一種鍍鎳鋼帶及其制備方法

　　【技術領域】

　　[0001]本發(fā)明涉及一種電池電極基體及其制備方法，特別涉及一種鍍鎳鋼帶及其制備方法。

　　【背景技術】

　　[0002]多孔鋼帶以其強度高、韌性好和制作成本低而被廣泛用于制作電池極板的材料。金屬鎳是一種導電性和電化學性能優(yōu)異的有色金屬，因此為改善鋼帶的導電性、粘接性和電化學性能，常常在鋼帶表面鍍一層金屬鎳。傳統(tǒng)工藝所制備的Fe-Ni穿孔鋼帶呈現規(guī)則的圓形孔狀，且鍍層中及鍍層表面含銅量極高，因此傳統(tǒng)的鍍鎳鋼帶在用于制作電池極板時，電極活性物質的填充強度不高，影響電池的容量和使用壽命，特別是在制作混合動力電池時，完全無法滿足動力電池大電流充放電的技術需要。

　　【發(fā)明內容】

　　[0003]本發(fā)明旨在提供一種比表面積較高、可提高電極活性物質填充強度的鍍鎳鋼帶及其制備方法。

　　[0004]本發(fā)明通過以下方案實現:

　　一種鍍鎳鋼帶，以帶狀鋼帶為基體，整體呈立體三維網狀結構，其表面覆有一層鍍鎳層，鍍鎳鋼帶表面規(guī)則分布有菱形孔，所述菱形孔的一個對角角度為30?60度，另一個對角角度為120?150度。

　　[0005]為了提高電極活性物質的填充強度，所述孔與孔之間的橫向距離為0.5?1.0mm,孔與孔之間的縱向距離為0.3?1.0mm。

　　[0006]一般情況下，為了更好的起到導電作用，所述鍍鎳層的厚度為I?5 μ m。

　　[0007]上述鍍鎳鋼帶的制備方法，按以下步驟進行:

　　(1)將厚度為0.015?0.05mm的低碳帶狀鋼帶經切口機在表面均勻切口后，使用拉力機在縱橫向上將切口均勻拉伸成菱形孔，其中拉力機的縱向拉力為L O?5.0N，橫向拉力為1.0?5.0N ;帶狀鋼帶的運行速度為0.01?0.05m/min，使得菱形孔的一個對角角度為30?60度，另一個對角角度為120?150度，孔與孔之間的橫向距離為0.5?1.0mm，孔與孔之間的縱向距離為0.3?1.0mm ;

　　(2)將步驟(I)得到的材料經常規(guī)的電解除油一酸洗一表面鍍鎳一熱處理即制得鍍鎳鋼帶，鍍鎳層的厚度控制在I?5μπι。其中電解除油步驟為將材料置于10?20%氫氧化鈉溶液中，溫度控制在40?50°C，陰極電流密度控制在1.0?3.0A/dm2中進行；酸洗步驟采用5?10%的鹽酸溶液；表面鍍鎳步驟為將材料置于100?200g/L硫酸鎳、30?35g/L氯化鎳、30?35g/L硼酸組成的電鍍溶液中，溫度控制在40?50°C，電流密度控制在

　　1.0?5.0A/dm2中進行；熱處理步驟為將材料置于500?800°C真空爐中熱處理時間5?10小時。

　　[0008]與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點體現于: 1.本發(fā)明的鍍鎳鋼帶，表面不含銅粉塵，表觀結構呈現立體三維網狀結構，且表面的孔呈菱形，有效提高了材料的比表面積，提高了材料的導電性，有效改善了穿孔鍍鎳鋼帶材料用于電池極片制備過程中容易出現斷裂及內阻過大的問題，提高了電極活性物質的填充強度，有利于提高電池的電性能及延長電池的使用壽命，更能滿足車載動力電池的需要。

　　[0009]2.本發(fā)明的鍍鎳鋼帶的制備方法，工藝簡單，易于實現規(guī)模化生產。

　　【附圖說明】

　　[0010]圖1實施例1方法制備得到的鍍鎳鋼帶的表面結構示意圖

　　圖2分別由實施例1方法制備得到的鍍鎳鋼帶與常規(guī)現有穿孔鍍鎳鋼帶制作的電池的循環(huán)壽命對比圖。

　　【具體實施方式】

　　[0011]以下結合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不局限于實施例之表述。

　　[0012]實施例1

　　一種鍍鎳鋼帶的制備方法，按以下步驟進行:

　　(1)將厚度為0.015mm的低碳帶狀鋼帶經專用切口機在表面均勻切口后，使用拉力機在縱橫向上將切口均勻拉伸成菱形孔，拉力機的縱向拉力為L 0N，橫向拉力為5.0N，帶狀鋼帶的運行速度為0.01 m/min ；

　　(2)將步驟(I)得到的材料依次經過以下步驟:

　　a、電解除油:將材料置于10%的氫氧化鈉溶液中，溫度控制在40?50°C，陰極電流密度控制在2.8A/dm2中進行；

　　b、酸洗:采用5%的鹽酸溶液進行表面酸洗；

　　C、表面鍍鎳:將材料置于100g/L硫酸鎳、30g/L氯化鎳、30g/L硼酸組成的電鍍溶液中，溫度控制在40°C，電流密度控制在2.0A/dm2中進行；

　　d、熱處理:將材料置于500°C真空爐中熱處理時間10小時，制得鍍鎳鋼帶。

　　[0013]上述方法制備得到的鍍鎳鋼帶的表面結構示意圖如圖1所示，其中I為菱形孔。將上述方法制備得到的鍍鎳鋼帶進行檢測，測得鍍鎳層的厚度為2 μ m，菱形孔橫向方向的對角角度為30度，縱向方向的對角角度為150度，孔與孔之間的橫向距離為1.0mm，孔與孔之間的縱向距離為0.3mm。

　　[0014]取上述方法制備得到的鍍鎳鋼帶和現有常規(guī)的穿孔鍍鎳鋼帶，分別按鎳氫AA1200電池的工藝制作負極片，然后制作成電池，并將制作成的電池分別進行IC充放電循環(huán)檢測，其檢測結果如圖2所示，其中“?”繪制的曲線代表由上述方法制備得到的鍍鎳鋼帶制作成的電池，“Λ”繪制的曲線代表由現有常規(guī)的穿孔鍍鎳鋼帶制作成的電池。由圖2可看出，由上述方法制備得到的鍍鎳鋼帶制作成的電池具有較好的循環(huán)壽命及較高的電池容量。

　　[0015]實施例2

　　一種鍍鎳鋼帶的制備方法，按以下步驟進行:

　　(I)將厚度為0.03mm的低碳帶狀鋼帶經專用切口機在表面均勻切口后，使用拉力機在縱橫向上將切口均勻拉伸成菱形孔，拉力機的縱向拉力為5.0N，橫向拉力為2.0N，帶狀鋼帶的運行速度為0.05 m/min ；

　　(2)將步驟(I)得到的材料依次經過以下步驟:

　　a、電解除油:將材料置于20%的氫氧化鈉溶液中，溫度控制在50°C，陰極電流密度控制在1.5A/dm2中進行；

　　b、酸洗:采用10%的鹽酸溶液進行表面酸洗；

　　C、表面鍍鎳:將材料置于150g/L硫酸鎳、32g/L氯化鎳、32g/L硼酸組成的電鍍溶液中，溫度控制在45°C，電流密度控制在3.5A/dm2中進行；

　　d、熱處理:將材料置于650°C真空爐中熱處理時間8小時，制得鍍鎳鋼帶。

　　[0016]取上述方法制備得到的鍍鎳鋼帶進行檢測，測得鍍鎳層的厚度為3.5 μ m，菱形孔橫向方向的對角角度為45度，縱向方向的對角角度為135度，孔與孔之間的橫向距離為0.8mm,孔與孔之間的縱向距離為0.6mm。

　　[0017]實施例3

　　一種鍍鎳鋼帶的制備方法，按以下步驟進行:

　　(1)將厚度為0.05mm的低碳帶狀鋼帶經專用切口機在表面均勻切口后，使用拉力機在縱橫向上將切口均勻拉伸成菱形孔，拉力機的縱向拉力為3.0N，橫向拉力為4.0N，帶狀鋼帶的運行速度為0.03 m/min ；

　　(2)將步驟(I)得到的材料依次經過以下步驟:

　　a、電解除油:將材料置于15%的氫氧化鈉溶液中，溫度控制在45°C，陰極電流密度控制在2.0A/dm2中進行；

　　b、酸洗:采用8%的鹽酸溶液進行表面酸洗；

　　C、表面鍍鎳:將材料置于200g/L硫酸鎳、35g/L氯化鎳、35g/L硼酸組成的電鍍溶液中，溫度控制在50°C，電流密度控制在5.0A/dm2中進行；

　　d、熱處理:將材料置于800°C真空爐中熱處理時間5小時，制得鍍鎳鋼帶。

　　[0018]取上述方法制備得到的鍍鎳鋼帶進行檢測，測得鍍鎳層的厚度為5 μ m，菱形孔橫向方向的對角角度為60度，縱向方向的對角角度為120度，孔與孔之間的橫向距離為0.5mm,孔與孔之間的縱向距離為1.0mm。

　　【主權項】

　　1.一種鍍鎳鋼帶，以帶狀鋼帶為基體，其特征在于:整體呈立體三維網狀結構，其表面覆有一層鍍鎳層，鍍鎳鋼帶表面規(guī)則分布有菱形孔，所述菱形孔的一個對角角度為30?60度，另一個對角角度為120?150度。

　　2.如權利要求1所述的鍍鎳鋼帶，其特征在于:所述孔與孔之間的橫向距離為0.5?1.0mm,孔與孔之間的縱向距離為0.3?1.0mm。

　　3.如權利要求1或2所述的鍍鎳鋼帶，其特征在于:所述鍍鎳層的厚度為I?5μ m。

　　4.一種制備如權利要求1?3任一所述的鍍鎳鋼帶的方法，其特征在于:將一定厚度的帶狀鋼帶經切口機在表面均勻切口后，使用拉力機在縱橫向上將切口均勻拉伸成菱形孔，再經電解除油一酸洗一表面鍍鎳一熱處理即制得鍍鎳鋼帶；所述拉力機的縱向拉力為1.0?5.0N，橫向拉力為1.0?5.0N。

　　【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鍍鎳鋼帶，以帶狀鋼帶為基體，整體呈立體三維網狀結構，其表面覆有一層鍍鎳層，鍍鎳鋼帶表面規(guī)則分布有菱形孔，所述菱形孔的一個對角角度為30～60度，另一個對角角度為120～150度。上述材料的制備方法為：將一定厚度的帶狀鋼帶經切口機在表面均勻切口后，使用拉力機在縱橫向上將切口均勻拉伸成菱形孔，再經電解除油—酸洗—表面鍍鎳—熱處理即制得鍍鎳鋼帶。本發(fā)明的鍍鎳鋼帶，其制備方法工藝簡單，材料具有較高的比表面積，可提高電極活性物質材料的填充強度，有利于提高電池電性能及延長電池壽命。

　　【IPC分類】H01M4-04, H01M4-80

　　【公開號】CN104659374

　　【申請?zhí)枴緾N201510065923

　　【發(fā)明人】李建, 鐘發(fā)平, 夏健康, 彭鵬飛, 肖習良, 丁祖林, 肖進春

　　【申請人】常德力元新材料有限責任公司

　　【公開日】2015年5月27日

　　【申請日】2015年2月9日