CN104659374A - 一种镀镍钢带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种镀镍钢带，以带状钢带为基体，整体呈立体三维网状结构，其表面覆有一层镀镍层，镀镍钢带表面规则分布有菱形孔，所述菱形孔的一个对角角度为30～60度，另一个对角角度为120～150度。上述材料的制备方法为：将一定厚度的带状钢带经切口机在表面均匀切口后，使用拉力机在纵横向上将切口均匀拉伸成菱形孔，再经电解除油—酸洗—表面镀镍—热处理即制得镀镍钢带。本发明的镀镍钢带，其制备方法工艺简单，材料具有较高的比表面积，可提高电极活性物质材料的填充强度，有利于提高电池电性能及延长电池寿命。

Description

一种镀镍钢带及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电池电极基体及其制备方法，特别涉及一种镀镍钢带及其制备方法。
背景技术
多孔钢带以其强度高、韧性好和制作成本低而被广泛用于制作电池极板的材料。金属镍是一种导电性和电化学性能优异的有色金属，因此为改善钢带的导电性、粘接性和电化学性能，常常在钢带表面镀一层金属镍。传统工艺所制备的Fe-Ni穿孔钢带呈现规则的圆形孔状，且镀层中及镀层表面含铜量极高，因此传统的镀镍钢带在用于制作电池极板时，电极活性物质的填充强度不高，影响电池的容量和使用寿命，特别是在制作混合动力电池时，完全无法满足动力电池大电流充放电的技术需要。
发明内容
本发明旨在提供一种比表面积较高、可提高电极活性物质填充强度的镀镍钢带及其制备方法。
本发明通过以下方案实现：
一种镀镍钢带，以带状钢带为基体，整体呈立体三维网状结构，其表面覆有一层镀镍层，镀镍钢带表面规则分布有菱形孔，所述菱形孔的一个对角角度为30～60度，另一个对角角度为120～150度 。
为了提高电极活性物质的填充强度，所述孔与孔之间的横向距离为0.5～1.0mm，孔与孔之间的纵向距离为0.3～1.0mm。
一般情况下，为了更好的起到导电作用，所述镀镍层的厚度为1～5μm。
上述镀镍钢带的制备方法，按以下步骤进行：
（1）将厚度为0.015～0.05mm的低碳带状钢带经切口机在表面均匀切口后，使用拉力机在纵横向上将切口均匀拉伸成菱形孔，其中拉力机的纵向拉力为1.0～5.0N，横向拉力为1.0～5.0N；带状钢带的运行速度为0.01～0.05m/min，使得菱形孔的一个对角角度为30～60度，另一个对角角度为120～150度，孔与孔之间的横向距离为0.5～1.0mm，孔与孔之间的纵向距离为0.3～1.0mm；
（2）将步骤（1）得到的材料经常规的电解除油——酸洗——表面镀镍——热处理即制得镀镍钢带，镀镍层的厚度控制在1～5μm。其中电解除油步骤为将材料置于10～20%氢氧化钠溶液中，温度控制在40～50℃，阴极电流密度控制在1.0～3.0A/dm2中进行；酸洗步骤采用5～10%的盐酸溶液；表面镀镍步骤为将材料置于100～200g/L硫酸镍、30～35g/L氯化镍、30～35g/L硼酸组成的电镀溶液中，温度控制在40～50℃，电流密度控制在1.0～5.0A/dm2中进行；热处理步骤为将材料置于500～800℃真空炉中热处理时间5～10小时。
与现有技术相比，本发明的优点体现于：
1. 本发明的镀镍钢带，表面不含铜粉尘，表观结构呈现立体三维网状结构，且表面的孔呈菱形，有效提高了材料的比表面积，提高了材料的导电性，有效改善了穿孔镀镍钢带材料用于电池极片制备过程中容易出现断裂及内阻过大的问题，提高了电极活性物质的填充强度，有利于提高电池的电性能及延长电池的使用寿命，更能满足车载动力电池的需要。
2. 本发明的镀镍钢带的制备方法，工艺简单，易于实现规模化生产。
附图说明
图1  实施例1 方法制备得到的镀镍钢带的表面结构示意图
图2  分别由实施例1方法制备得到的镀镍钢带与常规现有穿孔镀镍钢带制作的电池的循环寿命对比图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
     一种镀镍钢带的制备方法，按以下步骤进行：
    （1）将厚度为0.015mm的低碳带状钢带经专用切口机在表面均匀切口后，使用拉力机在纵横向上将切口均匀拉伸成菱形孔，拉力机的纵向拉力为1.0N，横向拉力为5.0N，带状钢带的运行速度为0.01 m/min；
（2）将步骤（1）得到的材料依次经过以下步骤：
a、电解除油：将材料置于10%的氢氧化钠溶液中，温度控制在40～50℃，阴极电流密度控制在2.8A/dm2中进行；
b、酸洗：采用5%的盐酸溶液进行表面酸洗；
c、表面镀镍：将材料置于100g/L硫酸镍、30g/L氯化镍、30g/L硼酸组成的电镀溶液中，温度控制在40℃，电流密度控制在2.0A/dm2中进行；
d、热处理：将材料置于500℃真空炉中热处理时间10小时，制得镀镍钢带。
上述方法制备得到的镀镍钢带的表面结构示意图如图1所示，其中1为菱形孔。将上述方法制备得到的镀镍钢带进行检测，测得镀镍层的厚度为2μm，菱形孔横向方向的对角角度为30度，纵向方向的对角角度为150度，孔与孔之间的横向距离为1.0mm，孔与孔之间的纵向距离为0.3mm。
取上述方法制备得到的镀镍钢带和现有常规的穿孔镀镍钢带，分别按镍氢AA1200电池的工艺制作负极片，然后制作成电池，并将制作成的电池分别进行1C充放电循环检测，其检测结果如图2所示，其中“●”绘制的曲线代表由上述方法制备得到的镀镍钢带制作成的电池，“△”绘制的曲线代表由现有常规的穿孔镀镍钢带制作成的电池。由图2可看出，由上述方法制备得到的镀镍钢带制作成的电池具有较好的循环寿命及较高的电池容量。
实施例2
    一种镀镍钢带的制备方法，按以下步骤进行：
    （1）将厚度为0.03mm的低碳带状钢带经专用切口机在表面均匀切口后，使用拉力机在纵横向上将切口均匀拉伸成菱形孔，拉力机的纵向拉力为5.0N，横向拉力为2.0N，带状钢带的运行速度为0.05 m/min；
（2）将步骤（1）得到的材料依次经过以下步骤：
a、电解除油：将材料置于20%的氢氧化钠溶液中，温度控制在50℃，阴极电流密度控制在1.5A/dm2中进行；
b、酸洗：采用10%的盐酸溶液进行表面酸洗；
c、表面镀镍：将材料置于150g/L硫酸镍、32g/L氯化镍、32g/L硼酸组成的电镀溶液中，温度控制在45℃，电流密度控制在3.5A/dm2中进行；
d、热处理：将材料置于650℃真空炉中热处理时间8小时，制得镀镍钢带。
取上述方法制备得到的镀镍钢带进行检测，测得镀镍层的厚度为3.5μm，菱形孔横向方向的对角角度为45度，纵向方向的对角角度为135度，孔与孔之间的横向距离为0.8mm，孔与孔之间的纵向距离为0.6mm。
实施例3
    一种镀镍钢带的制备方法，按以下步骤进行：
    （1）将厚度为0.05mm的低碳带状钢带经专用切口机在表面均匀切口后，使用拉力机在纵横向上将切口均匀拉伸成菱形孔，拉力机的纵向拉力为3.0N，横向拉力为4.0N，带状钢带的运行速度为0.03 m/min；
（2）将步骤（1）得到的材料依次经过以下步骤：
a、电解除油：将材料置于15%的氢氧化钠溶液中，温度控制在45℃，阴极电流密度控制在2.0A/dm2中进行；
b、酸洗：采用8%的盐酸溶液进行表面酸洗；
c、表面镀镍：将材料置于200g/L硫酸镍、35g/L氯化镍、35g/L硼酸组成的电镀溶液中，温度控制在50℃，电流密度控制在5.0A/dm2中进行；
d、热处理：将材料置于800℃真空炉中热处理时间5小时，制得镀镍钢带。
取上述方法制备得到的镀镍钢带进行检测，测得镀镍层的厚度为5μm，菱形孔横向方向的对角角度为60度，纵向方向的对角角度为120度，孔与孔之间的横向距离为0.5mm，孔与孔之间的纵向距离为1.0mm。

Claims (4)

1.一种镀镍钢带，以带状钢带为基体，其特征在于：整体呈立体三维网状结构，其表面覆有一层镀镍层，镀镍钢带表面规则分布有菱形孔，所述菱形孔的一个对角角度为30～60度，另一个对角角度为120～150度 。
2.如权利要求1所述的镀镍钢带，其特征在于：所述孔与孔之间的横向距离为0.5～1.0mm，孔与孔之间的纵向距离为0.3～1.0mm。
3.如权利要求1或2所述的镀镍钢带，其特征在于：所述镀镍层的厚度为1～5μm。
4.一种制备如权利要求1～3任一所述的镀镍钢带的方法，其特征在于：将一定厚度的带状钢带经切口机在表面均匀切口后，使用拉力机在纵横向上将切口均匀拉伸成菱形孔，再经电解除油——酸洗——表面镀镍——热处理即制得镀镍钢带；所述拉力机的纵向拉力为1.0～5.0N，横向拉力为1.0～5.0N。
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