CN115038817A - 镀Ni钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一方式涉及的镀Ni钢板，具备母材钢板和设置于所述母材钢板的表面的Ni镀层，所述Ni镀层中的Sn含量相对于Ni含量之比为0.0005～0.10％。

Description

镀Ni钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及镀Ni钢板及其制造方法。
本申请基于在2020年3月3日向日本申请的专利申请2020-035830号要求优先权，在此引用其内容。
背景技术
随着便携式电子设备及xEV(EV、混合动力车及插电式混合动力车的总称)的普及，要求成为它们的电源的电池的小型化及大容量化。为了使电池小型化，需要复杂地加工构成电池容器的表面处理钢板。即，对构成电池容器的表面处理钢板要求高的加工性。
而且，近年来，有在电池组装后直到对电池进行初次充电为止的时间长期化的倾向。由此，来自容器材料的金属溶出的风险提高。原因是，从电池组装起直到初次充电为止的期间，成为容器材料以中立电位与LIB电解液接触、金属容易从容器材料溶出的状态。在金属向LIB电解液中溶出了的情况下，在充放电循环的过程中溶出金属以枝晶状再析出，有导致短路的危险。因此，期望通过尽可能抑制来自容器材料的金属溶出来使电池性能稳定化、使电池长寿命化。
然而，根据现有技术，难以提供兼备加工性和耐金属溶出性的钢材。例如，在专利文献1中公开了一种在至少一面的最表层形成有铋层或镍-铋合金层的电池壳体用表面处理钢板。根据该技术，由于铋金属的耐碱性优异，因此即使长时间与碱溶液接触，镀层成分也不会向碱溶液中溶出。然而，在专利文献1中，对表面处理钢板的加工性没有任何研究。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第01/42537号
发明内容
本发明的课题是提供能够抑制腐蚀环境中的金属溶出、且确保了良好的加工性的镀Ni钢板及其制造方法。
本发明的主旨如下。
(1)本发明的一方式涉及的镀Ni钢板，具备母材钢板和设置于所述母材钢板的表面的Ni镀层，所述Ni镀层包含形成于所述母材钢板的表面的Ni-Fe合金层，所述Ni镀层中的Sn含量相对于Ni含量之比为0.0005～0.10％。
(2)根据上述(1)所述的镀Ni钢板，也可以：所述Ni-Fe合金层作为所述Ni镀层的一部分而形成。
(3)根据上述(1)所述的镀Ni钢板，也可以：所述Ni-Fe合金层形成至所述Ni镀层的最表面为止。
(4)根据上述(1)～(3)的任一项所述的镀Ni钢板，也可以：所述Ni镀层中的Sn含量相对于Ni含量之比为0.0010～0.020％。
(5)根据上述(1)～(4)的任一项所述的镀Ni钢板，也可以：单面的Ni附着量为1.34～35.60g/m2。
(6)根据上述(1)～(5)的任一项所述的镀Ni钢板，也可以：在所述Ni镀层的通过XRD测定而得到的XRD谱图中，不存在归属于Ni-Sn金属间化合物的峰、归属于Fe-Sn金属间化合物的峰及归属于Ni-Fe-Sn金属间化合物的峰。
(7)本发明的另一方式涉及的镀Ni钢板的制造方法，是上述(1)～(6)的任一项所述的镀Ni钢板的制造方法，具备：使用将[Sn2+]/[Ni2+]设为0.0005～0.10％的镀Ni浴对母材钢板进行电镀来得到原料镀Ni钢板的工序；和将所述原料镀Ni钢板进行退火的工序。
(8)根据上述(7)所述的镀Ni钢板的制造方法，可以将所述电镀中的电流密度设为100～5000A/m2。
(9)根据上述(7)或(8)所述的镀Ni钢板的制造方法，可以将所述原料镀Ni钢板的单面的Ni附着量设为1.34～35.60g/m2。
根据本发明，能够提供能抑制例如一次电池或二次电池的内面环境或燃料喷射管那样的严酷的腐蚀环境中的金属溶出、且确保了良好的加工性的镀Ni钢板及其制造方法。
附图说明
图1-1是具有部分扩散层的、本实施方式涉及的镀Ni钢板的概念图。
图1-2是具有全扩散层的、本实施方式涉及的镀Ni钢板的概念图。
图2是耐金属溶出性的评价用的3极层叠电池的示意图。
具体实施方式
本发明人对于用于将镀Ni钢板的加工性保持为与现有产品同等的水准、并且使其耐金属溶出性提高的手段进行了深入研究。其结果，本发明人发现向镀Ni钢板的Ni镀层中添加极微量的Sn是有效的。
以往已知作为电池罐用镀Ni钢板的镀层使用Ni-Sn合金。然而，在镀层中大量含有Sn的情况下，镀Ni钢板的加工性由于脆的Ni-Sn金属间化合物而受损。
另一方面，本发明人发现：Ni镀层所含的Sn起到使Ni镀层的耐金属溶出性提高这样的完全新的作用效果。进而，判明了：由Sn带来的耐金属溶出性提高效果通过向Ni镀层中极微量地添加Sn就飞跃性地显现。
根据以上见解而得到的本实施方式涉及的镀Ni钢板1，如图1-1及图1-2所示，具备母材钢板11和设置于所述母材钢板的表面的Ni镀层12，Ni镀层12中的、Sn含量相对于Ni含量之比为0.0005～0.10％。以下，对本实施方式涉及的镀Ni钢板1进行详细说明。
(母材钢板11)
母材钢板11是成为镀Ni钢板1的基材的钢板。母材钢板11的成分、板厚及金属组织等没有特别限定。在将母材钢板11作为电池容器的原料使用的情况下，例如可以将母材钢板11设为低碳铝镇静钢、及IF钢(Interstitial Free Steel(无间隙原子钢)/超低碳钢)等。列举母材钢板11的化学组成(质量％)的具体例子如下。
(例1)低碳铝镇静钢
包含C：0.057％、Si：0.004％、Mn：0.29％、P：0.014％、S：0.007％、Al：0.050％、Cu：0.034％、Ni：0.021％、余量：铁及杂质。
(例2)IF钢
包含C：0.004％、Si：0.01％、Mn：0.16％、P：0.013％、S：0.006％、Al：0.029％、Cu：0.027％、Ni：0.022％、Ti：0.013％、余量：铁及杂质。
(例3)IF钢
包含C：0.0012％、Si：小于0.01％、Mn：0.16％、P：0.013％、S：0.006％、Al：0.029％、Cu：0.027％、Ni：0.022％、Ti：0.020％、余量：铁及杂质。
母材钢板11的厚度也没有特别限定。在将镀Ni钢板1作为例如电池容器的原料使用的情况下，可以将母材钢板11的厚度设为例如0.15～0.8mm。
(Ni镀层12)
Ni镀层12形成于母材钢板11的表面。Ni镀层12可以仅配置在母材钢板11的一个表面，也可以配置其两个表面。
Ni镀层12包含Ni-Fe合金层122。Ni-Fe合金层122可以作为Ni镀层12的一部分而形成，也可以形成至Ni镀层12的最表面为止。也将Ni-Fe合金层122作为Ni镀层12的一部分而形成的情况称为部分扩散、将Ni-Fe合金层122形成至Ni镀层12的最表面为止的情况称为全扩散。
图1-1及图1-2的下部是示出在从镀Ni钢板1的表面向内部进行了辉光放电光谱分析(GDS)的情况下的、Sn强度、Ni强度及Fe强度与从最表面起算的深度方向的距离的关系的图。在本实施方式中，将从Ni镀层12的最表面起直到Fe强度成为母材的Fe强度(最大Fe强度)的1/10的位置为止的区域定义为Ni层121。另外，将从Fe强度成为最大Fe强度的1/10的位置起直到Ni强度成为Ni镀层12中的Ni强度的最大值(最大Ni强度)的1/10的位置为止的区域定义为Ni-Fe合金层122。
在Fe的扩散未达至Ni镀层12的最表面的情况下，GDS分析结果如图1-1那样，Ni镀层12成为包含Ni层121及Ni-Fe合金层122的部分扩散层。在Fe充分扩散至Ni镀层12的最表面的情况下，GDS分析结果如图1-2那样，Ni镀层12成为不含Ni层121的全部扩散层。本实施方式涉及的镀Ni钢板1的Ni镀层12，也可以哪种形态都具备。镀Ni钢板1也可以兼备部分扩散层和全扩散层。
通过根据基于GDS的深度方向元素分布来判定Ni镀层12是全扩散和部分扩散中的哪种。GDS测定条件如下。
阳极直径：Φ4mm
气体：Ar
气体压力：600Pa
输出功率：35W
将最表面的Fe的强度超过最大Fe强度的1/10的情况视为全扩散，将最表面的Fe的强度为最大Fe强度的1/10以下的情况视为部分扩散。(参见图1-1及图1-2)
Ni镀层12包含微量的Sn。Ni镀层12中的、Sn含量相对于Ni含量之比(即，Sn含量除以Ni含量而得到的值)在0.0005～0.10％的范围内。在此，所谓“Ni含量”及“Sn含量”分别意指Ni附着量及Sn附着量。因此，Sn含量相对于Ni含量之比为Ni镀层12整体中的平均值。
通过使Sn含量相对于Ni含量之比为0.0005％以上，镀Ni钢板1的耐金属溶出性飞跃性地改善。另一方面，通过使Sn含量相对于Ni含量之比为0.10％以下，能够抑制脆的Ni-Sn金属间化合物的生成、将镀Ni钢板1的加工性保持为与通常的镀Ni钢板同等的水准。通过确保加工性，也能够抑制镀层缺陷的产生，进而确保耐金属溶出性。可以使Sn含量相对于Ni含量之比为0.0007％以上、0.0010％以上、0.0012％以上、0.0015％以上、0.0020％以上、0.0030％以上、0.0040％以上、或0.0050％以上。可以使Sn含量相对于Ni含量之比为0.090％以下、0.040％以下、0.020％以下、小于0.020％、0.019％以下、或0.018％以下。
Ni镀层12中的、Sn含量相对于Ni含量之比，通过Sn附着量除以Ni附着量来测定。Ni镀层12中的Ni的附着量通过ICP发射光谱分析法(ICP-OES)进行测定。首先，用酸溶解规定面积的Ni镀层12。接着，利用ICP-OES定量分析溶解液中所含的Ni量。能够通过利用ICP-OES定量出的Ni量除以上述的规定面积来求出每单位面积的Ni附着量。另外，Ni镀层12中的Sn的附着量通过ICP质谱分析法(ICP-MS)进行测定。用酸溶解规定面积的Ni镀层12。用ICP-MS定量分析溶解液中所含的Sn量。能够通过利用ICP-MS定量出的Sn量除以上述的规定面积来求出每单位面积的Sn附着量。
只要Sn含量相对于Ni含量之比在上述的范围内，Ni镀层12的平均组成、及厚度等就没有特别限定，能够根据镀Ni钢板1的用途来适当设定。Ni镀层12也可以在不损害其特性的范围内含有杂质。
例如，可以将Ni镀层12的单面的Ni附着量设为1.34～35.60g/m2。通过将Ni镀层12中的Ni附着量设为1.34g/m2以上，能够可靠地确保镀Ni钢板1的耐蚀性等。通过将Ni镀层12中的Ni附着量设为35.60g/m2以下，能够降低镀Ni钢板1的制造成本。另外，当单面的Ni附着量超过35.60g/m2时，Ni镀层12的硬度变得过量，加工性受损。而且，在该情况下，也存在由于内部应力而在Ni镀层12中诱发裂纹的情况。也可以将Ni镀层12的单面的Ni附着量设为1.78g/m2以上、或2.67g/m2以上。也可以将镀Ni钢板1的单面的Ni附着量设为13.35g/m2以下、或8.9g/m2以下。另外，在将Ni镀层12设为部分扩散层的情况下，优选将镀Ni钢板1的单面的Ni附着量设为5.4～35.6g/m2。在将Ni镀层12设为全扩散层的情况下，优选将镀Ni钢板1的单面的Ni附着量设为1.34～5.4g/m2。另外，Ni镀层12的厚度例如为0.1～10.0μm。
希望Ni镀层12不存在Ni-Sn金属间化合物、Fe-Sn金属间化合物及Ni-Fe-Sn金属间化合物(以下，将它们称为“金属间化合物”)。具体而言，优选在Ni镀层12的通过X射线衍射(XRD)测定而得到的XRD谱图中不存在归属于Ni-Sn金属间化合物的峰、归属于Fe-Sn金属间化合物的峰、以及归属于Ni-Fe-Sn金属间化合物的峰。这是因为存在这些金属间化合物使Ni镀层12硬化从而损害加工性的危险。
XRD测定在以下的条件下进行。
测定设备：RIGAKU制Smart Lab
激发X射线：Cu Kα
电压：40kV
测定角度(2θ)：35～105°
接着，对本实施方式涉及的镀Ni钢板1的优选的制造方法进行说明。但是，具备上述的要件的镀Ni钢板，与其制造方法无关地被视为本实施方式涉及的镀Ni钢板1。
本实施方式涉及的镀Ni钢板1的制造方法，具备：使用将[Sn2+]/[Ni2+]设为0.0005～0.10％的镀Ni浴，将电流密度设为100～5000A/m2，对母材钢板进行电镀来得到原料镀Ni钢板的工序S1；和将原料镀Ni钢板进行退火的工序S2。
在电镀工序S1中，对母材钢板11实施镀Ni，得到原料镀Ni钢板。再者，在本实施方式中，将镀Ni后得到的未被合金化的镀Ni钢板称为原料镀Ni钢板。用于电镀的镀Ni浴是将[Sn2+]/[Ni2+]设为0.0005～0.10％的镀Ni浴。[Sn2+]是指在镀Ni浴中以Sn2+的形态包含的Sn的浓度(g/L)，[Ni2+]是指在镀Ni浴中以Ni2+的形态包含的Ni的浓度(g/L)。通过将[Sn2+]/[Ni2+]设为0.0005～0.10％的范围内，能够使Ni镀层中的Sn含量相对于Ni含量之比为0.0005～0.10％的范围内。而且，该比率即使经过接下来的退火工序S2也被维持。
只要使[Sn2+]/[Ni2+]在上述的范围内，镀Ni浴的组成就没有特别限定。另外，电镀条件也没有特别限定，能够根据需要的Ni附着量来适当选择。原料镀Ni钢板的Ni附着量优选单面为1.34～35.60g/m2。由此，能够使在退火工序S2之后得到的镀Ni钢板1的单面的Ni附着量为1.34～35.60g/m2。原料镀Ni钢板的单面的优选的Ni附着量，依照上述的镀Ni钢板1的单面的优选的Ni附着量。电流密度优选为100～5000A/m2的范围内。通过将电流密度设为100A/m2以上，能够得到优选的Ni附着量。通过将电流密度设为5000A/m2以下，能够防止镀层表面烧伤等。
在接下来的退火工序S2中，将原料镀Ni钢板进行退火，使Ni镀层合金化。由此，在Ni镀层与母材钢板11之间产生Ni和Fe的相互扩散，形成Ni镀层12。退火条件没有特别限定，能够根据Ni镀层的膜厚来适当选择。例如，有：在N2-4％H2中以20℃/秒的平均升温速度从25℃加热至720℃，在720℃保持20秒后，以30℃/秒的平均冷却速度冷却至300℃的加热模式、为了更加促进扩散而在N2-4％H2中以15℃/秒的平均升温速度从25℃加热至830℃，在830℃保持60秒后，以20℃/秒的平均冷却速度冷却至300℃的加热模式等等。
如以上所述，本实施方式中的镀Ni钢板，是通过向Ni镀层中添加微量的Sn来兼备耐金属溶出性和加工性的。本实施方式中的镀Ni钢板，适合于除了要求耐金属溶出性以外还要求加工性的原料。本实施方式中的镀Ni钢板的用途没有特别限定，能够很好地作为暴露于例如一次电池或二次电池的内面环境那样的严酷的腐蚀环境的电池罐、或者作为燃料从内部通过的燃料管使用。
实施例
(Ni镀层中的Sn浓度与镀Ni钢板的耐金属溶出性、加工性的关系)
以各种的镀Ni浴组成(表1)、Ni电解条件(表2)、退火条件(表3)，使用母材钢板(表4)来制造多种镀Ni钢板，评价它们的耐金属溶出性、加工性。在镀Ni浴的制作中，使用了含量为96％以上的H2SO4、含量为99.5％以上的硼酸、含量为93质量％以上的SnSO4。
表1
Figure BDA0003779474610000091
表2
Figure BDA0003779474610000092
表3
Figure BDA0003779474610000101
表4
Figure BDA0003779474610000102
各试样的Ni镀层中的、Sn含量相对于Ni含量之比(Ni镀层中Sn含有率)通过Sn附着量除以Ni附着量来求出。用酸溶解各试样的规定面积的Ni镀层，溶解液的Ni量通过ICP-OES进行测定，Sn量通过ICP-MS进行测定。
根据基于辉光放电光谱分析法(GDS)的深度方向元素分布来判断各试样的Ni镀层为全扩散和部分扩散中的哪种。在测定中使用了高频辉光放电发光表面分析装置(堀场制作所制，型号：GD-Profiler2)。GDS测定条件如下。
阳极直径：Φ4mm
气体：Ar
气体压力：600Pa
输出功率：35W
将最表面的Fe的强度超过最大Fe强度的1/10的情况视为全扩散，将最表面的Fe的强度为最大Fe强度的1/10以下的情况视为部分扩散。(参见图1-1和图1-2)
各试样的耐金属溶出性的评价，通过使用了图2所示的3电极层叠电池的溶出试验来实施。该3电极层叠电池具备工作极WE、对极CE、和配置在它们之间的电位基准极RE。在这些电极之间***有隔板。这些电极及隔板配置在填充有电解液的层叠电池内。使用了3电极层叠电池的溶出试验的详细情况如表5所示。根据阳极电流值来评价镀Ni钢板的耐金属溶出性。具体而言，将阳极电流小于3×10-6A/cm2评价为A，将阳极电流为(3～10)×10-6A/cm2评价为B，将阳极电流超过10×10-6A/cm2评价为C。
表5
Figure BDA0003779474610000111
关于镀Ni钢板是否具有金属间化合物，根据在通过X射线衍射(XRD)测定而得到的XRD谱图中是否不存在归属于Ni-Sn金属间化合物的峰、归属于Fe-Sn金属间化合物的峰、以及归属于Ni-Fe-Sn金属间化合物的峰来进行判断。
XRD测定在以下的条件下进行。
测定设备：RIGAKU制Smart Lab
激发X射线：Cu Kα
电压：40kV
测定角度(2θ):35～105°
各试样的加工性采用镀层表面硬度来进行评价。镀层表面硬度通过微小硬度计(ミツトヨ制，型号：HM-200)，使用金刚石压头，通过载荷5g、保持时间10秒的维氏硬度测定而求出。关于相同的试样进行4次测定，采用其平均值。镀层表面硬度越低，则判断为加工性越高。将Hv5g小于190评价为A，将Hv5g为190～220评价为B，将Hv5g超过220评价为C。
表6中示出LIB电解液中极化测定、加工性的结果。水准1、2，Ni镀层中Sn含有率低，耐金属溶出性差。水准10，Ni镀层中Sn含有率高，耐金属溶出性及加工性差。另一方面，在本发明例中，耐金属溶出性、加工性高度地平衡。另外，对水准3～5进行了XRD测定，不存在归属于Ni-Sn金属间化合物的峰、归属于Fe-Sn金属间化合物的峰、以及归属于Ni-Fe-Sn金属间化合物的峰。
Figure BDA0003779474610000131
产业上的可利用性
本发明能够利用于除了要求耐金属溶出性以外还要求加工性的电池罐、燃料管。本发明能够提供能抑制例如一次电池或二次电池的内面环境那样的严酷的腐蚀环境中的金属溶出、且确保了良好的加工性的镀Ni钢板及其制造方法，因此具有极大的产业上的可利用性。
附图标记说明
1 镀Ni钢板
11 母材钢板
12 Ni镀层
121 Ni层
122 Ni-Fe合金层
WE 工作极
CE 对极
Li 电基准箔
S 隔板。

Claims (9)

1.一种镀Ni钢板，其特征在于，
具备母材钢板和设置于所述母材钢板的表面的Ni镀层，
所述Ni镀层包含形成于所述母材钢板的表面的Ni-Fe合金层，
所述Ni镀层中的Sn含量相对于Ni含量之比为0.0005～0.10％。
2.根据权利要求1所述的镀Ni钢板，其特征在于，
所述Ni-Fe合金层作为所述Ni镀层的一部分而形成。
3.根据权利要求1所述的镀Ni钢板，其特征在于，
所述Ni-Fe合金层形成至所述Ni镀层的最表面为止。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的镀Ni钢板，其特征在于，
所述Ni镀层中的Sn含量相对于Ni含量之比为0.0010～0.020％。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的镀Ni钢板，其特征在于，
单面的Ni附着量为1.34～35.60g/m2。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的镀Ni钢板，其特征在于，
在所述Ni镀层的通过XRD测定而得到的XRD谱图中，不存在归属于Ni-Sn金属间化合物的峰、归属于Fe-Sn金属间化合物的峰及归属于Ni-Fe-Sn金属间化合物的峰。
7.一种镀Ni钢板的制造方法，所述镀Ni钢板是权利要求1～6的任一项所述的镀Ni钢板，所述制造方法的特征在于，具备：
使用将[Sn2+]/[Ni2+]设为0.0005～0.10％的镀Ni浴对母材钢板进行电镀来得到原料镀Ni钢板的工序；和
将所述原料镀Ni钢板进行退火的工序。
8.根据权利要求7所述的镀Ni钢板的制造方法，其特征在于，
将所述电镀中的电流密度设为100～5000A/m2。
9.根据权利要求7或8所述的镀Ni钢板的制造方法，其特征在于，
将所述原料镀Ni钢板的单面的Ni附着量设为1.34～35.60g/m2。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113195795A (zh) * 2018-12-27 2021-07-30 日本制铁株式会社 镀Ni钢板、及镀Ni钢板的制造方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6059072A (ja) * 1983-09-12 1985-04-05 Nippon Kokan Kk <Nkk> 溶接性と塗装後耐食性が優れた缶用表面処理鋼板
JPH0525600A (ja) * 1991-07-17 1993-02-02 Nippon Steel Corp プレＮｉ合金めつき法による溶融Ｚｎめつき鋼板および合金化溶融Ｚｎめつき鋼板の製造方法
JPH07122246A (ja) * 1993-10-25 1995-05-12 Toyo Kohan Co Ltd 電池ケース用表面処理鋼板および電池ケース
CN1232575A (zh) * 1996-09-03 1999-10-20 东洋钢钣株式会社 用于电池外壳的表面处理钢板、电池外壳和使用该外壳的电池
CN1326593A (zh) * 1998-11-12 2001-12-12 希勒及穆勒两合公司 成形冷轧金属板制成的电池套管和制备电池套管的方法
JP2003147578A (ja) * 2001-11-07 2003-05-21 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 耐熱特性に優れたニッケルめっき皮膜
JP2007146243A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Jfe Steel Kk 表面処理鋼板およびその製造方法
CN107429378A (zh) * 2015-04-14 2017-12-01 新日铁住金株式会社 镀覆钢板及其制造方法
CN108368628A (zh) * 2015-12-03 2018-08-03 东洋钢钣株式会社 电池容器用表面处理钢板
CN108823622A (zh) * 2018-06-29 2018-11-16 桑顿新能源科技有限公司 一种用于锂电池的负极极耳材料及其制造方法
US20190230939A1 (en) * 2016-05-04 2019-08-01 Haas Food Equipment Gmbh Coating for functional parts made of metal
CN110268087A (zh) * 2017-01-27 2019-09-20 日本制铁株式会社 镀覆钢材
CN110268083A (zh) * 2017-02-10 2019-09-20 杰富意钢铁株式会社 高强度镀锌钢板及其制造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001042537A1 (en) 1999-12-09 2001-06-14 Toyo Kohan Co., Ltd. Surface treated steel sheet for battery case, battery case using it, and battery using the case
JP2001192889A (ja) * 1999-12-28 2001-07-17 Osaka Gas Co Ltd コンプレッサー用部材
JP2007005157A (ja) * 2005-06-24 2007-01-11 Toyo Kohan Co Ltd 電池容器用めっき鋼板、その電池容器用めっき鋼板を用いた電池容器、およびその電池容器を用いた電池、ならびに電池容器用めっき鋼板の製造方法
EP2143828B1 (en) * 2008-07-08 2016-12-28 Enthone, Inc. Electrolyte and method for the deposition of a matt metal layer
JP5885345B2 (ja) * 2012-05-29 2016-03-15 東洋鋼鈑株式会社 樹脂との加工密着性に優れる容器用表面処理鋼板、その製造方法および缶
JP2020035830A (ja) 2018-08-28 2020-03-05 株式会社デンソー ウェーブフィンおよび熱交換器

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6059072A (ja) * 1983-09-12 1985-04-05 Nippon Kokan Kk <Nkk> 溶接性と塗装後耐食性が優れた缶用表面処理鋼板
JPH0525600A (ja) * 1991-07-17 1993-02-02 Nippon Steel Corp プレＮｉ合金めつき法による溶融Ｚｎめつき鋼板および合金化溶融Ｚｎめつき鋼板の製造方法
JPH07122246A (ja) * 1993-10-25 1995-05-12 Toyo Kohan Co Ltd 電池ケース用表面処理鋼板および電池ケース
CN1232575A (zh) * 1996-09-03 1999-10-20 东洋钢钣株式会社 用于电池外壳的表面处理钢板、电池外壳和使用该外壳的电池
CN1326593A (zh) * 1998-11-12 2001-12-12 希勒及穆勒两合公司 成形冷轧金属板制成的电池套管和制备电池套管的方法
JP2003147578A (ja) * 2001-11-07 2003-05-21 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 耐熱特性に優れたニッケルめっき皮膜
JP2007146243A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Jfe Steel Kk 表面処理鋼板およびその製造方法
CN107429378A (zh) * 2015-04-14 2017-12-01 新日铁住金株式会社 镀覆钢板及其制造方法
CN108368628A (zh) * 2015-12-03 2018-08-03 东洋钢钣株式会社 电池容器用表面处理钢板
US20190230939A1 (en) * 2016-05-04 2019-08-01 Haas Food Equipment Gmbh Coating for functional parts made of metal
CN110268087A (zh) * 2017-01-27 2019-09-20 日本制铁株式会社 镀覆钢材
CN110268083A (zh) * 2017-02-10 2019-09-20 杰富意钢铁株式会社 高强度镀锌钢板及其制造方法
CN108823622A (zh) * 2018-06-29 2018-11-16 桑顿新能源科技有限公司 一种用于锂电池的负极极耳材料及其制造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SONODA, T 等: "EFFECT OF HEAT-TREATMENT ON CORROSION-RESISTANCE OF NICKEL-PLATED STEELS COATED WITH TIN", PLATING AND SURFACE FINISHING, vol. 81, no. 8, 1 August 1994 (1994-08-01), pages 68 - 70 *
张国珠: "电镀Ni-Sn合金热处理前后的组织和性能", 航空材料学报, vol. 2, 15 June 2000 (2000-06-15), pages 28 - 34 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113195795A (zh) * 2018-12-27 2021-07-30 日本制铁株式会社 镀Ni钢板、及镀Ni钢板的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021107161A1 (ja) 2021-06-03
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