CN103741173B - 一种高一致性泡沫镍制备设备及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及泡沫镍生产领域，特别涉及一种高一致性泡沫镍制备设备及制备方法。它包括放卷机构和电沉积装置，其特征是：电沉积装置包括至少一个镀槽，每个镀槽内设有镀铱弧形钛篮，其上方设有与妻同轴心的镀铱钛金属滚筒，靠近放卷机构的镀槽内的镀铱弧形钛篮与镀铱钛金属滚筒之间设有排气压辊，排气压辊位于开孔海绵模芯材料与镀铱钛金属滚筒的切点处并且位于镀液液面以下，镀铱弧形钛篮上设有阳极密实器。制备方法中采用的镀液配比为：每升镀液中含硫酸镍180～300g，硼酸30～45g，镀液参数为：温度40～55℃，PH值4.0～5.0。使用本发明可生产面密度偏差小于2%的高一致性泡沫镍，提高了产品质量。

Description

一种高一致性泡沫镍制备设备及制备方法
（一）技术领域
本发明涉及泡沫镍生产领域，特别涉及一种高一致性泡沫镍制备设备及制备方法。
（二）背景技术
泡沫镍材料如泡绵状泡沫镍材料作为具有多孔的金属镍网板，厚度1.0～2.5mm，面密度250～500g/m2,纵横向孔径比例1.～1.05，纵向延伸率5～10%，体积密度大于175g/m3产品纵向抗拉强度达100N/cm2以上。可作为镍氢电池正、负极板的集流体和活性物质的载体，制作高能电池电极板时，利用泡沫镍的多孔特性，可使极板活性物质得到充分利用，减小电池内阻，增大反应面积，提高电池性能。 产品的生产流程为导电化处理、电沉积、氧化还原、分切包装。核心工序为电沉积工序。
采用现有泡沫镍生产工艺所生产的泡沫镍的面密度偏差均在5%以上，由于泡沫镍产品面密度一致性直接影响镍氢电池容量的一致性，镍氢电池的一致性是电池组寿命的关键影响因素，制约了组合镍氢电池在电动工具及混合动力汽车及纯电动汽车上的应用。
（三）发明内容
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种可生产面密度偏差小于2%的高一致性泡沫镍制备设备同时提供了使用该设备制备泡沫镍的方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种高一致性泡沫镍制备设备，包括放卷机构和电沉积装置，其特征是：所述电沉积装置包括至少一个镀槽，每个镀槽内设有镀铱弧形钛篮，镀铱弧形钛篮上方设有与镀铱弧形钛篮同轴心的镀铱钛金属滚筒，相邻两个渡槽之间设有过渡辊，最靠近放卷机构的镀槽内的镀铱弧形钛篮与镀铱钛金属滚筒之间设有排气压辊，所述排气压辊位于开孔海绵模芯材料与镀铱钛金属滚筒的切点处并且位于镀液液面以下，所述镀铱弧形钛篮上设有阳极密实器。
所述镀铱弧形钛篮的半径为100mm-1200mm、弧度为90-180°，所述镀铱弧形钛篮内圆与镀铱钛金属滚筒外壁之间的间距为50～150mm。
所述镀铱弧形钛篮的宽度比镀铱钛金属滚筒的宽度窄30～50mm。
利用上述任一项所述的高一致性泡沫镍制备设备制备泡沫镍的方法，包括以下步骤：模芯导电化处理、电沉积和热处理，模芯经过导电化处理后得到厚度为1.1～2.5mm的开孔海绵模芯材料，该开孔海绵模芯材料作为电沉积过程中的阴极；电沉积步骤中所用的镀液为全硫酸盐型，其配比为：每升镀液中含硫酸镍180～300g，硼酸30～45g，镀液参数为：温度40～55℃，PH值4.0～5.0。
本发明的有益效果是：
通过新型的阴阳极装置，改变了原有工艺阴极给电方式，实现了产品面密度的高度一致，进而保证了产品强度、延伸率的一致性，从而有效提高电池电极活性物质的填充一致性。阳极钛篮与阴极传动给电辊镀铱处理和全硫酸盐配方相结合，消除了电镀过程氯气的产生；阴极给电方式的改变大幅降低了原工艺的电压节能效果显著。
（四）附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明中制备设备的主视结构示意图；
图2为镀铱弧形钛篮和镀铱钛金属滚筒的位置关系的主视结构示意图；
图3为图2的俯视结构示意图。
图中，1 收卷机构，2传动纠偏自控系统，3镀槽，4镀铱弧形钛篮，5阳极密实器，6镀铱钛金属滚筒，7排气压辊，8开孔海绵模芯材料,9泡沫镍，10放卷机构，11过渡辊, a镀铱弧形钛篮的半径,b镀铱弧形钛篮的弧度, c镀铱弧形钛篮内圆与镀铱钛金属滚筒外壁之间的间距,e镀铱弧形钛篮的宽度,f镀铱钛金属滚筒的宽度。
（五）具体实施方式
附图为本发明中制备设备的具体实施例。如图1、图2、图3所示，该种高一致性泡沫镍制备设备及方法，包括放卷机构10、电沉积装置、传动纠偏自控系统2和收卷机构1，其中放卷机构10、传动纠偏自控系统2和收卷机构1是现有技术，在此不再赘述，电沉积装置包括两个镀槽3，两个渡槽3之间的上方设有过渡辊11，每个镀槽3内设有镀铱弧形钛篮4，镀铱弧形钛篮4沿模芯的行进方向向下弯曲成弧形，镀铱弧形钛篮4上方设有与镀铱弧形钛篮4同轴心的镀铱钛金属滚筒6，镀铱弧形钛篮4与镀铱钛金属滚筒6分别固定在镀槽3边沿上，在镀铱弧形钛篮4上设有阳极密实器5，它是起振动作用的，为的是使阳极内的填充材料更密实，它可以是振动器；镀铱弧形钛篮4的半径a以100mm-1200mm、弧度b以90-180度为宜，使用时其内装填尺寸小于30mm的镍块或镍珠，镀铱弧形钛篮4内圆与镀铱钛金属滚筒6外壁之间的间距c为50～150mm，镀铱弧形钛篮4的宽度e比镀铱钛金属滚筒6的宽度f窄30～50mm；靠近放卷机构10的镀槽3内的镀铱弧形钛篮4与镀铱钛金属滚筒6之间设有排气压辊7，该排气压辊7位于开孔海绵模芯材料8与镀铱钛金属滚筒6的切点处并且位于镀液液面以下；在电沉积过程中，经过导电化处理后得到的厚度为1.1～2.5mm的开孔海绵模芯材料8为阴极，镀铱弧形钛篮4为阳极，开孔海绵模芯材料8经过镀铱钛金属滚筒6和排气压辊7的挤压，赶走了开孔海绵模芯材料8内的气体后，经过两个镀槽3出来后就成了面密度偏差小于2%的高一致性泡沫镍9。开孔海绵模芯材料8通过镀铱钛金属滚筒6给电，并在镀铱钛金属滚筒6的带动下通过PLC控制与放卷机构10、收卷机构1实现相同线速度运动。
实施例一：利用上述制备设备制备泡沫镍的方法，包括以下步骤：模芯导电化处理、电沉积和热处理，模芯导电化处理采用真空磁控溅射镀镍、化学镀镍或浸涂导电胶，在镀铱弧形钛篮4内填充尺寸小于30mm的镍块或镍珠进行电沉积，电沉积为连续化带状生产作业，热处理是在400-1300℃之间在氢气保护氛围下进行；模芯经过导电化处理后得到厚度为1.1～2.5mm的开孔海绵模芯材料，该开孔海绵模芯材料作为电沉积过程中的阴极；电沉积步骤中所用的镀液为全硫酸盐型，其配比为：每升镀液中含硫酸镍180g，硼酸30g，镀液参数为：温度40℃，PH值4.0，经过该方法制成泡沫镍A。
实施例二：利用上述制备设备制备泡沫镍的方法，包括以下步骤：模芯导电化处理、电沉积和热处理，模芯导电化处理采用真空磁控溅射镀镍、化学镀镍或浸涂导电胶，在镀铱弧形钛篮4内填充尺寸小于30mm的镍块或镍珠进行电沉积，电沉积为连续化带状生产作业，热处理是在400-1300℃之间在氢气保护氛围下进行；模芯经过导电化处理后得到厚度为1.1～2.5mm的开孔海绵模芯材料，该开孔海绵模芯材料作为电沉积过程中的阴极；电沉积步骤中所用的镀液为全硫酸盐型，其配比为：每升镀液中含硫酸镍300g，硼酸45g，镀液参数为：温度55℃，PH值5.0，经过该方法制成泡沫镍B。
实施例三：利用上述制备设备制备泡沫镍的方法，包括以下步骤：模芯导电化处理、电沉积和热处理，模芯导电化处理采用真空磁控溅射镀镍、化学镀镍或浸涂导电胶，在镀铱弧形钛篮4内填充尺寸小于30mm的镍块或镍珠进行电沉积，电沉积为连续化带状生产作业，热处理是在400-1300℃之间在氢气保护氛围下进行；模芯经过导电化处理后得到厚度为1.1～2.5mm的开孔海绵模芯材料，该开孔海绵模芯材料作为电沉积过程中的阴极；电沉积步骤中所用的镀液为全硫酸盐型，其配比为：每升镀液中含硫酸镍250g，硼酸40g，镀液参数为：温度50℃，PH值4.5，经过该方法制成泡沫镍C。
将上述三个实施例中得到的泡沫镍A、B、C与用现有普通方法得到的泡沫镍D在同等条件下做理化性能测试，结果如下表：
由上表可以看出，采用本发明的泡沫镍制备设备及方法得到的泡沫镍其性能明显好于普通泡沫镍，特别是其纵向抗拉强度。
除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。

Claims (2)

1.一种高一致性泡沫镍制备设备，包括放卷机构（10）和电沉积装置，所述电沉积装置包括至少一个镀槽（3），每个镀槽（3）内设有镀铱弧形钛篮（4），镀铱弧形钛篮（4）上方设有与镀铱弧形钛篮（4）同轴心的镀铱钛金属滚筒（6），相邻两个渡槽（3）之间设有过渡辊（11），最靠近放卷机构（10）的镀槽（3）内的镀铱弧形钛篮（4）与镀铱钛金属滚筒（6）之间设有排气压辊（7），所述排气压辊（7）位于开孔海绵模芯材料（8）与镀铱钛金属滚筒（6）的切点处并且位于镀液液面以下，所述镀铱弧形钛篮（4）上设有阳极密实器（5），其特征是：所述镀铱弧形钛篮（4）的半径为100mm-1200mm、弧度为90-180°，所述镀铱弧形钛篮（4）内圆与镀铱钛金属滚筒（6）外壁之间的间距为50～150mm。
2.根据权利要求1所述的高一致性泡沫镍制备设备，其特征是，所述镀铱弧形钛篮（4）的宽度比镀铱钛金属滚筒（6）的宽度窄30～50mm。
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