[發明專利]一種多層結構的金屬片

無效

• 申請號: 201310358840.0
• 申請日: 2013-08-17
• 公開（公告）號: CN103407222A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 王蒙娜
• 申請（專利權）人: 張家港保稅區金企鵝貿易有限公司
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種多層結構的金屬片，可節約并替代現有用于鎳鎘、鎳氫、鋰離子、鋰聚合物、組合電池等電池領域以及電動工具、信息通訊、特燈等行業中所大量采用的純鎳帶、箔、片材料。屬于金屬基層狀復合材料技術領域。

背景技術

目前在鎳鎘、鎳氫、鋰離子、鋰聚合物、組合電池等電池領域的內部極耳、電池組的連接片以及PTC過流保護元件的引腳，以及電動工具、信息通訊、特燈電真空元件等行業中需大量采用純鎳帶、箔、片材料。上述具體應用都基于鎳有著較好的機械性能及可抵抗多種腐蝕性物質，在熱學、電學、和磁學范疇中均有良好的表現。

上述迅猛發展的行業領域中大量使用的純鎳部份帶動了全球鎳需求的強勁勢頭，但鎳市場目前已經出現供應嚴重短缺的局面，權威估計鎳價將持續上漲。英國國際商品研究機構(CRU)預測2004年和2005年全球鎳供給缺口分別為3.3萬噸與2.8萬噸。但與此同時全球鎳礦資源已出現危機，新增產量十分有限。從我國情況看，我國同樣鎳需求旺盛但鎳礦資源十分緊張。據預測，全球鎳需求增長的70％以上將來自中國。預測2004年的鎳需求在13萬一14萬噸左右，2005年將達到15萬噸，2010年將超過20萬噸。但目前我國自產原料的鎳產量僅約6萬噸，供應短缺情況也十分嚴重。而且，我國鎳儲備量狀況有限只能依賴從外部尋找原料供應，從2000年起，我國已成為原鎳純進口國，而且凈進口量持續強勁增長。2003年我國進口鎳及制品9億美元，同比增長110％。

在鎳價持續上漲及全球鎳資源短缺的情況下，有必要實行節約用鎳的措施，以降低國內外市場鎳價，對于中國則可減少外匯支出，降低國內各相關使用純鎳較多的行業的成本。從國外經驗看，三次鎳的供應緊張期美國都采取了有效的節約用鎳措施：“二戰”時期，由于鎳供應緊張，美國將不銹鋼生產中含鎳奧氏體鋼比例由通常的80％左右下降到50％；20世紀的“朝鮮戰爭”后，鎳資源再度緊張，美國推廣使用以銅代鎳；1989年鎳供應緊張時期美國也積極采取措施減少用鎳量。目前，由于中國經濟快速發展，鎳資源短缺，也有必要積極采取措施。其中，從技術角度出發開發出能替代大量使用的純鎳帶、箔、片的新型功能材料將具有十分重要的戰略意義和現實意義。本發明充分利用了復合金屬材料的組合優勢，能在大量節約純鎳材料的同時，實現整體材料特性十分接近甚至部份性能還于純鎳帶、箔、片，最終達到大量替代的目的。

目前在電池及其它大量使用純鎳帶、片、箔的行業中，國內外各廠家已經采取的一些節鎳用材技術主要是使用鍍覆鎳材料，極少數使用了軋制復合覆鎳材料。上述鍍覆鎳材均不超過三層金屬，主要有鍍鎳鋼帶(包括普通鍍鎳鋼帶與滲透式鍍鎳鋼帶)、鍍鎳銅帶、鍍鎳不銹鋼帶等幾種。這些鍍覆鎳材存在以下一些至今還很難解決的問題：

1)在必要的電鍍或化學鍍制造過程中，需要使用和排放大量酸、堿等化學物質而對環境污染十分嚴重，即使采用了排放處理，間接增加了生產成本。

2)鍍覆鎳材的鎳層厚度一般在0.3～6μm間，而且越厚的鍍鎳層與基體結合強度會越弱，而且表層多少都存在一定的孔隙率(至少在2％以上)，存在覆鎳層易剝落(如加工過程中需要打彎成形或工作狀態需滑動摩擦場合)而腐蝕基體的較大可能性。

3)各鍍覆鎳材在性能上均存在與純鎳材性能差異較大的地方。鍍鎳鋼帶由于基體層為低碳鋼(較純鎳材電導率低)，整體材料的電阻率較純鎳高出40％以上，鍍鎳不銹鋼的電阻率同樣原因則高出純鎳6倍以上，這些都大大增加了電池的內阻，不利于提高電池容量和使用壽命；而鍍鎳銅帶雖然電阻率較純鎳帶低，但其由于基體為銅，材料整體強度遠不如純鎳帶，限制了材料在許多對強度有使用要求的應用。

目前已得到實際應用的軋制復合法制備的節約純鎳復合金屬材料，只有三層復合金屬Ni/Cu/Ni，仍然同樣存在上述3)中所提的鍍鎳銅帶的強度性能問題。

發明內容

本發明的目的在于：完全或部分避免鍍覆鎳材存在的明顯不足之處，改進軋制復合覆鎳材的三層材料設計思想，提供一種新的節約純鎳的代鎳復合金屬帶、箔、片。該復合金屬充分利用了復合金屬中多層材料的組合優勢，大量采用非純鎳的較廉價金屬而大量節約純鎳材料，在降低成本的同時實現整體材料特性十分接近甚至部份性能還優于純鎳帶、箔、片，最終達到大量替代的目的。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種多層結構的金屬片，其特征在于：包括，四層平行分布的金屬層，最外的兩層由鎳構成，其厚度之和不超過所述金屬片總厚度的30％，中間的兩層由不銹鋼、銅或銅合金、低碳鋼按一定比例組合構成。