CN101499531A - 一种电池极板用多孔铜带及其制备方法 - Google Patents
一种电池极板用多孔铜带及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101499531A CN101499531A CNA2009100428691A CN200910042869A CN101499531A CN 101499531 A CN101499531 A CN 101499531A CN A2009100428691 A CNA2009100428691 A CN A2009100428691A CN 200910042869 A CN200910042869 A CN 200910042869A CN 101499531 A CN101499531 A CN 101499531A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- copper strip
- porous copper
- particulate
- tin
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
一种电池极板用多孔铜带及其制备方法，该多孔铜带表面覆有金属锡过渡层和微粒层，具有三维结构，采用在电镀锡溶液中加入微粒的复合电镀方式在铜带表面覆上微粒层，本发明材料由于具有三维结构，增大了镀锡铜箔的有效比表面积，从而有效增大了载体材料与电池活性物质的附着面积并提高了其结合力；并且由于采用复合电镀法，而非机械法，所以不需要特制模具，同时，固体微粒加入到镀锡溶液中，工艺流程和参数容易控制，与现有工业上普遍采用的电镀工艺及设备匹配性良好，改造成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池极板材料及其制备方法，特别涉及一种电池极板用多孔铜带材料及其制备方法。
背景技术
目前镍锌、锌银等动力电池负极基体采用的普通多孔铜带因表面为平面结构，电池制造厂在用这种多孔铜带进行拉浆生产时，活性物质不容易在电极表面附着，有时造成一次拉浆不能达到目的，必须进行多次拉浆。即使一次拉浆成功，但其表面各处活性物质厚度分布不均匀，从而影响电池质量。
发明内容
本发明旨在提供一种能有效提高对电池活性物质的附着力、提高拉浆效率的电池极板用多孔铜带及制备方法。
本发明方案如下。
本发明之电池极板用多孔铜带，铜带表面覆有金属锡过渡层和微粒层，所述微粒既可以是单一的金属微粒或非金属微粒，也可以是两种以上的金属微粒或非金属微粒组成的复合微粒，还可以是金属微粒和非金属微粒组成的复合微粒；一般为选自金属锡粉、金属锌粉、三氧化二钴粉、硅粉、二氧化硅粉、石墨粉中的一种或二种以上的微粒。
一般，微粒层的沉积厚度为0.5-5μm，过渡锡层沉积厚度1-5μm，微粒直径为0.5-5μm，其中微粒的0.1-3.5μm镶嵌在镀层里，其余部分伸出镀层，尤如在铜带平面上长出了“毛刺”，由此形成了一种三维结构。
在铜带表面和过渡金属锡层之间还可以有铁、铜或镍镀层，铁、铜或镍镀层厚度优选0.5-5μm。
本发明之电池极板用多孔铜带的制备方法，包括以下步骤：(1)采用如中国专利98120285.3号公开的专用模具对铜箔进行冲孔，形成多孔铜带体材料；(2)在所述多孔铜带材料的表面，采用现有的电镀、喷涂技术覆上过渡锡层，控制其厚度为1-5μm；(3)将所述覆有过渡锡层的铜带置于复合电镀锡液中，在pH为4-6，温度为室温，阴极电流密度为0.1-1A/dm2条件下进行复合电镀而获得微粒层，其沉积厚度为1-10μm；所述复合镀液是在常规电镀锡的镀液中，加入直径为0.5-5μm的金属或/和非金属固体微粒制成，固体微粒加入量为5-100g/L，并用强制对流和溶液搅拌的方法使微粒悬浮在镀液中；所述微粒一般为选自金属锡粉、金属锌粉、三氧化二钴粉、硅粉、二氧化硅粉、石墨粉中的一种或二种以上的微粒。
对经复合电镀后的多孔铜带，最好还进行热处理，热处理温度为150-280℃，处理时间为1-10小时，以进一步改善其性能。
为了获得良好的镀层结构，还可以在覆锡之前，先将穿孔后的铜带采用电镀等方式覆上铁、铜或镍预镀层，镀层厚度优选为0.5-5μm。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：(a)本发明之多孔铜带既保持有普通铜箔的优点，又由于固体微粒0.3-3.5μm长(约为固体微粒直径的2/3)镶嵌在锡层中，形成复合镀层，另0.2-1.5μm长(约为固体微粒直径的1/3)伸出镀层，形成三维结构，增大了镀锡铜箔的有效比表面积，从而大大增大了载体材料与电池活性物质的附着面积并提高了其结合力，在制造电池极片拉浆时非常有利于活性物质的附着，填充性能明显改善，活性物质的粘接性和导电及电化学性能显著提高，有效改善了电池生产过程中拉浆的效率；(b)本发明制备这种三维结构的多孔铜带的方法中，由于采用复合电镀法，而非机械法，所以不需要特制模具，同时固体微粒加入到镀锡溶液中，工艺流程和参数容易控制，与现有工业上普遍采用的电镀工艺及设备匹配性良好，改造成本低；通过热处理，过渡锡镀层与固体微粒发生互熔扩散层结构，使微粒在镀锡层中分布更加均匀，提高了镀层的结合力，而复合镀层分散了腐蚀电流，因而镀锡铜箔更具有优良的耐蚀性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例电池极板用多孔铜带，铜带表面和过渡金属锡层之间有预镀铜层，镀层厚度3μm；镀锡过渡层厚度5μm；锡微粒层厚度1μm，锡微粒直径1μm，锡固体微粒均匀地分布于镀层，有0.6-0.7μm长镶嵌在镀层里，0.3-0.4μm长伸出镀层，形成一种三维结构。
制备：将经过穿孔、预处理等操作的多孔铜带在含有1.5mol/L的Cu2+常规硫酸铜镀液体系中进行电镀1.5min，镀液pH为3.8，温度为室温，获得预镀铜层，镀层厚度3μm；将上述所获得预镀铜层的多孔铜带放入1.2mol/L的Sn2+弱酸性镀锡体系中进行电镀3min，镀液pH为6.5，镀液温度为室温，阴极电流密度为1.2A/dm2，获得过渡锡镀层，过渡层的厚度为5μm；将上述获得过渡锡层的铜带置入复合电镀液中，复合镀液的组成和工艺条件为：硫酸亚锡20g/L，明胶5g/L，柠檬酸钾60g/L，苯酚磺酸钠10g/L，直径为1μm的锡粉在强制搅拌下均匀地浮在溶液中且加入量为80g/L，电镀3min，镀液pH为4.6，温度为室温，阴极电流密度为1.5A/dm2条件下进行复合电镀而获得微粒层，镀层厚度1μm；最后，将铜带在280℃热处理2小时，即成。
从扫描电镜或显微镜下可看到固体微粒均匀地分布于镀层，有0.6-0.7μm长镶嵌在镀层里，0.3-0.4μm长伸出镀层。
实施例2
本实施例电池极板用多孔铜带，铜带表面镀锡过渡层厚度3μm；锌微粒层厚度3μm，锌微粒直径为3μm，锌固体微粒均匀地分布于镀层，有1.5-2.0μm长镶嵌在镀层里，1.0-1.5μm长伸出镀层。
制备：将经穿孔、预处理等操作的多孔铜带放入1.0mol/L的Sn2+弱酸性镀锡体系中进行电镀2min，镀液pH为4.5，镀液温度为室温，获得过渡锡镀层，过渡层的厚度为3μm；。将上述获得过渡层的镀锡铜带置入复合电镀液中，复合镀液的组成和工艺条件为：硫酸亚锡30g/L，明胶5g/L，柠檬酸钾80g/L，苯酚磺酸钠10g/L，直径为3μm的锌粉在搅拌下均匀地浮在溶液中且加入量为120g/L，电镀3min，镀液pH为4.6，温度为室温，阴极电流密度为1.5A/dm2条件下进行复合电镀而获得微粒层，沉积厚度为3μm，即成。
从扫描电镜或显微镜下可看到固体微粒均匀地分布于镀层，有1.5-2.0μm长镶嵌在镀层里，1.0-1.5μm长伸出镀层，形成一种三维结构。
实施例3
本实施例电池极板用多孔铜带，铜带表面和过渡金属锡层之间有预镀铁层，镀层厚度0.5μm；镀锡过渡层厚度1μm；三氧化二钴微粒层厚度5μm，三氧化二钴微粒直径5μm，三氧化二钴固体微粒均匀地分布于镀层，有3.0-3.5μm长镶嵌在镀层里，1.5-2.0μm长伸出镀层。
制备：将经穿孔、预处理等操作的多孔铜带在含有2.0mol/L的Fe2+常规镀铁体系中进行电镀2min，获得预镀铁层，镀层厚度在0.5μm；在上述所获得预镀镍层的多孔铜带热喷涂锡，获得过渡锡镀层，过渡层的厚度为1μm；将上述获得过渡层的镀锡铜带置入复合电镀液中，复合镀液的组成和工艺条件为：硫酸亚锡30g/L，明胶3g/L，柠檬酸钾80g/L，苯酚磺酸钠10g/L，直径为5μm的三氧化二钴在搅拌下均匀地浮在溶液中且加入量为100g/L，电镀3min，镀液pH为4.6，温度为室温，阴极电流密度为1.5A/dm2条件下进行复合电镀而获得微粒层，沉积厚度为5μm，最后，将上述铜带在280℃热处理4小时，即成。
从扫描电镜或显微镜下可看到固体微粒均匀地分布于锡镀层，有3.0-3.5μm长镶嵌在镀层里，1.5-2.0μm长伸出镀层，形成一种三维结构。
实施例4
本实施例电池极板用多孔铜带，铜带表面和过渡金属锡层之间有预镀镍层，镀层厚度0.5μm；镀锡过渡层厚度1.5μm；SiO2微粒层厚度5μm，SiO2微粒直径5μm，锡固体微粒均匀地分布于镀层，有3.0-3.5μm长镶嵌在镀层里，1.5-2μm长伸出镀层。
制备：将经穿孔、预处理等操作的多孔铜带在含有1.2mol/L的Ni2+常规镀镍体系中进行电镀1min，获得预镀镍层，控制镍镀层厚度在0.5μm；将上述所获得预镀镍层的多孔铜带放入1.0mol/L的Sn2+弱酸性镀锡体系中进行电镀2min，镀液pH为4.5，镀液温度为室温，获得过渡锡镀层，过渡层的厚度为1.5μm。将上述获得过渡层的镀锡铜带置入复合电镀液中，复合镀液的组成和工艺条件为：硫酸亚锡30g/L，明胶1g/L，柠檬酸钾80g/L，苯酚磺酸钠10g/L，直径为5μm的SiO2在搅拌下均匀地浮在溶液中且加入量为80g/L，电镀3min，镀液pH为4.6，温度为室温，阴极电流密度为1.5A/dm2条件下进行复合电镀而获得微粒层，沉积厚度为5μm；最后，将上述铜带在250℃热处理2小时，即成。
从扫描电镜或显微镜下可看到固体微粒均匀地分布于镀层，有3.0-3.5μm长镶嵌在镀层里，1.5-2μm长伸出镀层，形成一种三维结构。
实施例5
本实施例电池极板用多孔铜带，铜带表面和过渡金属锡层之间有预镀铜层，镀层厚度5μm；镀锡过渡层厚度5μm；石墨粉和锡粉的混合微粒层厚度1μm，石墨微粒和锡粉微粒的直径均为0.5μm，有0.1-0.2μm长镶嵌在镀层里，0.3-0.4μm长伸出镀层。
将经穿孔、预处理等操作的多孔铜带在含有1.0mol/L的Cu2+常规硫酸铜镀液体系中进行电镀2.5min，镀液pH为3.8，温度为室温，获得预镀铜层，镀层厚度5μm。将上述所获得预镀铜层的多孔铜带放入1.0mol/L的Sn2+弱酸性镀锡体系中进行电镀2min，镀液pH为4.5，镀液温度为室温，获得过渡锡镀层，过渡层的厚度为3μm。将上述获得过渡层的镀锡铜带置入复合电镀液中，复合镀液的组成和工艺条件为：硫酸亚锡20g/L，明胶3g/L，柠檬酸钾100g/L，苯酚磺酸钠10g/L，直径为0.5μm的石墨粉和直径0.5μm的锡粉在搅拌下均匀地浮在溶液中且加入量为80g/L，电镀5min，镀液pH为4.3，温度为室温，阴极电流密度为1.0A/dm2条件下进行复合电镀而获得微粒层，沉积厚度为1μm，最后，将上述铜带在250℃热处理2小时，即成。
从扫描电镜或显微镜下可看到混合固体微粒均匀地分布于镀层，有0.1-0.2μm长镶嵌在镀层里，0.3-0.4μm长伸出镀层，形成一种三维结构。
Claims (7)
1.一种电池极板用多孔铜带，其特征是：铜带表面覆有金属锡过渡层和微粒层，所述微粒为选自金属锡粉、金属锌粉、三氧化二钴粉、硅粉、二氧化硅粉、石墨粉中的一种或二种以上的微粒。
2.如权利要求1所述的电池极板用多孔铜带，其特征是：所述微粒的直径为0.5-5μm，其中微粒的0.1-3.5μm镶嵌在镀层里，其余部分伸出镀层，形成三维结构。
3.如权利要求1或2所述的电池极板用多孔铜带，其特征是：所述过渡锡层沉积厚度为1-5μm。
4.如权利要求1所述的电池极板用多孔铜带，其特征是：在铜带表面和过渡金属锡层之间还有铁、铜或镍镀层。
5.如权利要求4所述的电池极板用多孔铜带，其特征是：所述铁、铜或镍镀层厚度为0.5-5μm。
6.一种如权利要求1-3之一所述的电池极板用多孔铜带的制备方法，其特征是：包括以下步骤：(1)采用如中国专利98120285.3号公开的专用模具对铜箔进行冲孔，形成多孔铜带体材料；(2)在所述多孔铜带材料的表面，采用现有的电镀、喷涂技术覆上过渡锡层，控制其厚度为1-5μm；(3)将所述覆有过渡锡层的铜带置于复合电镀锡液中，在pH为4-6，温度为室温，阴极电流密度为0.1-1A/dm2条件下进行复合电镀而获得微粒层，其沉积厚度为1-10μm；所述复合镀液是在常规电镀锡的镀液中，加入直径为0.5-5μm的金属或/和非金属固体微粒制成，固体微粒加入量为5-100g/L，并用强制对流和溶液搅拌的方法使微粒悬浮在镀液中；所述微粒为选自金属锡粉、金属锌粉、三氧化二钴粉、硅粉、二氧化硅粉、石墨粉中的一种或二种以上的微粒。
7.如权利要求6所述的电池极板用多孔铜带的制备方法，其特征是：在复合电镀之后，再对铜带进行热处理，热处理温度为150-280℃，处理时间为1-10小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100428691A CN101499531B (zh) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | 一种电池极板用多孔铜带及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100428691A CN101499531B (zh) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | 一种电池极板用多孔铜带及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101499531A true CN101499531A (zh) | 2009-08-05 |
| CN101499531B CN101499531B (zh) | 2013-01-02 |
Family
ID=40946488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009100428691A Active CN101499531B (zh) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | 一种电池极板用多孔铜带及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101499531B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102367527A (zh) * | 2011-10-27 | 2012-03-07 | 厦门大学 | 一种高度有序的单片铜基多孔材料及其制备方法 |
| CN110965085A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-07 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种石墨复合铜箔及其制备方法 |
| CN113454251A (zh) * | 2018-12-18 | 2021-09-28 | 赛莫必乐公司 | 用作电极的具有分层结构的大面积铜纳米泡沫 |
-
2009
- 2009-03-16 CN CN2009100428691A patent/CN101499531B/zh active Active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102367527A (zh) * | 2011-10-27 | 2012-03-07 | 厦门大学 | 一种高度有序的单片铜基多孔材料及其制备方法 |
| CN113454251A (zh) * | 2018-12-18 | 2021-09-28 | 赛莫必乐公司 | 用作电极的具有分层结构的大面积铜纳米泡沫 |
| CN110965085A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-07 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种石墨复合铜箔及其制备方法 |
| CN110965085B (zh) * | 2019-12-30 | 2021-10-12 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种石墨复合铜箔及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101499531B (zh) | 2013-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101205623B (zh) | 一种用于钕铁硼铁氧体防腐的纳米复合电镀新方法 | |
| CN102212849B (zh) | 一种有色金属电积用新型阳极板制备方法 | |
| CN104233379A (zh) | 一种碳纳米管-铜基复合粉体的电沉积制备方法 | |
| CN101499531B (zh) | 一种电池极板用多孔铜带及其制备方法 | |
| CN102152416A (zh) | 金刚石线锯及其制备方法 | |
| CN102005574B (zh) | 铅酸蓄电池轻质板栅及其制备方法 | |
| CN114883560A (zh) | 一种三维集流体/Zn/Zn-E复合负极及其制备和在水系锌离子电池中的应用 | |
| CN1676674A (zh) | 含有纳米微粒的镍－磷合金基复合镀层的制备方法 | |
| CN111074317A (zh) | 一种铜箔的表面处理方法及铜箔材料 | |
| CN106544709B (zh) | 一种提高电解铜箔高温防氧化性能的表面处理工艺 | |
| CN105489970B (zh) | 一种锌空气电池用多孔锌锡合金负极材料及其制备方法 | |
| CN112195435A (zh) | 一种类核壳结构Al@(TiB2+Ti4O7)-PbO2阳极板及其制备方法 | |
| CN101954762A (zh) | 一种镀覆有含钴纳米线复合薄膜的钢带及其制备方法 | |
| CN101586250B (zh) | 一种复合涂层及其制备方法和应用 | |
| CN110484942A (zh) | 一种Ni-P-C-Si-W多元微米晶镀层、镀液及其制备方法 | |
| CN114250489B (zh) | 一种基于电沉积法制备铜铁合金的方法 | |
| CN113293411B (zh) | 一种梯度复合二氧化铅阳极板及其制备方法与应用 | |
| CN114789240B (zh) | 一种电解金属锰用阳极及其制备方法 | |
| CN115807245A (zh) | 一种有色金属电积用节能高强度栅栏型复合阳极板及其制备方法 | |
| CN110117804A (zh) | 一种无衬底的纳米晶软磁合金薄膜及其制备方法 | |
| CN114824263B (zh) | 一种Zn@Zn-E复合负极及其制备和在水系锌离子电池中的应用 | |
| CN202137859U (zh) | 金刚石线锯 | |
| CN1291507C (zh) | 一种金属Ni或Cu包覆LiFePO4粉体的制备方法 | |
| CN112701513B (zh) | 一种石墨烯铜合金化学镀镍的电源插脚及其制备方法 | |
| CN115440695A (zh) | 一种耐高温超薄半导体引线框架及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |