JPWO2019141303A5 - - Google Patents
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フィルム状材料は、まさにフィルムと同じように、二つの次元に大きな寸法を有しそして第三の次元には比較的小さな寸法を持つシート形態またはウェブ形態の薄い材料である。フィルム状材料も、一般的に、連続ウェブとして製造され、ロールとされ、そして多くの場合に後で適した断片に切断される。フィルムとの相違点は、同様にｘ、ｙ及びｚによって特徴付けられるフィルム状材料の物体であって、ここでｘ及びｙは物体の面の寸法を、そしてｚはフィルム状材料の横断的寸法の方向を特徴付けるものであり、前記横断的寸法は、物体の一方の側から物体の反対側への測定できる距離を表し、そしてΔｘはフィルム状材料の長さ、Δｙは幅、そしてΔｚは横断的寸法を示すフィルム状材料の物体が、その寸法内で確かに連続しているが、原材料を空間を満たすようには連続していない、すなわちフィルム状材料を構成する原材料が、この物体が広がる三次元空間を、巨視的に完全には満たしていない点にある。応じて、不連続のまたは互いに繋がった部分体積（フリーの体積とも称される）がこの物体中に行き渡っている。独立部分体積とも称される不連続な部分体積は、或る一定の境界内のフリーの空間である、中空空間または中空体積または空洞である。これらの境界は、フィルム状材料を構成する原材料、境界層または構造によって形成される。 Film-like materials are thin materials in sheet or web form having large dimensions in two dimensions and relatively small dimensions in the third dimension, just like films. Filmic materials are also commonly manufactured as continuous webs, rolled and often later cut into suitable pieces. The difference from film is an object of filmic material similarly characterized by x, y and z, where x and y are the dimensions in the plane of the object and z is the transverse dimension of the filmic material. , the transverse dimension represents the measurable distance from one side of the object to the opposite side of the object, and Δx is the length of the filmic material, Δy is the width, and Δz is the transverse dimension. A body of film-like material exhibiting a specific dimension is indeed continuous within that dimension, but not so continuous that the raw material fills the space, i.e. the raw material that constitutes the film-like material extends The point is that the three-dimensional space is not completely filled macroscopically. Discontinuous or interconnected partial volumes (also called free volumes ) are accordingly distributed in this body. Discontinuous partial volumes , also called independent partial volumes , are hollow spaces or hollow volumes or cavities that are free spaces within certain boundaries. These boundaries are formed by raw materials, boundary layers or structures that make up the film-like material.
フィルム状機能材料は、互いに繋がった原材料の組成物である。フィルム状機能材料では、一つの原材料によってまたはキャリア媒体として形成された構造原材料によって取り囲まれたまたは画定された部分体積には、一つまたは複数の他の原材料が行き渡っているか、またはそれどころか、前記部分体積は、部分体積を画定する一つまたは複数の他の原材料、すなわち例えばキャリア媒体によって完全に満たされている。 A film-like functional material is a composition of raw materials that are connected to each other. In film-like functional materials, a partial volume surrounded or defined by one raw material or by a structural raw material formed as a carrier medium is permeated by one or more other raw materials, or even by said partial volume. The volume is completely filled with one or more other raw materials, eg carrier media, which define a partial volume .
キャリア媒体として形成された構造原材料の例としては、ポリテトラフルロエチレンの特別に加工された形態の一つである、ｅＰＴＦＥとも称される発泡ポリテトラフルオロエチレンを挙げることができる。これはフィルム状材料として形成することができる。加工プロセスの間は、多方向性ｅＰＴＦＥと言う。この製造プロセスによって生じた材料中にはＰＴＦＥ分子繊維が行き渡っており、そして７０パーセントまでが開口した充填可能な部分体積を有する多孔性構造を特徴とする。 An example of a structural raw material formed as a carrier medium is expanded polytetrafluoroethylene, also referred to as ePTFE, which is one of the specially engineered forms of polytetrafluoroethylene. It can be formed as a film-like material. During the fabrication process, it is referred to as multi-directional ePTFE. PTFE molecular fibers permeate the material produced by this manufacturing process and feature a porous structure with a fillable partial volume that is up to 70 percent open.
平坦な形状のテキスタイル形成物、例えば織物、経編物、緯編物、組物、不織布及びフェルトの形の原材料も、フィルム状材料のためのキャリア媒体として機能し得る。全てのテキスタイル製品の主成分は、テキスタイル繊維、すなわち、テキスタイル製造プロセスで加工できる、特に紡糸可能な繊維である。これは、それらの加工性の必要条件として十分な長さ並びに曲げ性及び柔軟性を持つ、線形形状の形成物、すなわち直径に対する長さの比率が１よりも本質的に大きい形成物である。繊維は、その形状により、限られた長さを有する繊維を意味する短繊維、及び連続繊維を意味するフィラメントに区別できる。 Raw materials in the form of flat-shaped textile formations such as wovens, warp knits, weft knits, braids, nonwovens and felts can also serve as carrier media for film-like materials. The main component of all textile products is textile fibres, i.e. in particular spinnable fibres, which can be processed in textile manufacturing processes. These are linear shaped formations, i.e. formations with a length to diameter ratio essentially greater than one, with sufficient length as well as bendability and flexibility as a prerequisite for their workability. Fibers can be distinguished according to their shape into short fibers, meaning fibers with a limited length, and filaments, meaning continuous fibers.
特に、上記課題は、少なくとも一つの所定の機能を満たし、従って、物理的、化学的、物理化学的、生物学的または他の技術的もしくは科学的な用途に使用可能な、フィルム状機能材料によって解決される。フィルム状機能材料においては、少なくとも一つの構造原材料から形成されており、キャリア全体積を含み、かつ≦１００μｍの横断的寸法を有するフィルム状媒体が配置され、これは、マトリックスとして、すなわち更なる原材料が埋設される基体として見なすることができる。キャリア媒体は、線形及び結節形に構成されたキャリア要素（以下、簡略して、線形及び結節形キャリア要素と称す）からストリップ形状の広がりを構成し、前記の線形に形成されたキャリア要素及び結節形に形成されたキャリア要素は、キャリア媒体の原材料成分を形成しそしてキャリア全体積中に行き渡っており、及び前記のストリップ形状の広がりは、その中に存在する互いに接続するキャリア全体積の部分体積を有しており、前記部分体積は、付近に存在するキャリア要素によって画定されている。この際、前記の線形及び結節形キャリア要素は、第一の機能を満たす第一の機能性原材料によりその周りが被覆されるようにコーティングされており、そして互いに接続した部分体積によって形成された、キャリア全体積の残りの体積は、第一の機能とは異なる第二の機能を満たす少なくとも一つの第二の機能性原材料で満たされている。 In particular, the above problems are addressed by film-like functional materials that fulfill at least one predetermined function and can therefore be used for physical, chemical, physicochemical, biological or other technical or scientific applications. resolved. In the film-like functional material, a film-like medium formed from at least one structural raw material, containing the entire carrier volume and having transverse dimensions of ≦100 μm is arranged, which acts as a matrix, i.e. the further raw material can be regarded as the substrate in which the is embedded. The carrier medium constitutes a strip-shaped extension from linearly and nodularly configured carrier elements (hereinafter referred to simply as linear and nodular carrier elements), said linearly shaped carrier elements and nodules The shaped carrier elements form the raw material component of the carrier medium and extend throughout the entire carrier volume, and said strip-shaped extensions are sub- volumes of the interconnected overall carrier volume present therein. and the partial volume is defined by carrier elements present in the vicinity. wherein said linear and nodular carrier elements are coated around them with a first functional raw material fulfilling a first function and formed by partial volumes connected to each other, The remaining volume of the total carrier volume is filled with at least one second functional ingredient that fulfills a second function different from the first function.
互いに接続した部分体積によって形成された、キャリア全体積の残りの体積を一つ超の第二の機能性原材料で充填する場合、各々の第二の機能性原材料は、第一の機能とは異なる少なくとも一つの機能を満たす。 If more than one second functional ingredient fills the remaining volume of the overall carrier volume formed by the interconnected partial volumes , each second functional ingredient differs from the first functional Satisfies at least one function.
部分体積に導入される第二のまたは更に別の機能性原材料によって、更なる機能を満たし得ることも本発明に属する事項である。更に、部分体積に導入される第二のまたは更なる機能性材料は必ずしも一つだけの機能を満たすのではなく、複数の機能を満たすこともできると常に理解されるべきである。この際、部分体積に導入される機能性原材料の少なくとも一つの能動的または非能動的機能は、キャリア要素の周りを被覆する第一の機能性原材料の能動的または非能動的機能とは異なる。 It is also subject to the invention that a further function can be fulfilled by means of a second or further functional raw material introduced into the partial volume . Furthermore, it should always be understood that the second or further functional material introduced into the partial volume does not necessarily fulfill only one function, but may fulfill multiple functions. At least one active or non-active function of the functional raw material introduced into the partial volume is then different from the active or non-active function of the first functional raw material coated around the carrier element.
線形キャリア要素は、少なくとも部分的に大きな間隔を互い間に有し、その結果、線形キャリア要素の表面がある幾何学的平面に基づいたそれらの平面効果は無視できる程度であり、そのため、線形キャリア要素によって画定された部分体積が互いにほぼ完全に区切られるということは起こらない。 The linear carrier elements are at least partially spaced apart from each other so that their planar effects are negligible based on the geometric plane in which the surfaces of the linear carrier elements lie, so that the linear carrier It does not occur that the sub -volumes defined by the elements are almost completely delimited from each other.
キャリア全体積に行き渡るキャリア要素は、部分的に、隣接するキャリア要素間に部分体積が画定されるように互いに間隔を開けて配置されている。画定された部分体積は、開口した互いに接続された自由空間として構成されている。この部分体積は、キャリア要素で充填されておらず、それ故、第一の機能性原材料により周りが覆われるようにコーティングされたキャリア要素間に、充填可能な間隙を形成する。本発明では、この部分体積、すなわち間隙は、少なくとも一種の第二の機能性原材料で充填されている。 The carrier elements that span the entire carrier volume are partially spaced from each other such that partial volumes are defined between adjacent carrier elements. The defined subvolumes are configured as open, interconnected free spaces. This partial volume is not filled with carrier elements and thus forms a fillable gap between the carrier elements which are coated over with the first functional raw material. In the present invention, this partial volume , or interstices, are filled with at least one second functional raw material.
更に、第一の機能性原材料とは、線形及び結節形キャリア要素がそれらの周りを被覆されるようにコーティングされる機能性原材料のことと常に理解され、そして第二の機能性原材料とは、キャリア要素によって画定された開口した互いに接続したフリーの部分体積中に導入される、すなわちそれらを充填する機能性原材料のことと常に理解されるべきである。この際、第二の機能性原材料は、キャリア要素から画定された開口の互いに接続したフリーの部分体積を、確かに完全に、しかし密にではなく充填する。これは、第二の機能性原材料の内部には、開口でかつ相互に接続していることができる比較的小さな体積、例えば孔の形態の体積だけでなく、追加的に他の第二の機能性原材料も存在し得ることを意味する。 Furthermore, a first functional raw material is always understood to mean a functional raw material that is coated such that the linear and nodular carrier elements are coated around them, and a second functional raw material is understood to mean It should always be understood that functional raw materials are introduced into, ie fill, the open interconnected free sub- volumes defined by the carrier elements. In this case, the second functional raw material certainly completely but not densely fills the interconnecting free partial volumes of the openings defined by the carrier element. This means that inside the second functional raw material there are not only relatively small volumes that can be open and interconnected, e.g. in the form of pores, but additionally other second functional raw material may also be present.
本発明のコンセプトでは、キャリア要素は第一の機能性原材料で周りを被覆され、この第一の機能性原材料は、少なくとも一つの能動的または非能動的機能を満たす。この際、コーティングされたフィルム状キャリア媒体のマトリックス形態は維持される。これは、キャリア媒体中の存在する空間の大きな部分、すなわちフリーの互いに接続した部分体積も維持されるが、キャリア要素の周りを覆う第一の機能性原材料の体積の分だけ低減することを意味する。特に、キャリア媒体の内部では、フリーの部分体積の全体積は、第一の機能性原材料によって周りを被覆されたキャリア要素の全体積よりも小さくない。好ましくは、フリーの部分体積の全体積と、第一の機能性原材料によって周りを被覆されたキャリア要素の全体積との比率は、少なくとも２：１または少なくとも５：１、特に好ましくは少なくとも１０：１である。 In the concept of the present invention, the carrier element is coated around with a first functional raw material, which fulfills at least one active or non-active function. At this time, the matrix form of the coated film carrier medium is maintained. This means that a large part of the space present in the carrier medium, i.e. the free interconnected partial volume , is also maintained, but reduced by the volume of the first functional raw material that wraps around the carrier element. do. In particular, inside the carrier medium, the total volume of the free partial volume is no smaller than the total volume of the carrier element around which the first functional raw material is coated. Preferably, the ratio of the total volume of the free partial volumes to the total volume of the carrier elements around which the first functional raw material is coated is at least 2:1 or at least 5:1, particularly preferably at least 10: 1.
フィルム状機能材料の存在する部分体積中には、能動的機能だけでなく、非能動的機能も満たす一つ以上の第二の機能性原材料を導入することができ、そしてフィルム状機能材料の上面及び下面は、第二の機能性原材料と強く付着した状態でコーティングされていることができる。この際、少なくとも一つの第二の機能性原材料は、少なくとも一つの能動的または非能動的機能を満たし、これは、第一の機能性原材料が満たす能動的または非能動的機能とは異なる。 One or more second functional raw materials can be introduced into the partial volume in which the film-like functional material exists, fulfilling not only the active function but also the non-active function, and the upper surface of the film-like functional material. and the lower surface can be coated in strong adherence with a second functional raw material. In this case, the at least one second functional ingredient fulfills at least one active or non-active function, which is different from the active or non-active function fulfilled by the first functional ingredient.
上記課題は、フィルム状機能材料を製造するための方法によっても解決される。この方法は次のステップ
・第一の機能を満たす第一の機能性原材料をキャリア要素上に施与することによって、キャリア媒体のキャリア要素の周りを被覆するステップ、及び
・互い接続された部分体積によって形成された、キャリア全体積のうちの残りの体積を、第一の機能とは異なる第二の機能を満たす少なくとも一つの第二の機能性原材料によって充填するステップ、
を含む。
The above problems are also solved by a method for producing a film-like functional material. The method comprises the following steps: coating the carrier medium around the carrier element by applying a first functional raw material that fulfills the first function onto the carrier element; and interconnecting partial volumes . filling the remaining volume of the total carrier volume formed by at least one second functional raw material that fulfills a second function different from the first function;
including.
電極フィルムは、概念的には、マトリックスとして見なすことができるキャリア媒体であって、それのキャリア要素が第一の電気伝導性機能性原材料、好ましくは金属、例えばアルミニウム、銅、銀、金、真鍮もしくは他の金属または金属合金でその周りが被覆されるようにコーティングされているキャリア媒体を有するフィルム状機能材料からなる。特殊なケースでは、他の電気伝導性機能性原材料、例えば伝導性ポリマーを、キャリア要素の周りを被覆する電気伝導性層の形成のために使用することもできる。キャリア媒体がキャリア要素の周りを被覆ようにコーティングするこの電気伝導性機能性原材料層は、電荷キャリア輸送の機能、すなわち電極フィルム中へのまたはそれからの電荷キャリアの輸送の機能を有し、これは、非能動的であるが、電極フィルムにとってなおも重要な機能である。キャリア媒体の実質的に全てのキャリア要素が互いに接続するために、ｘ－、ｙ－及びｚ－方向への電荷キャリアの流入及び流出が、それ故、電極フィルムの接点への電流フローも可能である。この際、金属被覆マトリックスとして見なすことができるこの形で金属被覆されたキャリア媒体は、≦１００μｍである厚さを有する。キャリア媒体としては、特に、≦１００μｍの横断的寸法を有するテキスタイル三次元平坦形成物が提案される。電極フィルムの形成のためには、金属被覆キャリア要素によって画定された、キャリア媒体中の存在する部分体積中に、少なくとも一つの第二の機能を満たす第二の機能性原材料を導入することが更に必要である。第二の機能性原材料が満たす第二の機能は、エネルギーまたは電荷キャリア貯蔵、すなわち電気的エネルギー貯蔵装置に使用される電極フィルムにとって特徴的な能動的機能である。また、部分体積中に導入される第二の機能性原材料が、上述した特徴的な機能以外の機能を満たすことも可能である。これは、非能動的機能、例えば電気伝導機能であることができる。第二の機能性原材料は、電極フィルムの機械的安定性にも寄与し得る。電極フィルムの上面及び下面は、強く付着した状態で第二の機能性原材料で有利にコーティングすることができる。 An electrode film is conceptually a carrier medium that can be viewed as a matrix, the carrier element of which is a first electrically conductive functional raw material, preferably a metal such as aluminium, copper, silver, gold, brass. or a film-like functional material having a carrier medium coated around it with another metal or metal alloy. In special cases, other electrically conductive functional raw materials, such as conductive polymers, can also be used for forming the electrically conductive layer that coats around the carrier element. This electrically conductive functional raw material layer that the carrier medium coats around the carrier element has the function of charge carrier transport, i.e. the transport of charge carriers into or out of the electrode film, which is , a non-active but still important function for electrode films. Inflow and outflow of charge carriers in the x-, y- and z-directions, and thus also current flow to the contacts of the electrode films, is possible because substantially all carrier elements of the carrier medium are connected to each other. be. The carrier medium metallized in this way, which can be regarded as a metallization matrix, has a thickness of ≦100 μm. As carrier medium, in particular textile three-dimensional flat structures with transverse dimensions of ≦100 μm are proposed. For the formation of the electrode film, it is furthermore introduced into the existing partial volume in the carrier medium defined by the metallized carrier element a second functional raw material fulfilling at least one second function. is necessary. A second function fulfilled by the second functional raw material is energy or charge carrier storage, an active function characteristic of electrode films used in electrical energy storage devices. It is also possible that the second functional ingredient introduced into the partial volume fulfills functions other than the characteristic functions mentioned above. This can be a non-active function, such as an electrical conduction function. A second functional raw material may also contribute to the mechanical stability of the electrode film. The top and bottom surfaces of the electrode film can advantageously be coated with the second functional raw material in a strongly adherent manner.
図１は、フィルム状機能材料１の原理的な構造を横断面で示す。フィルム状機能材料１は、マトリックスの形で形成された、構造材料からなるキャリア媒体２を有し、線形キャリア要素３ａ及び結節形キャリア要素３ｂとして形成されているそれのキャリア要素３は、第一の機能を満たす第一の機能性原材料４によってその周りが被覆されるようにコーティングされている。キャリア要素３ａ、３ｂによって部分体積５が画定され、これは、第一の機能となる異なる少なくとも一つの第二の機能を満たす第二の機能性原材料６で充填されている。フィルム状機能材料１は、用途に応じて、フィルム状電極材料１として、あるいはフィルム状アノード材料１としてもしくはアノードフィルム１として、またはフィルム状カソード材料としてもしくはカソードフィルム１とも称することができ、この際、フィルム状機能材料１の上面及び／または下面は、第二の機能性原材料６で完全に覆われている。 FIG. 1 shows the principle structure of a film-like functional material 1 in cross section. The film-like functional material 1 has a carrier medium 2 of structural material formed in the form of a matrix, the carrier elements 3 of which are formed as linear carrier elements 3a and nodular carrier elements 3b are arranged in a first It is coated with a first functional raw material 4 that satisfies the function of . The carrier elements 3a, 3b define a partial volume 5, which is filled with a second functional raw material 6 fulfilling at least one different second function which is the first function. The film-like functional material 1 can be referred to as a film-like electrode material 1, or as a film-like anode material 1 or as an anode film 1, or as a film-like cathode material or as a cathode film 1, depending on the application. , the upper surface and/or the lower surface of the film-like functional material 1 are completely covered with the second functional raw material 6 .
図２Ａには、キャリア媒体２の簡単な原理的な実施形態が概略的に示されている。線形キャリア要素３ａ及び結節状キャリア要素３ｂは、互いに垂直な面にのみ存在する。キャリア要素３ａ及び３ｂは、互いに接続されかつ全ての側面に対して開口したフリーの部分体積５を画定している。キャリア媒体２はフィルム状に形成される、すなわちそれのｘ及びｙ方向の寸法は、キャリア媒体２の横断的寸法７と称されるｚ方向の寸法よりもはるかに大きい。この条件は、たとえ図がこれを必ずしも明確に示していない場合でも、本発明の枠内において常に適用される。キャリア媒体２は、常に二つの異なるタイプのキャリア要素３ａ及び３ｂから構成され、これらはキャリア媒体２中に含まれる、構造原材料からなる全ての構造要素を含む。線形キャリア要素３ａは、例えばテキスタイル製品中の糸、または延伸ポリマー中のポリマー糸、または線形形成物、分子繊維、紡績繊維、紡織繊維、フィラメントもしくは他の線形形成物である。結節形キャリア要素３ｂは、例えば、テキスタイル織物中の縦糸及び横糸の交差糸、互いに絡み合った糸、構造原材料の糸状要素の密な集合部、（例えば延伸ポリマー中の）構造原材料の要素の点状の集団、構造原材料の立体的な堆積部または類似物である。キャリア要素３は、部分体積５を開き、これは、互いに接続しており、そして側面に対して、中でもキャリア媒体２の上面及び下面に対して開口している。図２Ａ中のキャリア媒体２の特別なケースでは、線形キャリア要素３ａ及び結節状キャリア要素３ｂは、常に、互いに垂直な平行な面に存在する。 A simple, principled embodiment of the carrier medium 2 is shown schematically in FIG. 2A. The linear carrier elements 3a and the nodular carrier elements 3b are present only in mutually perpendicular planes. The carrier elements 3a and 3b define a free partial volume 5 which is connected to each other and open on all sides. The carrier medium 2 is formed film-like, ie its x and y dimensions are much larger than its z dimension, referred to as the transverse dimension 7 of the carrier medium 2 . This condition always applies within the framework of the invention, even if the figures do not always show this explicitly. The carrier medium 2 always consists of two different types of carrier elements 3a and 3b, which comprise all the structural elements contained in the carrier medium 2 and made of structural raw material. Linear carrier elements 3a are for example threads in textile products or polymer threads in drawn polymers or linear formations, molecular fibers, spun fibers, textile fibers, filaments or other linear formations. Knot-shaped carrier elements 3b are, for example, interlaced warp and weft threads in textile fabrics, intertwined threads, dense collections of thread-like elements of structural raw material, punctiform elements of structural raw material (e.g. in drawn polymers). are clusters, cubic deposits or analogues of structural raw materials. The carrier element 3 opens partial volumes 5 , which are connected to each other and open to the sides, in particular to the top and bottom sides of the carrier medium 2 . In the special case of the carrier medium 2 in FIG. 2A, the linear carrier elements 3a and the nodular carrier elements 3b always lie in parallel planes perpendicular to each other.
図２Ｂには、図２Ａのキャリア媒体２と比べて、キャリア媒体２の比較的無秩序な配置の概略図が、フィルム状機能材料にとってキャリア媒体２のより典型的な形態の一つとして、示される。この概略図は、規則的な構造を有することがキャリア媒体２にとって必ずしも要求されないことを示すものである。線形キャリア要素３ａ及び結節状キャリア要素３ｂの分布は、事実、無秩序なものであることもできる。図２Ｂの場合においても、キャリア要素３ａ及び３ｂは、互いに接続しておりそして全ての面に対して開口したフリーの部分体積５を開けている。 FIG. 2B shows a schematic diagram of a relatively random arrangement of the carrier medium 2 compared to the carrier medium 2 of FIG. 2A, as one of the more typical forms of the carrier medium 2 for film-like functional materials. . This schematic shows that it is not necessary for the carrier medium 2 to have a regular structure. The distribution of linear carrier elements 3a and nodular carrier elements 3b can in fact be chaotic. Also in the case of FIG. 2B, the carrier elements 3a and 3b are connected to each other and leave a free partial volume 5 open to all sides.
図２Ｃには、キャリア媒体２としての延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルム、すなわちｅＰＴＦＥの走査電子顕微鏡写真（以下、簡略してＲＥＭ写真と称する）が上面図として示されている。線形キャリア要素３ａ及び結節形キャリア要素３ｂは無秩序である。線形キャリア要素３ａは、配向した分子繊維であり、結節形キャリア要素３ｂは、ポリテトラフルオロエチレン原材料成分の点状の集積部である。配向した分子繊維、すなわち線形キャリア要素３ａと結節形キャリア要素３ｂは、部分体積５を画定している。部分体積５は互いに接続している。 FIG. 2C shows a top view of a scanning electron micrograph (hereinafter simply referred to as an REM photograph) of an expanded polytetrafluoroethylene film, ie ePTFE, as carrier medium 2 . The linear carrier elements 3a and the nodular carrier elements 3b are chaotic. The linear carrier elements 3a are oriented molecular fibers and the nodular carrier elements 3b are point-like accumulations of polytetrafluoroethylene raw material components. Oriented molecular fibers, ie linear carrier elements 3a and nodular carrier elements 3b, define a partial volume 5. FIG. The partial volumes 5 are connected with each other.
図２Ｄには、テキスタイル織物の形のキャリア媒体２が概略的に示されている。線形キャリア要素３ａは、縦糸及び横糸と称される糸またはワイヤである。結節形キャリア要素３ｂは、縦糸及び横糸が交差する領域である。図２Ｄに示されるテキスタイル織物として形成されたこのキャリア媒体２は、全てのキャリア要素３が実質的に一つの平面内にあり、それにもかかわらずキャリア媒体２が三次元的な広がりを持つ場合の一例である。線形キャリア要素３ａ、すなわち縦糸及び横糸並びにそれらの交差点である結節形キャリア要素３ｂとの間には、開口の部分体積５が画定される。縦糸と横糸の交差から生じる距離は、キャリア媒体２の横断的寸法７に相当する。 A carrier medium 2 in the form of a textile fabric is schematically shown in FIG. 2D. The linear carrier elements 3a are threads or wires called warp and weft. The knotted carrier element 3b is the area where the warp and weft threads cross. This carrier medium 2 formed as a textile fabric, shown in FIG. 2D, has a three-dimensional extension when all the carrier elements 3 lie substantially in one plane and the carrier medium 2 nevertheless has a three-dimensional extent. An example. Between the linear carrier elements 3a, ie the warp and weft threads and their intersections, the knot-shaped carrier elements 3b, a partial volume 5 of the aperture is defined. The distance resulting from the crossing of the warp and weft threads corresponds to the transverse dimension 7 of the carrier medium 2 .
図２Ｅには、キャリア媒体２としてのテキスタイル編物の上面図の概略図が示される。このようなフィルム状テキスタイル形成物は、編み機で網の目を形成することによって糸システムから工業的に製造でき、それらは、編物類に属する。線形キャリア要素３ａは、この場合、紡織糸であり、結節形キャリア要素３ｂは、絡み合った糸から形成される。紡織糸から形成される線形キャリア要素３ａ、並びに紡織糸のそれらの絡み合い重なり合った部分である結節形キャリア要素３ｂの間に、開口した部分体積５が画定される。紡織糸の絡み合い重なり合った部分から生じる距離は、キャリア媒体２の横断的寸法７に相当する。 In FIG. 2E a schematic representation of a top view of a textile knit as carrier medium 2 is shown. Such film-like textile formations can be produced industrially from yarn systems by meshing on a knitting machine and they belong to the class of knitted fabrics. The linear carrier elements 3a are in this case textile threads and the knot-shaped carrier elements 3b are formed from intertwined threads. An open partial volume 5 is defined between the linear carrier elements 3a formed from the textile yarn and the knot-shaped carrier elements 3b which are their intertwined overlapping portions of the textile yarn. The distance resulting from the entangled overlapping portion of the yarn corresponds to the transverse dimension 7 of the carrier medium 2 .
図２Ｆには、キャリア媒体２としての組物の上面図のＲＥＭ写真が示されている。線形キャリア要素３ａは、紡織糸から形成され、結節形キャリア要素３ｂは、紡織糸の交差または集積から形成される。この例では、線形キャリア要素３ａ及び結節形キャリア要素３ｂの分布は統計学的である。複数の交差する紡織糸である結節形キャリア要素３ｂ、及び紡織糸の比較的大きな割合をなす線形キャリア要素３ａとの間に開口した部分体積５が画定される。 FIG. 2F shows a top view REM photograph of the set as carrier medium 2 . The linear carrier elements 3a are formed from textile yarns and the knot-shaped carrier elements 3b are formed from the crossings or accumulations of textile yarns. In this example, the distribution of linear carrier elements 3a and nodular carrier elements 3b is statistical. An open partial volume 5 is defined between the knot-shaped carrier elements 3b, which are a plurality of intersecting yarns, and the linear carrier elements 3a, which constitute a relatively large proportion of the yarns.
図３Ａには、テキスタイルキャリア媒体２からなるフィルム材料１の断面図が概略的に示されている。テキスタイルキャリア媒体２であるテキスタイル織物の線形キャリア要素３ａであるテキスタイル縦糸及び横糸、並びにそれらの交差領域である結節形キャリア要素３ｂは、第一の機能を満たす第一の機能性原材料４によってその周りが被覆されている。部分体積５は、第一の機能とは異なる少なくとも一つの第二の機能を満たす機能性原材料６で満たされている。キャリア媒体２の上面及び下面は、第二の機能性原材料６で覆われている。キャリア媒体２は、ガラス製織物であり、それの原理的な構造は図２Ｄに示されている。線形キャリア要素３ａ上にも、結節形キャリア要素３ｂ上にも、第一の機能を満たす第一の機能性原材料４が施与されている。第一の機能性原材料４は、線形及び結節形キャリア要素３ａ及び３ｂの周りを覆っている。ＤＡは、キャリア媒体２の横断的寸法７を示し、それのキャリア要素３は、第一の機能性原材料４でその周りが被覆されている。ＤＶｆＦＭは、上面及び下面が第二の機能性原材料６でコーティングされているフィルム状機能材料１の厚さを表す。 In FIG. 3A a cross-sectional view of a film material 1 consisting of a textile carrier medium 2 is schematically shown. The textile carrier medium 2, the linear carrier element 3a of the textile fabric, the textile warp and the weft, and the knot-shaped carrier element 3b, which is their intersection region, are surrounded by a first functional raw material 4 that fulfills the first function. is covered. Partial volume 5 is filled with functional raw material 6 fulfilling at least one second function different from the first function. The upper and lower surfaces of carrier medium 2 are covered with a second functional raw material 6 . The carrier medium 2 is a fabric made of glass, the principle structure of which is shown in FIG. 2D. A first functional raw material 4 fulfilling a first function is applied both on the linear carrier element 3a and on the nodular carrier element 3b. A first functional raw material 4 is wrapped around the linear and nodular carrier elements 3a and 3b. DA indicates the transverse dimension 7 of the carrier medium 2, the carrier element 3 of which is coated with the first functional raw material 4 around it. D VfFM represents the thickness of the film-like functional material 1 whose top and bottom surfaces are coated with the second functional raw material 6 .
図３Ｂは、図３Ａに示すフィルム状機能材料１との比較として、キャリア媒体２’として金属フィルム２’または金属被覆フィルム、好ましくは金属被覆ポリマーフィルムを備えた従来技術による慣用の電極フィルムの横断面を示す。キャリア媒体２’上には、図３Ａに従うフィルム状機能材料１の部分体積５を満たし並びに上面及び下面を強く付着した状態でコーティングしているのと同じ機能性原材料６が、両面に施与されている。この際、ＤＴＦは、キャリア媒体として機能するだけでなく、電荷搬入及び搬出の機能も満たす金属フィルム２’の厚さに相当する。ＤＶＦは、電極フィルムの厚さに相当する。図３Ｂの電極フィルムの厚さＤＶＦは、第二の機能性原材料６で両面がコーティングされた、図３Ａのフィルム状機能材料１の厚さＤＶｆＦＭに相当し、これはＤＶｆＦＭと示される。それ故、ＤＶｆＦＭ＝ＤＶＦである。 FIG. 3B shows a traverse of a conventional electrode film according to the prior art with a metal film 2′ or a metallized film, preferably a metallized polymer film, as carrier medium 2′ in comparison with the film-like functional material 1 shown in FIG. 3A. Show the face. On the carrier medium 2' the same functional raw material 6 is applied on both sides as filling the partial volume 5 of the film-like functional material 1 according to FIG. ing. The DTF then corresponds to the thickness of the metal film 2' which not only functions as a carrier medium, but also fulfills the function of charge import and export. DVF corresponds to the thickness of the electrode film. The thickness D VF of the electrode film in FIG . 3B corresponds to the thickness D VfFM of the film-like functional material 1 in FIG. . Therefore, D VfFM =D VF .
図３Ｃは、図３Ａに示されるフィルム状機能材料１の詳細な概略図を横断面で示す。この際、第二の機能性原材料６は、少なくとも一つの能動的機能及び少なくとも一つの非能動的機能を満たす。第二の機能性原材料６は、内側構造として開孔８を有するが、これは、部分体積５に相当しない。 FIG. 3C shows a detailed schematic diagram of the film-like functional material 1 shown in FIG. 3A in cross section. At this time, the second functional raw material 6 fulfills at least one active function and at least one non-active function. The second functional raw material 6 has apertures 8 as inner structure, which does not correspond to the partial volume 5 .
図４Ａには、アルミニウム電解コンデンサのためのアノードフィルム１、すなわち電極としての使用におけるフィルム状機能材料１が横断面で示されており、ここで、キャリア媒体２は、図２Ｄに示されるようにガラス製織物である。キャリア要素３は、第一の機能性原材料４としてのアルミニウムによって周りが被覆されるようにコーティングされている。層厚は、電極のタイプに応じて、０．２μｍ～４μｍの範囲であることができる。部分体積５中には、第二の機能性原材料６として高多孔性アルミニウムが導入されている。この高多孔性アルミニウムは、キャリア媒体２の上面及び下面にも存在している。図４Ａの右側に示される一断面の拡大図からは、高多孔性アルミニウムが、高多孔性アルミニウム本体９と、この高多孔性アルミニウム本体９の表面上に形成した酸化アルミニウム層１０と、開口の孔８からなることが分かる。第二の機能性原材料６中の開口の孔８は、電気エネルギー貯蔵装置の電極としてのフィルム状機能材料１の用途では、電解質を取り込むのに役立つ。酸化アルミニウム層１０は、高多孔性アルミニウム本体９の表面上に陽極酸化によって生成されたものであり、これは、アルミニウム電解コンデンサの誘電層となる。高多孔性アルミニウム本体は、非能動的機能、すなわち電荷キャリア搬入及び搬出を満たす。酸化アルミニウム層１０は、電荷キャリア蓄積の能動的機能、すなわち、アルミニウム電解コンデンサのためのアノードフィルム１としてのフィルム状機能材料１の用途の特徴的な機能としての電荷キャリア蓄積を満たす。開口の孔８は、電解質で満たされている。この意味で、これらは、電解質のための容量を提供することで、非能動的の機能を満たす。部分体積５中での高多孔性アルミニウムの導入並びにキャリア媒体２の上面及び下面への施与は、好ましくは真空技術的コーティング法によって行われる。 FIG. 4A shows in cross section an anode film 1 for an aluminum electrolytic capacitor, i.e. a film-like functional material 1 in use as an electrode, wherein the carrier medium 2, as shown in FIG. 2D Glass fabric. The carrier element 3 is coated around with aluminum as the first functional raw material 4 . The layer thickness can range from 0.2 μm to 4 μm, depending on the electrode type. Highly porous aluminum is introduced into the partial volume 5 as a second functional raw material 6 . This highly porous aluminum is also present on the top and bottom surfaces of the carrier medium 2 . From the enlarged view of one cross section shown on the right side of FIG. It can be seen that it consists of holes 8 . The open pores 8 in the second functional raw material 6 serve to incorporate electrolyte in the application of the film-like functional material 1 as an electrode of an electrical energy storage device. The aluminum oxide layer 10 is produced by anodization on the surface of the highly porous aluminum body 9, which becomes the dielectric layer of the aluminum electrolytic capacitor. The highly porous aluminum body fulfills the non-active functions, namely charge carrier import and export. The aluminum oxide layer 10 fulfills the active function of charge carrier storage, ie charge carrier storage as a characteristic feature of the application of the film-like functional material 1 as anode film 1 for aluminum electrolytic capacitors. The open pores 8 are filled with electrolyte. In this sense they fulfill a non-active function by providing capacity for the electrolyte. The introduction of the highly porous aluminum in the partial volume 5 and the application to the upper and lower sides of the carrier medium 2 are preferably carried out by vacuum-technical coating methods.
キャリア要素３の周りを被覆する第一の機能性原材料４としてのアルミニウムの量は、電気伝導性の要求に十分となり得る寸法を有する必要がある。一般的には、０．２μｍと４μｍとの間の厚さを有するアルミニウム層がこれに相当する。この要求を保証するためには、例えば、キャリア媒体２として、それぞれ１ｃｍあたり２２の縦糸及び横糸を有するガラス製織物が使用される。この織物は平坦化される。圧縮することによって、幅の寸法が１８０μｍであり、そして糸の高さが１５．５μｍの縦糸及び横糸が生じる。アルミニウム層の形の第一の機能性原材料４が周りを被覆するようにこれらの糸に施与されており、これは、優れた電気伝導特性を特徴とする。それ故、キャリア媒体は、第一の機能性原材料４で、すなわちアルミニウムで金属被覆されており、この際、縦糸及び横糸の周りを被覆するようにこれらに施与されたアルミニウムの層厚は、平均して約２．５μｍである。それ故、金属被覆キャリア媒体２の横断的寸法７は、３６μｍとなる。金属被覆キャリア媒体２の部分体積５中には、すなわちガラス製織物の目の空間中には、第二の機能性原材料６として高多孔性アルミニウムが堆積された。フィルム状機能材料１の上面及び下面には、同様に、それぞれ３２μｍの層厚の高多孔性アルミニウムを堆積した。アノードフィルム１の全厚は１００μｍである。 The amount of aluminum as the first functional raw material 4 coated around the carrier element 3 should have dimensions that can be sufficient for the electrical conductivity requirements. Typically, an aluminum layer with a thickness of between 0.2 μm and 4 μm corresponds to this. To ensure this requirement, for example, a glass fabric with 22 warp and weft threads per cm is used as the carrier medium 2 . This fabric is flattened. Compression produces warp and weft yarns with a width dimension of 180 μm and a yarn height of 15.5 μm. A first functional raw material 4 in the form of an aluminum layer is applied to these threads in a wrapping manner, which is characterized by excellent electrical conducting properties. The carrier medium is therefore metallized with a first functional raw material 4, i.e. with aluminum, the thickness of the aluminum layer applied to the warp and weft threads so as to coat them around: It averages about 2.5 μm. The transverse dimension 7 of the metal-coated carrier medium 2 is therefore 36 μm. Highly porous aluminum was deposited as a second functional raw material 6 in the partial volume 5 of the metal-coated carrier medium 2, ie in the interstitial spaces of the glass fabric. On the upper and lower surfaces of the film-like functional material 1, highly porous aluminum was similarly deposited with a layer thickness of 32 μm. The total thickness of the anode film 1 is 100 μm.
図５Ｂには、リチウムイオン電池のカソード１としてのフィルム状機能材料１の用途が横断面で概略的に示されている。フィルム状機能材料１は、キャリア媒体２としての三次元的なテキスタイル平坦形成物を、それぞれ１ｃｍあたり１８本の縦糸及び１８本の横糸を有するガラス製織物の形で有している。線形キャリア要素３ａである縦糸及び横糸は、直径が約３５μｍのおおよそ円形の断面を有する。縦糸及び横糸が交差する領域は、結節形キャリア要素３ｂを構成する。キャリア要素３ａ及び３ｂには、それらの周りを被覆するように第一の機能性原材料４としてのアルミニウムが施与されている。施与されるアルミニウムの層厚は約７μｍである。金属被覆されたキャリア媒体２の部分体積５、すなわち縦糸と横糸との間の目の空間５は、第二の機能性原材料６で充填される。フィルム状機能材料１の上面及び下面は、追加的に、厚さが５５μｍの第二の機能性原材料６でそれぞれコーティングされる。第二の機能性原材料６は、リチウム鉄ホスフェート、伝導性カーボンブラック、溶剤、バインダー及び添加剤の混合物からなる。新規のカソード１をカレンダー加工した。この際、カレンダー加工とは、フィルム状機能材料１を、複数の相次いで配置された加熱及び研磨されたロールの間の間隙に次々に通し、それによってフィルム状機能材料１、すなわちカソード１の圧密化及び強化を引き起こすことを意味する。カソード１の厚さＤＶｆＦＭは、このプロセスの後に１９４μｍであり、それによって、従来技術からの図５Ａに示す解決策との比較が容易に可能となる。 FIG. 5B schematically shows in cross section the application of the film-like functional material 1 as the cathode 1 of a lithium-ion battery. The film-like functional material 1 has a three-dimensional textile flat structure as carrier medium 2 in the form of a glass fabric with 18 warp threads and 18 weft threads per cm each. The linear carrier elements 3a, warp and weft, have a roughly circular cross-section with a diameter of about 35 μm. The areas where the warp and weft threads cross constitute the knot-shaped carrier elements 3b. The carrier elements 3a and 3b are provided with aluminum as the first functional raw material 4 in a coating around them. The applied aluminum layer thickness is about 7 μm. A partial volume 5 of the metallized carrier medium 2 , ie the interspace 5 between the warp and weft threads, is filled with a second functional raw material 6 . The upper and lower surfaces of the film-like functional material 1 are additionally each coated with a second functional raw material 6 having a thickness of 55 μm. The second functional raw material 6 consists of a mixture of lithium iron phosphate, conductive carbon black, solvents, binders and additives. New cathode 1 was calendered. In this case, calendering means passing the film-like functional material 1 through the gaps between a plurality of successively arranged heated and polished rolls, thereby consolidating the film-like functional material 1, ie the cathode 1. It means to cause transformation and strengthening. The thickness D VfFM of the cathode 1 is 194 μm after this process, which allows easy comparison with the solution shown in FIG. 5A from the prior art.
図６には、フィルム状機能材料の使用下でのリチウムイオン電池のアノード１が断面図として概略的に示されている。アノード１は、それぞれ１センチメータあたり２０本の縦糸及び２０本の横糸を有するキャリア媒体２としてのスチールワイヤ製織物を有する。従って、縦糸及び横糸はモノフィラメントであり、そして約１５μｍの直径を有する。キャリア要素３（線形キャリア要素３ａとしてのワイヤ及び結節形キャリア要素３ｂとしてのそれらの交差点）には、第一の機能性原材料４として、厚さが約４μｍの密な銅層がそれらの周りを被覆するように施与されている。キャリア要素３によって画定された部分体積５は、第二の機能性原材料６で充填されている。フィルム状機能材料１の上面及び下面は、厚さが７５μｍの第二の機能性原材料６でそれぞれコーティングされている。第二の機能性原材料は開口の孔を持つグラファイトである。アノード１は、従来技術でも通例のようにカレンダー加工した。アノード１の厚さＤＶｆＦＭはカレンダー加工後に１８８μｍである。 FIG. 6 schematically shows the anode 1 of a lithium-ion battery with the use of a film-like functional material in cross section. The anode 1 has a steel wire fabric as carrier medium 2 with 20 warp and 20 weft threads per centimeter each. The warp and weft threads are therefore monofilaments and have a diameter of about 15 μm. On the carrier elements 3 (wires as linear carrier elements 3a and their intersections as nodular carrier elements 3b), as first functional raw material 4, a dense copper layer with a thickness of about 4 μm is wrapped around them. It is applied in a covering manner. A partial volume 5 defined by the carrier element 3 is filled with a second functional raw material 6 . The upper and lower surfaces of the film-like functional material 1 are each coated with a second functional raw material 6 having a thickness of 75 μm. A second functional raw material is graphite with open pores. Anode 1 was calendered as is customary in the prior art. The thickness D VfFM of anode 1 is 188 μm after calendering.
フィルム状機能材料の使用下での本発明によるカソード１またはアノード１の製造は、以下のように行うことができる：
キャリア媒体２としては、テキスタイル織物が使用される。キャリア要素３、すなわち線形キャリア要素３ａとしての縦糸及び横糸と、結節形キャリア要素３ｂとしての縦糸及び横糸の交差領域は、第一の機能性原材料４としての、使用目的に相応して電気伝導性の金属、例えばアルミニウムまたは銅により強く付着した状態に周りを被覆するようにコーティングされている。層厚は１μｍと４μｍとの間である。本発明の関係においては、キャリア媒体２は、フィルム状機能材料１の機械的安定性に役立ち、そして第一の機能性原材料４は、電荷キャリアの送入及び送出の非能動的機能を満たす。それにもかかわらず、第一の機能性原材料４は、フィルム状機能材料１の機械的安定性の向上にも寄与し得る。第一の機能性原材料４によるキャリア要素３のコーティングは、真空技術的ＰＶＤ法もしくは溶射法を用いて（この際、方法の実行に応じて、場合よっては、熱的後処理を既に記載したように行うことができる）、記載した化学的及び電気化学的方法によって、または溶融金属浴中でのキャリア媒体の溶融めっき（この場合、金属の溶融温度は、テキスタイル織物の破壊を招くであろう温度未満である必要がある）によって実現することができる。その後、第一の機能性原材料４により周りが被覆されるようにコーティングされたキャリア要素３によって画定される部分体積５を、第二の機能性原材料６で充填する。そうしてフィルム状機能材料１が生じ、これは、次いで、従来技術から既知の方法を用いてカソード１またはアノード１に更に加工される。
The production of the cathode 1 or anode 1 according to the invention using film-like functional materials can be carried out as follows:
A textile fabric is used as the carrier medium 2 . Carrier elements 3, ie warp and weft threads as linear carrier elements 3a and intersecting regions of warp and weft threads as knot-shaped carrier elements 3b, are, as first functional raw material 4, correspondingly electrically conductive metal, such as aluminum or copper, is coated around it in a more strongly adherent manner. The layer thickness is between 1 and 4 μm. In the context of the present invention, the carrier medium 2 serves the mechanical stability of the film-like functional material 1 and the first functional raw material 4 fulfills the non-active function of charge carrier input and delivery. Nevertheless, the first functional raw material 4 can also contribute to improving the mechanical stability of the film-like functional material 1 . The coating of the carrier element 3 with the first functional raw material 4 is carried out using a vacuum-technical PVD method or a thermal spraying method (depending on the implementation of the method, optionally with a thermal post-treatment as already mentioned). ), by the chemical and electrochemical methods described, or by hot-dip plating of the carrier medium in a molten metal bath (where the melting temperature of the metal is a temperature that would lead to the destruction of the textile fabric). must be less than). The partial volume 5 defined by the carrier element 3 coated around it with the first functional raw material 4 is then filled with the second functional raw material 6 . A film-like functional material 1 is thus produced, which is then further processed into a cathode 1 or anode 1 using methods known from the prior art.
本発明によるフィルム状機能材料１のためのキャリア媒体２として適したテキスタイル織物は、必ずしも縦糸及び横糸の高い密度を特色とするべきではなく、線形キャリア要素３ａとしての縦糸及び横糸並びに結節形キャリア要素３ｂとしてのそれらの交差点によって、十分に大きな部分体積５が開かれているべきであるが、ただし、テキスタイル織物の機械的安定性がキャリア機能のために十分に高いことが条件である。 A textile fabric suitable as carrier medium 2 for the film-like functional material 1 according to the invention should not necessarily feature a high density of warp and weft threads, but warp and weft threads as linear carrier elements 3a as well as knot-shaped carrier elements. A sufficiently large partial volume 5 should be opened by their intersection as 3b, provided that the mechanical stability of the textile fabric is sufficiently high for the carrier function.
以下には、アルミニウム電解コンデンサのためのアノードフィルムを記載する：
アノードフィルムは１００μｍの厚さを有する。キャリア媒体２はガラス製織物（ＥＣ５ ５．５ １×０ ５ ５．５ １×０）である。このガラス製織物は、１ｃｍあたり２２本の縦糸及び２２本の横糸の糸密度を有する。縦糸及び横糸は、それぞれ、５μｍの直径を有するフィラメントからなり、この際、糸幅は１６０μｍ、糸高さは１７．５μｍである。縦糸及び横糸上には、第一の機能性原材料４として２．５μｍ厚のアルミニウム層が施与される。この金属被覆ガラス製織物は、以下の幾何学的な大きさを特徴とする。・金属被覆織物の横断的寸法７は０．００４ｃｍ、すなわち４０μｍである。
・金属被覆ガラス製織物の目は、約０．０３１×０．３１ｃｍの大きさを有する。
・金属被覆ガラス製織物は、ガラス製織物ベース面積１ｃｍ２を基準にして約０．００４ｃｍ３の体積である。
・フィルム状機能材料１の体積の約３８．３６％は金属被覆ガラス製織物によって占められ、線形及び結節形キャリア要素によって画定される開口の互いに接続した部分体積５の合計は、該フィルム状機能材料１のこの体積の６１．６４％である。
The following describes anode films for aluminum electrolytic capacitors:
The anode film has a thickness of 100 μm. Carrier medium 2 is glass fabric (EC5 5.5 1x0 5 5.5 1x0). This glass fabric has a thread density of 22 warp and 22 weft threads per cm. The warp and weft threads each consist of filaments with a diameter of 5 μm, with a thread width of 160 μm and a thread height of 17.5 μm. A 2.5 μm thick aluminum layer is applied as first functional raw material 4 onto the warp and weft threads. This metallized glass fabric is characterized by the following geometric dimensions: • The transverse dimension 7 of the metallized fabric is 0.004 cm, ie 40 µm.
• The mesh of the metallized glass fabric has dimensions of approximately 0.031 x 0.31 cm.
• The metallized glass fabric has a volume of about 0.004 cm3 based on a glass fabric base area of 1 cm2 .
Approximately 38.36% of the volume of the film-like functional material 1 is occupied by the metallized glass fabric, the sum of the interconnected partial volumes 5 of the openings defined by the linear and nodular carrier elements being the total volume of the film-like functional material 1 61.64% of this volume of Material 1.
部分体積５は、第二の機能性原材料６としての高多孔性アルミニウムによって充填されている。そうして、フィルム状機能材料１が生じる。アノードフィルムを形成するためには、このフィルム状機能材料１の上面及び下面も同様に高多孔性アルミニウムでコーティングされる。こうして完成したアノードフィルム１は、以下の幾何学的な大きさを特徴とする。
・フィルム状機能材料１の上面及び下面に施与された高多孔性アルミニウム、すなわち第二の機能性原材料の体積の合計は、アノードフィルムベース面積の１平方センチメータを基準にして０．００６ｃｍ３である。
・電解コンデンサにとって特徴的な電荷キャリア蓄積の機能を満たす高多孔性アルミニウム、すなわち第二の機能性原材料の全体積は、アノードフィルムベース面積１平方センチメータに基づいて０．００８５ｃｍ３である。
・高多孔性アルミニウムは、アノードフィルムの全体積の８５％を占める。
Partial volume 5 is filled with highly porous aluminum as second functional raw material 6 . Thus, a film-like functional material 1 is produced. To form an anode film, the upper and lower surfaces of this film-like functional material 1 are likewise coated with highly porous aluminum. The anode film 1 thus completed is characterized by the following geometric dimensions.
The total volume of highly porous aluminum applied to the upper and lower surfaces of the film-like functional material 1, ie the second functional raw material, is 0.006 cm 3 based on 1 square centimeter of the anode film base area. is.
• The total volume of highly porous aluminum, the second functional raw material, which fulfills the function of charge carrier storage characteristic for electrolytic capacitors, is 0.0085 cm 3 based on 1 square centimeter of anode film base area.
• Highly porous aluminum occupies 85% of the total volume of the anode film.
１ フィルム状機能材料、フィルム状アノード材料またはアノードフィルム、フィルム状カソード材料またはカソードフィルム
１’ 従来技術よる慣用の電極フィルム、従来技術によるアノードまたはカソード、従来技術によるフィルム状機能材料、従来技術による電解コンデンサのためのアノードフィルム
２ キャリア媒体
２’ 従来技術におけるキャリア媒体；従来技術における金属キャリアフィルム、金属被覆ポリマーフィルム、アルミニウムフィルム
３ キャリア要素
３ａ 線形キャリア要素
３ｂ 結節形キャリア要素
４ 第一の機能材料、第一の機能性原材料
５ 部分体積、織物の目の空間
６ 第二の機能材料；第二の機能性原材料
７ キャリア媒体２の横断的寸法
８ 開口の孔
９ アルミニウム本体
１０ 酸化アルミニウム層
ＤＡ キャリア媒体２の横断的寸法
ＤＶｆＦＭ コーティングされたフィルム状機能材料１の厚さ
ＤＴＦ キャリアフィルム２’の厚さ
ＤＶＦ 電極フィルムの厚さ
1 film-like functional material, film-like anode material or anode film, film-like cathode material or cathode film 1′ conventional electrode film according to the prior art, anode or cathode according to the prior art, film-like functional material according to the prior art, electrolysis according to the prior art Anode film for capacitors 2 Carrier medium 2' Carrier medium in the prior art; metal carrier film, metallized polymer film, aluminum film in the prior art 3 Carrier element 3a Linear carrier element 3b Nodular carrier element 4 First functional material, First functional raw material 5 Partial volume , interspace of fabric mesh 6 Second functional material; Second functional raw material 7 Transverse dimensions of carrier medium 2 8 Orifice holes 9 Aluminum body 10 Aluminum oxide layer D A carrier Transverse dimension D of medium 2 Thickness D of film-like functional material 1 coated with VfFM Thickness of TF carrier film 2' D Thickness of VF electrode film
Claims (2)
少なくとも一つの構造原材料から形成されており、キャリア全体積を含みそして≦１００μｍの横断的寸法（７）を有するフィルム状キャリア媒体（２）がその中に配置されており、
前記フィルム状キャリア媒体（２）は、マトリックスとして見なすことができ、そして線形に形成されたキャリア要素（３ａ）及び結節形に形成されたキャリア要素（３ｂ）からストリップ形状の広がりを構成し、
前記の線形に形成されたキャリア要素（３ａ）は一つの次元では大きく（大きい次元）、そして二つの他の次元では小さく（二つの比較的小さい次元）なるように形成されており、この際、前記の大きい次元と前記の二つの比較的小さい次元との比率は少なくとも５０：１であり、そして前記の二つの比較的小さい次元間の比率は１：５以上であるが、５：１以下であり、
前記の線形に形成されたキャリア要素（３ａ）及び結節形に形成されたキャリア要素（３ｂ）は、キャリア媒体（２）の原材料成分を形成しそしてキャリア全体積中に行き渡っており、及び
前記のストリップ形状の広がりは、その中に存在する互いに接続するキャリア全体積のうちの部分体積（５）を有しており、前記部分体積（５）は、付近に存在するキャリア要素（３）によって画定されている、
フィルム状機能材料（１）であって、
前記の線形キャリア要素（３ａ）は、互い間に少なくとも部分的に大きな間隔を有し、これは、前記の線形キャリア要素（３ａ）の前記の二つの比較的小さな次元のうちの大きい方に対する比率が５：１超であり、
前記の線形に形成されたキャリア要素（３ｂ）及び結節形に形成されたキャリア要素（３ｂ）は、第一の機能を満たす第一の機能性原材料（４）によりその周りが被覆されるようにコーティングされており、及び
前記の互いに接続する部分体積（５）によって構成された、キャリア全体積のうちの残りの体積は、前記第一の機能とは異なる第二の機能を満たす少なくとも一つの第二の機能性原材料（６）によって完全にではあるが、密にではなく充填されている、前記フィルム状機能材料（１）。 In a film-like functional material (1) that fulfills at least one predetermined function and is therefore usable for physical, chemical, physicochemical and biological applications,
a film-like carrier medium (2) formed from at least one structural raw material, comprising a total carrier volume and having a transverse dimension (7) of ≦100 μm disposed therein;
said film-like carrier medium (2) can be viewed as a matrix and constitutes a strip-shaped extent from linearly formed carrier elements (3a) and nodularly formed carrier elements (3b),
Said linearly shaped carrier element (3a) is shaped to be large in one dimension (large dimension) and small in two other dimensions (two smaller dimensions), wherein The ratio of said large dimension to said two relatively small dimensions is at least 50:1 and the ratio between said two relatively small dimensions is greater than or equal to 1:5 but less than or equal to 5:1 can be,
Said linearly shaped carrier elements (3a) and nodularly shaped carrier elements (3b) form the raw material constituents of the carrier medium (2) and are distributed throughout the carrier volume, and said The strip-shaped extent has a partial volume (5) of the total interconnected carrier volume present therein, said partial volume (5) defined by the carrier elements (3) present in the vicinity. has been
A film-like functional material (1),
Said linear carrier elements (3a) have an at least partially large spacing between each other, which is the ratio of said linear carrier elements (3a) to the larger of said two relatively small dimensions. is greater than 5:1,
The linearly formed carrier element (3b) and the nodularly formed carrier element (3b) are coated around them with a first functional raw material (4) that fulfills a first function. The remaining volume of the total carrier volume, coated and constituted by said interconnecting sub- volumes (5), comprises at least one second Said film-like functional material (1) filled completely but not densely with two functional raw materials (6).
・第一の機能を満たす第一の機能性原材料（４）をキャリア要素（３）上に施与することによって、キャリア媒体（２）のキャリア要素（３）の周りを被覆するステップ、及び
・互い接続された部分体積（５）によって形成された、キャリア全体積のうちの残りの体積を、第一の機能とは異なる第二の機能を満たす少なくとも一つの第二の機能性原材料（６）によって充填するステップ、
を含む、前記方法。 A method for producing a film-like functional material (1) according to any one of claims 1 to 6, comprising the steps of:
- coating the carrier medium (2) around the carrier element (3) by applying a first functional raw material (4) that fulfills the first function onto the carrier element (3); The remaining volume of the total carrier volume, formed by the interconnected partial volumes (5), is filled with at least one second functional raw material (6) fulfilling a second function different from the first function. filling by
The above method, comprising
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