好的液体性质。
[0056] 面化侣和烷基面化咪挫鐵、烷基面化化晚鐵、或烷基面化咪挫鐵和烷基面化化晚 鐵的混合比优选为1 :1W上3 :1W下,且更优选为3 :2W上2 :1W下。
[0057] 锻侣溶液也可通过混合面化侣和尿素化合物获得的。烷基面化咪挫鐵和烷基面化 化晚鐵是相对昂贵的有机氯化物。相反,尿素化合物是廉价的并且容易获得,由此,容易地 制备锻侣溶液。
[0058] 尿素化合物包含尿素和其衍生物并且没有特别地限制,只要当尿素化合物与氯化 侣混合时形成液体即可。例如,优选使用由通式(2)表示的化合物。
[0059] [化学式1]
[0060]
通式似
[0061] 在通式(2)中,R各自表示氨原子、具有1至6个碳原子的烷基、或苯基,并且R可 w彼此相同或不同。
[0062] 在上述尿素化合物中,使用尿素和二甲基尿素可能是特别优选的。
[0063] 通过混合尿素化合物和面化侣能够在室溫下形成离子液体。与烷基面化咪挫鐵和 烷基面化化晚鐵相比,尿素化合物更便宜且更容易获得。因此,能够W低成本制造锻侣溶 液。
[0064] 尿素化合物和氯化侣的混合比优选为尿素化合物:氯化侣=1:1.10至 1:1. 50 (摩尔比)。当氯化侣的混合比在1. 10W上时,能够将待形成的离子液体的粘度控制 在合适的范围内,并且能够W足够的电流密度高效地进行锻覆。当氯化侣的混合比在1.50 W下时,在树脂表面上形成的侣膜中,抑制了混入诸如氯化物之类的杂质,因此,能够获得 具有良好质量的侣膜。考虑到锻覆效率,氯化侣的混合量优选为大量。然而,氯化侣具有高 腐蚀性,因此,使用过大量的氯化侣不是优选地。
[0065] 尿素化合物和氯化侣的混合比更优选为尿素化合物:氯化侣=1:1. 10至1:1. 20, 且最优选为1:1. 13至1:1. 17(摩尔比)。
[0066]另外,据发现,当氯化侣的混合比为1. 13至1. 17,且特别地,为1. 15时,锻浴的电 阻显著地降低。优选将氯化侣的混合比控制在运个范围内,因为该范围能够降低对侣的电 锻所必需的电压,从而能够有助于节能和降低成本。此外,由于也抑制了在操作过程中锻液 溫度的增加,所W当将液体溫度维持恒定时,上述混合比也是有利的。
[0067]〈侣胺〉
[0068]根据本发明实施方案的侣膜是通过在根据本发明实施方案的锻侣溶液中使侣作 为阳极并使导电基材作为阴极,在导电基材的表面上电沉积侣而获得的。如上所述,锻侣溶 液具有良好的导电性,在操作过程中锻侣溶液的液体溫度的增加很小。因此,能够W低成本 高效地获得侣膜。
[0069]<树脂结构体〉
[0070] 根据本发明实施方案的树脂结构体是通过在锻侣溶液中使侣作为阳极并使具有 Ξ维网状结构且经导电处理的树脂成形体作为阴极,在树脂成形体的骨架的表面上电沉积 侣而获得的。
[0071]W下将具体描述树脂成形体和用于在树脂成形体上进行导电处理的方法。
[0072] 任意树脂可W被选择为树脂成形体的材料。该材料的例子包括由聚氨醋、Ξ聚氯 胺等制成的树脂发泡成形体。虽然该材料的例子被描述为"树脂发泡成形体",但是可W选 择具有任意形状的树脂成形体,只要该树脂成形体具有贯通孔(连通孔)即可。例如,可W 使用通过将诸如聚丙締或聚乙締之类的纤维状树脂彼此缠绕获得的无纺布类的材料来取 代树脂发泡成形体。
[0073] 树脂成形体优选具有80 %至98%的孔隙率和50μm至500μm的孔径。因为聚氨 醋泡沫和Ξ聚氯胺泡沫具有高孔隙率、其孔具有连通性W及它们具有良好的热分解性,因 此它们能够优选用作树脂成形体。从孔的均匀性和易获得等观点来看,W及从获得具有小 孔径的树脂成形体的观点来看,优选聚氨醋泡沫。由聚氨醋泡沫、Ξ聚氯胺泡沫等形成的树 脂发泡成形体通常含有残留物,诸如在发泡步骤中使用的泡沫稳定剂和未反应的单体等, 因此优选预先经过洗涂处理。
[0074] 树脂成形体的孔隙率由W下等式定义:
[007引孔隙率=(1-(多孔材料的质量[g]/(多孔材料的体积[cm3]X材料的密 度)))X100[% ]
[0076] 孔径通过W下方式确定:通过显微照相等方式放大树脂成形体的表面,计算每英 寸(25.4mm)的孔数作为单元格的数目(cellnumber),并通过下式计算平均值:平均孔径 =25. 4mm/单元格的数目。
[0077] 能够从包括已知方法的方法中选择树脂表面的导电处理。可采用包括通过化学锻 或气相法来形成由儀等构成的金属层的方法,和包括使用导电涂覆材料来形成金属或碳层 的方法。
[0078] 通过用化学锻或气相法在树脂表面上形成金属层,能够增加树脂表面的导电性。 另一方面,从导电性的观点来看,尽管通过碳涂覆的树脂表面的导电性稍差,但是可W进行 该导电处理,使得在锻覆后所得的侣结构体中不混入除了侣之外的金属。因此,能够制造基 本上由侣作为金属而构成的结构体。因为能够W低成本赋予导电性,所W该方法也是有利 的。
[0079] 通过向树脂成形体的骨架的表面涂布碳涂覆材料能够进行导电处理。在运种情况 下作为碳涂料使用的悬浮液优选除了碳颗粒之外还包含粘结剂、分散剂和分散介质。
[0080] 为了将碳颗粒均匀地涂布在树脂成形体的骨架的表面,需要将悬浮液维持在均匀 的悬浮状态。为此,悬浮液优选维持在20°C至40°C。通过将悬浮液的溫度维持在20°CW 上,能够维持均匀的悬浮状态,可W阻止仅有的粘结剂在形成树脂成形体的网络结构的骨 架的表面上浓缩并形成层,由此能够均匀地涂布碳颗粒。由于W运种方式均匀涂布的碳颗 粒层不易于剥离,所W能够形成与碳颗粒层牢固附着的侣锻层。另一方面,当悬浮液的溫 度在40°CW下,能够抑制分散剂的蒸发。因此,可W抑制运一现象:随着涂布处理时间的延 长,悬浮液并不容易浓缩。
[0081] 碳颗粒的粒径为0. 01μm至5μm,且优选为0. 01μm至0. 5μm。当粒径过大时, 碳颗粒可能堵塞树脂成形体的孔或抑制平滑锻覆。当粒径过小时,碳颗粒变得难W确保充 分的导电性。
[00的] < 侣多孔体〉
[0083] 根据本发明实施方案的侣多孔体为通过从根据本发明实施方案的树脂结构体中 除去树脂而获得的侣多孔体。该侣多孔体具有Ξ维网络结构并且当将其涂布在各种过滤 器、催化剂载体和电池电极等上时,能够显示良好的特性。
[0084] 对于从树脂结构体中除去树脂的方法没有特别的限制。例如,通过进行热处理烧 掉树脂,其中在氮气气氛或空气气氛中,在370°CW上(优选在500°CW上)加热树脂结构 体,在该溫度下树脂被分解。因此,能够获得侣多孔体。
[0085] <侣多孔体的制造方法〉
[0086] 根据本发明实施方案的侣多孔体的制造方法包括:在具有Ξ维网状结构的树脂 成形体的骨架的表面上进行导电处理的步骤;使用根据本发明实施方案的锻侣溶液,在经 过所述导电处理的所述树脂成形体的骨架的表面上电沉积侣膜,从而形成树脂结构体的步 骤;W及从所述树脂结构体中除去树脂的步骤。
[0087]-在树脂成形体上进行导电处理的步骤-
[0088] 在树脂成形体上的骨架的表面上形成导电层,进行运个步骤是为了赋予具有Ξ维 网状结构的树脂成形体导电性。优选使用上述树脂成形体作为具有Ξ维网状结构的树脂成 形体。也可W按照上述方式进行树脂成形体的导电处理。
[0089] -形成侣锻膜的步骤-
[0090] 为了在已经经过导电处理的树脂成形体的骨架的表面上形成侣膜,如上所述,在 根据本发明实施方案的锻侣溶液中,将侣作为阳极并使具有Ξ维网络结构且经过导电处理 的树脂成形体作为阴极。因此,在树脂成形体的骨架的表面上电沉积侣,能够获得树脂结构 体。
[0091] -除去树脂的步骤-
[0092] 为了从树脂结构体中除去树脂,如上所述,在氮气气氛、空气气氛等中进行热处 理。
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