CN201207404Y

CN201207404Y - 一种电池极板用穿孔钢带

Info

Publication number: CN201207404Y
Application number: CNU2008200688488U
Authority: CN
Inventors: 邢光强
Original assignee: PINGYU XINCAI METAL PRODUCTS CO Ltd
Current assignee: PINGYU XINCAI METAL PRODUCTS CO Ltd
Priority date: 2008-01-08
Filing date: 2008-01-08
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2018-01-08

Abstract

一种电池极板用穿孔钢带，带面上设有穿孔，带面上的穿孔横向错位排列，穿孔的横向距离为1.0～2.0毫米、纵向距离为0.5～2.0毫米，横向间距大于纵向间距；刚带上由内向外依次电镀有金属铜层和金属镍层。本实用新型可以解决制约极板生产中所产生的断片、掉粉、毛刺变形、脱镍等问题。

Description

一种电池极板用穿孔钢带

技术领域

本实用新型涉及一种电池极板用穿孔钢带。

背景技术

能源危机是二十一世纪全球重点关注的的问题，世界各国都在大力发展新型化学能源。上世纪八十年代，Ni/MH电池在日本研制成功，它以能量密度大、充电次数多、记忆效应小、不含汞镉等有害金属一系列优点，迅速被市场认可，得到迅猛发展，也被列为我国“九五”重大高技术攻关项目。经多年来的研究与发展，Ni/MH电池目前已成为可再充电电池市场(特别是手机市场)的主导产品，目前，这种新型化学能源正在向交通工具迈进，成为电动自行车、电动汽车等的动力。

在电池的制作过程中，正、负极均采用金属基板负载活性物质制做，因此电池基体材料的性能直接影响电池的性能。从电池的的成本及电池性能综合考虑，正极基板为泡沫镍及负极基板为镀镍穿孔钢带为行业常用的优选方式。美国在“一种储氢合金电极和使用该电极的电池”(专利号：US5527638A)中披露了用于制造电池极板的穿孔金属带，该带为带有穿孔的长金属带卷，其中具有一系列穿孔区域和没有任何穿孔的带状区域；穿孔直径保持在1.0-2.5毫米范围内，穿孔为圆形，纵向、横向交错排列；穿孔金属带的厚度在0.04到0.08毫米范围内，穿孔率在35％到61％范围内。周中斌等在其专利“电池极板用穿孔钢带及其生产工艺和专用设备”(专利号：ZL98120285.3)中提出穿孔的纵向与纵向间距为1.0-5.0毫米，横向与横向间距为1.0-5.0毫米，当穿孔孔径为1.5毫米时，横向间距为1.0-1.02毫米，纵向间距为1.73-1.77毫米，当穿孔孔径为1.7毫米时，横向间距为1.15毫米，纵向间距为2.0毫米，穿孔口具有毛刺孔。许开华等在其专利“一种动力电池极板用穿孔钢带”(专利号：ZL00134512.5)中提出钢带上所有的穿孔孔边设有毛刺，毛刺分别排列在钢带的两个侧面，毛刺的高度为0.5-5毫米。

经过多年的研究发现，按照上述方法生产的镀镍穿孔钢带，由于横向间距小于纵向间距，电池厂家在生产中横向卷曲时，易出现断片现象，生产成品率低。现有的技术追求高开孔率，这样虽然可以多填充活性物质，但由于载体的减少，活性物质的粘敷性降低，造成“掉粉”现象，从而降低电池容量及使用寿命。镀镍穿孔钢带的毛刺在连续加工过程中受控制极板厚度的夹具等阻碍产生毛刺变形及“偏带”现象，从而影响电池质量，并且毛刺过长还可能导致电池制作时造成短路。在穿孔钢带表面上直接镀覆一层镍，由于铁-镍镀层中容易形成一种铁镍脆性相，因此将降低镀层与基体的结合强度，造成脱镍现象，降低镀镍钢带的抗腐蚀性能，有损电池的容量和使用寿命。穿孔钢带在电镀过程中，部分铁离子会被电解到电镀液中，引起电镀液铁离子含量超标，电镀液中添加的化工原料也含有一定的杂质，会融入到镀液中去，镀液长时间不净化，杂质含量超标，电镀出的产品表面出现黄斑、白斑现象，影响镀层质量，存在很多不足之处。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种电池极板用穿孔钢带，以解决制约极板生产中所产生的断片、掉粉、毛刺变形、脱镍问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种电池极板用穿孔钢带，带面上设有穿孔，带面上的穿孔横向错位排列，穿孔的横向距离为1.0～2.0毫米、纵向距离为0.5～2.0毫米，横向间距大于纵向间距。

当穿孔孔径为1.0毫米时，横向间距为1.20～1.30毫米，纵向间距为0.6～0.7毫米。

当穿孔孔径为1.5毫米时，横向间距为1.70～1.80毫米，纵向间距为1.0～1.05毫米。

当穿孔孔径为1.7毫米时，横向间距为1.95～2.0毫米，纵向间距为1.10～1.15毫米。

所述的钢带上由内向外依次电镀有金属铜层和金属镍层。

所述的金属铜层的厚度为0.1～0.5μm，所述金属镍层的厚度为0.5～2μm。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、穿孔钢带横向间距大于纵向间距，电池生产厂家在使用过程中，横向卷曲不容易断片，开孔率虽然降低了，但填充的活性物质更容易粘敷在钢带上，无“掉粉”现象，冲压带出的毛刺经步进挤压回孔内，有效地克服了钢带“偏带”和因毛刺过长导致电池短路的弊病，提高了电池的合格率及容量、寿命等性能。

2、由于铜和铁有很高的亲和性，铜与镍能无限固溶，在穿孔钢带和镍镀层之间加镀一层金属铜层后，直接避免了铁镍脆性相的形成，保证了镀层与基体的结合强度，有效控制了脱镍现象的发生，改善了镀镍穿孔钢带的产品质量。

3、金属铜的导电性和电化学性能非常优异，在钢带上面先镀覆一层铜层，使得钢带的导电性能也得到提高。

4、电镀后的穿孔钢带经过热处理后，镍镀层原子、铜镀层原子与基体金属原子相互扩散，形成扩散层结构，提高了镀层的结合力，分散了腐蚀电流，使钢带具有优良的耐腐蚀性。而且钢带经热处理后，拉伸强度、延伸率都优于原基带，在制作电池过程中更容易卷曲，且不易断片，提高了电池容量、使用寿命及电化学性能。

附图说明

图1是本实用新型穿孔钢带的结构示意图；

图2是穿孔钢带横向与纵向孔孔距示意图；

图3是穿孔钢带用五金模具冲针排列示意图；

图4是挤压毛刺用一组步进示意图；

图5是本实用新型穿孔钢带镀层示意图；

图6是本实用新型电解槽示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体说明如下：

将成卷钢带送入普通冲床，利用常规五金模具，采用跳步方式进行穿孔，冲床前后有自动送料器和自动收料器，配备有感应开关，冲床上安装有步进、连杆、凸轮轴，与冲床大飞轮连接，同步进行，钢带经过专用模具冲孔后，部分穿孔口周围不可避免的有毛刺，采取用步进挤压的方法，如图4所示，将毛刺压回孔内，表面上不产生毛刺。冲床上装有常规五金模具，模具由下模架、上模架、背板、下模板、上模板、导柱、冲针、回弹器件等组成，上模板与背板固定，在背板与上模板间设有回弹器，用调节螺钉固定背板与上模板间的间距，再固定于上模架上，回弹器件采用聚胺脂橡胶制成。模具上冲针排列横向错位排列，如图3所示，冲针直径为0.9～2.0毫米，横向间距为1.0—2.0毫米，纵向间距为0.5—2.0毫米，横向间距大于纵向间距，上模板、下模板上的针孔位相对应，导向则利用在上模板、下模板四角上安装导柱，下模板安装在下模架上，上模板作用为导向压板，用于扶持冲针不晃动，正确进入下模板针孔，工作时间用低行程冲床，上模不脱离导柱紧密滑动。如图2所示，当穿孔孔径1为1.0毫米时，横向间距2为1.30毫米，纵向间距3为0.7毫米。当穿孔孔径1为1.5毫米时，横向间距2为1.77毫米，纵向间距3为1.02毫米。当穿孔孔径1为1.7毫米时，横向间距2为2.0毫米，纵向间距3为1.15毫米。

如图1和图5所示，钢带穿孔后，采用碳酸钠、氢氧化钠、磷酸三钠溶液将穿孔钢带表面上的油渍清洗干净，然后采用常规电镀铜的工艺方法在穿孔钢带基体4上均匀电镀一层金属铜层5，电镀液为10～20毫升/升的硫酸铜溶液，电镀电流为2～7A/dm²，电镀液温度为55～60摄氏度，等铜镀层厚度达到0.1—0.5μm时，穿孔钢带离开电镀铜液，表面用清水冲洗后，再采用常规电镀镍的工艺方法在金属铜层表面均匀电镀一层金属镍层6，电镀液为20～30毫升/升的硫酸镍溶液，电镀电流为2～7A/dm²，电镀液温度为55～60摄氏度，待镍镀层厚度达到0.5—2μm时，将电镀后的穿孔钢带离开电镀镍液，表面用清水冲洗干净后，经过烘箱高温烘烤干，烘箱温度控制在200～400摄氏度，这时，电镀工艺全部完成，之后对电镀后的穿孔钢带进行热处理，热处理温度控制在400～700℃，恒温时间控制在1～4小时，在热处理过程中用氩气保护，压力控制在0.04～0.1大气压，然后随炉冷却。

如图6所示，在电镀槽旁安装小型辅助槽，槽内阴极吊挂电解板，在辅助槽上安装有循环泵、动态电解电源、超声波搅拌仪，开有溢流孔8。在电镀槽旁用PVC材料制作一个小型辅助槽，安装有循环泵、动态电解电源，槽下方开有溢流口，槽内阴极7吊挂镍板，要求镍板做成凹凸的表面(如瓦愣形)。循环泵可使电镀液在电镀槽与辅助槽之间不停的循环，达到在电镀工作的同时进行镀液净化的目的，动态电解电源可以为电解液提供周期性电源，功率为5000W，输出电流为0～300A，电流上升(下降)周期为5～15分钟，阴极板主要是粘附电解出的杂质，超声波搅拌仪用来在电解过程中搅拌电镀液，加速杂质运动，使它与电极的接触机会增多，提高处理效果。具体技术方案是：首先用循环泵将需要电解处理的镀液从电镀槽中抽入到辅助槽内，用超声波搅拌仪搅拌镀液，打开电解电源，电流密度由每平方分米0.1～0.5安逐渐上升，然后再由每平方分米0.5～0.1安逐渐下降，以此循环操作，可使镀液中不同电位的金属杂质离子在极板沉积，电解后的镀液由辅助槽下方的溢流口8流入电镀槽中，达到在电镀工作的同时进行镀液净化的目的。由于电解处理的时间一般都比较长，在长时间的电解过程中，阴极7吊挂的镍板上可能会产生疏松的沉积物，它的脱落会重新沾污镀液，所以在电解一段时间后，应将阴极7取出刷洗，把阴极7上疏松或不良的沉积物刷去后再继续电解。

电解设备可以使电镀和电解处理同时进行，不必停止生产。电镀液经过电解净化后，铁、铝等金属杂质离子在极板上沉积，从而确保镀液不被杂质沾污，有效地提高电镀产品的镀层质量。

Claims

1、一种电池极板用穿孔钢带，带面上设有穿孔，其特征在于：带面上的穿孔横向错位排列，穿孔的横向距离为1.0～2.0毫米、纵向距离为0.5～2.0毫米，横向间距大于纵向间距。

2、根据权利要求1所述的一种电池极板用穿孔钢带，其特征在于：当穿孔孔径为1.0毫米时，横向间距为1.20～1.30毫米，纵向间距为0.6～0.7毫米。

3、根据权利要求1所述的一种电池极板用穿孔钢带，其特征在于：当穿孔孔径为1.5毫米时，横向间距为1.70～1.80毫米，纵向间距为1.0～1.05毫米。

4、根据权利要求1所述的一种电池极板用穿孔钢带，其特征在于：当穿孔孔径为1.7毫米时，横向间距为1.95～2.0毫米，纵向间距为1.10～1.15毫米。

5、根据权利要求1-4任一条所述的一种电池极板用穿孔钢带，其特征在于：所述的钢带上由内向外依次电镀有金属铜层和金属镍层。

6、根据权利要求5所述的一种电池极板用穿孔钢带，其特征在于：所述的金属铜层的厚度为0.1～0.5μm，所述金属镍层的厚度为0.5～2μm。