[發(fā)明專(zhuān)利]一種無(wú)汞扣式電池負(fù)極蓋材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410113902.6
• 申請(qǐng)日: 2014-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103866359A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉小銣;曹豐文;黃杰軍;朱嶺;尹業(yè)文;田檳鋮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株洲永盛電池材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C25D5/12
• 分類(lèi)號(hào): C25D5/12;C25D5/36;C25D5/48
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專(zhuān)利事務(wù)所 43114
• 代理人: 顏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)汞扣式電池負(fù)極蓋材料及其制備方法，具體涉及一種鋼帶表面電沉積鎳、銅、錫、銦和鋅多金屬鍍層結(jié)構(gòu)后熱處理并經(jīng)過(guò)機(jī)械輥壓制備出的無(wú)汞堿性鋅錳扣式電池負(fù)極蓋材料及其制備方法。屬于無(wú)汞堿性鋅錳扣式電池制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上使用的傳統(tǒng)堿性鋅錳電池出于抑制氣脹的目的，普遍在負(fù)極鋅膏中添加有汞。然而汞對(duì)于環(huán)境和人體都有著巨大的危害，一粒含汞扣式電池可使1㎡的土地永遠(yuǎn)失去利用價(jià)值，可污染600m3的水資源。

因此，國(guó)際上已經(jīng)明令禁止生產(chǎn)含汞扣式電池，而我國(guó)由于成本和技術(shù)的制約，至今仍未徹底實(shí)現(xiàn)無(wú)汞化。伴隨于此的卻又是堿錳扣式電池需求量逐年激增。所以，扣式電池?zé)o汞化是我國(guó)保護(hù)環(huán)境和實(shí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的當(dāng)務(wù)之急。

現(xiàn)階段主流的無(wú)汞途徑有兩種，一種是采用代汞緩蝕劑，但它存在增加電池成本和內(nèi)阻等問(wèn)題。另一種則是采用在負(fù)極蓋內(nèi)電鍍一層錫（銦、鉍）薄膜來(lái)阻止負(fù)極蓋材料中析氫過(guò)電位較低的金屬和負(fù)極鋅膏反應(yīng)而產(chǎn)氣。目前研究熱點(diǎn)主要集中在后一種方法。其中，有單位采用滾鍍的方法制備出了無(wú)汞扣式電池負(fù)極蓋。該方法主要是將傳統(tǒng)的銅鎳鋼帶先沖壓成負(fù)極蓋，然后通過(guò)滾鍍錫的辦法制備無(wú)汞扣式電池負(fù)極蓋。但是該方法制備的電池負(fù)極蓋存在鍍層不均勻、影響封口性能等問(wèn)題，并且成本過(guò)高，后續(xù)工藝復(fù)雜，對(duì)環(huán)境污染大。

因此，人們將關(guān)注的焦點(diǎn)集中于另一種負(fù)極蓋制備方法，即預(yù)鍍。該方法主要是將傳統(tǒng)的銅鎳鋼帶首先鍍錫，然后再?zèng)_壓成電池負(fù)極蓋。此方法能有效規(guī)避滾鍍帶來(lái)的諸多問(wèn)題，但由于錫鍍層本身過(guò)軟，仍存在沖壓過(guò)程中鍍層脫落、粘黏磨具等亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的預(yù)鍍方法制備負(fù)極蓋過(guò)程中存在的鍍層脫落、粘黏磨具等問(wèn)題，提供一種具有良好的沖壓性能和防氣脹性能的無(wú)汞扣式電池負(fù)極蓋材料及其制備方法。

本發(fā)明一種無(wú)汞扣式電池負(fù)極蓋材料，所述負(fù)極蓋材料以鋼帶為基底，在基底的一側(cè)依次電沉積有金屬鍍層，所述金屬鍍層按以下順序鍍制：鎳鍍層、銅鍍層、第一鋅鍍層、錫鍍層、銦鍍層和第二鋅鍍層。

本發(fā)明一種無(wú)汞扣式電池負(fù)極蓋材料，在基底的另一側(cè)電鍍有金屬鎳鍍層。

本發(fā)明一種無(wú)汞扣式電池負(fù)極蓋材料，基底的厚度為0.15-0.35mm；鎳鍍層的厚度為0.3～1μm，銅鍍層厚度為1.5～2.5μm，第一鋅鍍層厚度為0.5～2μm，錫鍍層厚度為3～7μm，銦鍍層厚度為0.05～0.5μm，第二鋅鍍層厚度為1～3μm。

本發(fā)明一種無(wú)汞扣式電池負(fù)極蓋材料，優(yōu)選鎳鍍層的厚度為0.3～0.8μm，銅鍍層厚度為1.5～2.5μm，第一鋅鍍層厚度為1.5～2.5μm，錫鍍層厚度為4～5μm，銦鍍層厚度為0.1～0.3μm，第二鋅鍍層厚度為1.5～2.5μm。

本發(fā)明一種無(wú)汞扣式電池負(fù)極蓋材料的制備方法，包括如下步驟：

第一步：將基底鋼帶表面除油、活化后，對(duì)鋼帶兩面直流電沉積金屬鎳鍍層；

第二步：對(duì)第一步得到的表面電沉積有金屬鎳鍍層的鋼帶的一個(gè)表面依次直流電沉積銅鍍層、第一鋅鍍層、錫鍍層、銦鍍層和第二鋅鍍層；每種金屬電沉積結(jié)束后，用蒸餾水將試樣表面沖洗干凈，然后，進(jìn)行另外一種金屬的電沉積；直流沉積結(jié)束后，用鈍化液對(duì)最外層的第二鋅鍍層進(jìn)行鈍化；

第三步：熱處理后進(jìn)行輥壓

將第二步制得的試樣用蒸餾水將表面沖洗干凈并烘干，然后在保護(hù)氣氛下加熱至100-190℃，保溫0.5～2小時(shí)，出爐，直接在試樣的第二鋅鍍層表面進(jìn)行機(jī)械輥壓處理，機(jī)械輥壓時(shí)，輥壓壓力為200-600kN/m²

本發(fā)明一種無(wú)汞扣式電池負(fù)極蓋材料的制備方法，第一步中的表面除油，依次進(jìn)行化學(xué)高溫除油和電解除油；

所述化學(xué)高溫除油工藝參數(shù)為：溫度50～55℃；除油時(shí)間30～60s；化學(xué)除油劑由溶劑、溶質(zhì)與乳化劑組成，溶劑為去離子水，溶質(zhì)由NaOH、Na₂CO₃、Na₃PO₄組成，乳化劑為OP-10乳化劑；每升溶液中含溶質(zhì)的量為：

NaOH????30～60g/L

Na₂CO₃??30～60g/L

Na₃PO₄??30～60g/L；

每升溶液中含OP-10乳化劑2-5ml；