[發(fā)明專利]陰極和陰極形成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980135203.9
• 申請日: 2009-09-08
• 公開（公告）號: CN102149854A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·羅伯特·瑟斯佐
• 申請（專利權(quán)）人: 斯提奧摩有限公司
• 主分類號: C25C7/02
• 分類號: C25C7/02
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11270
• 代理人: 張穎玲;武晨燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于金屬離子電解的陰極，以及一種陰極形成方法。特別地但不排它地，本發(fā)明涉及一種尤其適用于鈷離子或鎳離子從溶液中電解的陰極。

背景技術(shù)

將溶液中的金屬離子電解以得到固態(tài)金屬產(chǎn)物，是一種用于析出相對較純的金屬的公知技術(shù)。在金屬離子溶液中放入固態(tài)陰極，并向該陰極施加電流，接著陰極上會發(fā)生金屬的電沉積。定期將陰極和附著的金屬產(chǎn)物從溶液中移除。然后，將固態(tài)金屬產(chǎn)物從陰極上剝離，并且理想地，對陰極進(jìn)行再利用。用于陰極的材料具有適宜的導(dǎo)電性，以使金屬產(chǎn)物能夠沉積。此外，陰極的材料使得金屬產(chǎn)物能夠容易地從陰極上移除，而金屬產(chǎn)物又不會過早地分離。優(yōu)選地，采用魯棒性(robust)的陰極，這樣陰極可以反復(fù)經(jīng)受沉積以及剝離的循環(huán)，且在每一次循環(huán)之間只需對陰極進(jìn)行最少的處理。

由于鈷金屬的電沉積具有固有的高內(nèi)應(yīng)力，因此鈷金屬的電沉積尤為困難。若鈷電沉積到鑲有絕緣邊沿襯條(edge?strips)的標(biāo)準(zhǔn)平面不銹鋼坯上，會導(dǎo)致鈷金屬板有過早地從陰極上分離的趨勢。如果去除絕緣邊沿襯條，鈷金屬在陰極周圍生長，這就解決了金屬從陰極上過早分離的問題。但是，鈷金屬更難從陰極上去除，且去除金屬時很可能會導(dǎo)致陰極被破壞。陰極被破壞，就可能需要頻繁地對每個陰極進(jìn)行維修，這將導(dǎo)致工廠運營成本的增加。

將鈷電沉積為多份是有利的，因為在下游流程中多份的鈷電沉積更容易處理。

現(xiàn)有技術(shù)中，為解決鈷電沉積中存在的難題所提出的方案是，制造陰極時將一層絕緣掩膜施加到不銹鋼坯板上，這樣一來，析出的導(dǎo)電金屬部分就暴露在電解液中。

加拿大專利號1,078,324的專利披露了這樣一種電極，其中掩膜是一種環(huán)氧涂料。導(dǎo)電部分相對于掩蔽層凹陷。這種陰極的問題之一是掩蔽膜暴露于電解液和剝離程序中的苛刻環(huán)境中。掩蔽膜很容易斷裂和損壞，尤其是在導(dǎo)電部分的邊緣。掩蔽膜的破壞會導(dǎo)致在損壞區(qū)域上形成金屬沉積，而這又導(dǎo)致掩蔽膜進(jìn)一步的損壞。這樣一來，陰極就不能夠使用，且每隔一段時間，必須從陰極上剝離掩蔽膜，清洗陰極，并重新施用新的掩蔽膜。

加拿大專利號1,066,657的專利披露了一種陰極，其中，將金屬圓片貼到平板或線柵上。將絕緣樹脂填充到圓片周圍的空隙區(qū)域。可選地，將大型量規(guī)的刻痕鋼絲貼到組件上，將樹脂填入空隙區(qū)域，留下鋼絲的彎曲處不被覆蓋。在這些陰極中，導(dǎo)電部分要么與周圍的絕緣樹脂齊平，要么高出它。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服或至少緩解上述的一個或多個問題，并為消費者提供有用的或商業(yè)上的選擇。

在一種形式中，盡管其不必是唯一的或最廣泛的實施方式，本發(fā)明提供了一種用于接收金屬電沉積的陰極，該陰極包括：

平面導(dǎo)電板；以及

位于該平面導(dǎo)電板的至少一個表面上的凸起部分，其中該平面導(dǎo)電板和該凸起部分一體成型。

該陰極還可以包括：

位于該凸起部分周圍的絕緣材料，其中該凸起部分的表面始終暴露。

優(yōu)選地，每個該凸起部分都具有平面上表面，其中該平面上表面的形狀選自：基本上圓形、基本上方形、基本上菱形、或基本上錠形(lozenge)。

在一個優(yōu)選實施例中，凸起部分形成位于平面導(dǎo)電板的前表面的前表面陣列和位于平面導(dǎo)電板的后表面的后表面陣列。優(yōu)選地，前表面陣列具有與后表面陣列基本上相似的配置。可選地，前表面陣列具有與后表面陣列基本上不同的配置。

在另一種形式中，本發(fā)明提供了一種形成用于接收金屬電沉積的陰極的方法，該方法包括：

使用掩蔽材料掩蔽平面導(dǎo)電板的區(qū)域，以形成已掩蔽的導(dǎo)電板；

向已掩蔽的導(dǎo)電板施加化學(xué)品，以化學(xué)蝕刻未掩蔽區(qū)域，從而形成具有一體成形的凸起部分以及已蝕刻區(qū)域的該平面導(dǎo)電板，該凸起部分在已掩蔽區(qū)域內(nèi)形成。

該方法還可以包括：

將絕緣材料施加到平面導(dǎo)電板的已蝕刻區(qū)域。

本發(fā)明的進(jìn)一步特征將通過以下詳細(xì)描述而易于理解。

附圖說明

為幫助理解本發(fā)明并使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嶋H應(yīng)用本發(fā)明，以下將參考附圖，僅以示例方式來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的陰極的正面圖；

圖2A為圖1所示陰極的剖面圖；

圖2B為圖2A進(jìn)一步包括絕緣材料的剖面圖；

圖3A為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的陰極的剖面圖；

圖3B為圖3A進(jìn)一步包括絕緣材料的剖面圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的陰極的正面圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明再一實施例的陰極的正面圖；

圖6A為根據(jù)本發(fā)明實施例的形成陰極的方法的第一步驟的示意圖；