CN105696031A - 使用预电镀镍钢带制作动力锂电池钢壳的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用预电镀镍钢带制作动力锂电池钢壳的方法，使用冷轧钢带经过脱脂、酸洗、电镀镍、烘干、退火、冲制成电池钢壳，然后经过闪镀镍处理形成电池钢壳，闪镀镍处理指短滚镀镍处理后进行钝化处理和封闭处理。采用滚镀镍的方法首先将切口及钢壳整体进行短时间的滚镀镍处理，使其获得一定厚度的镍层，从而解决了切口无镍层的问题，并且提升了钢壳的整体耐蚀性，再通过钝化处理和封闭处理进一步对电池钢壳进行整体的防腐处理，经过上述处理的电池钢壳具有防变色、耐蚀好等优点。

Description

使用预电镀镍钢带制作动力锂电池钢壳的方法
技术领域
本发明涉及一种使用预电镀镍钢带制作动力锂电池钢壳的方法，属于金属表面处理领域，运用了预电镀镍、滚镀镍、钝化处理和封闭处理技术。
背景技术
预电镀镍是指钢带在剪切、冲压成型前进行电镀镍，与传统的成型后滚镀镍相对而言的，具有镀层厚度均匀、耐蚀性好、生产效率高、成本低等优点，主要电池钢壳材料制造。
传统的电池钢壳生产过程是将钢板先冲压成电池钢壳，再进行滚镀镍，但是由于清洗难、深度能力差，导致电池壳深部镀层很薄，甚至无镀层，制成电池电压不稳定，存储周期短。
预电镀镍钢带采用先进的设备工艺和控制系统，镍层厚度均匀，为了提高基板和镀镍层的结合力、冲压性能，镀镍以后需要进行退火处理。
专利CN102002698A描述了一种电池钢壳防锈处理剂及其使用方法，介绍了一种以植酸为主的无铬钝化剂，膜层具有良好的附着力、均匀性和致密性，且不影响导电；
上述专利主要是对镍层的防腐，并未对无镍层的电池钢壳切口提出有效的防腐处理方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用预电镀镍钢带制作动力锂电池钢壳的方法，是指冷轧钢带经过连续电镀镍、扩散退火处理，再进行剪切、冲压形成的电池钢壳后进行闪镀镍处理，包括滚镀镍处理、钝化处理和封闭处理。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种使用预电镀镍钢带制作动力锂电池钢壳的方法，使用冷轧钢带经过脱脂、酸洗、电镀镍、烘干、退火、冲制成电池钢壳，然后经过闪镀镍处理形成电池钢壳，闪镀镍处理指短滚镀镍处理后进行钝化处理和封闭处理。
进一步地，退火在温度为480-580度，25%氢气和75%的氮气保护气条件下，进行罩式退火处理6-12小时处理。
进一步地，滚镀镍处理滚镀时间为20~30min。
进一步地，滚镀镍处理工艺：采用镀镍液包括硫酸镍180~220g/L、氯化镍55-65g/L、硼酸35~45g/L、BNW-1润湿剂1~2ml/L、BN-2000光亮剂0.5~1ml/L和BN-2000柔软剂8~12ml/L；在温度50~55℃下，pH值4~5，电流密度10-20A/kg，滚镀镍转速8-12转/分钟。
进一步地，钝化处理为无机钝化，钝化液采用三氧化铬30g/L、硫酸钴10g/L、氟硅酸铵5g/L，在温度55-65度下处理。
进一步地，钝化处理为有机钝化，钝化液采用植酸8g/L、苯甲酸钠16g/L、钼酸钠2g/L、EDTA10g/L，在温度为40-50度下处理；
进一步地，封闭处理选用高分子水性免水洗镍封闭剂。
采用滚镀镍的方法首先将切口及钢壳整体进行镀镍，使其获得一定厚度的镍层，从而解决了切口无镍层的问题；再通钝化处理和封闭剂处理对电池钢壳进行整体的防腐处理，经过上述处理的预电镀镍钢带制作的锂电池钢壳具有防变色、耐蚀好等优点，可提升电池的品质和使用寿命。
冷轧钢带经过脱脂、酸洗、多层电镀镍、烘干等工序所形成的卷状镀镍钢带，其中镀镍层厚度为1-8um。为了降低镀镍层的成本，对正反面进行差厚控制，控制正面镍层厚度大于3um，冲压成型作为电池钢壳的外表面，控制反面镍层厚度为1.5um，冲压成型作为电池钢壳的内表面；
上述预电镀镍钢带需要进行扩散退火，以获得一定厚度的镍铁合金层，增加镍层与基体的结合力。在温度为480-580度，25%氢气和75%的氮气保护气条件下，进行罩式退火处理6-12小时处理。罩式退火的目的主要是为了形成镍铁扩散层，具有扩散层的镀镍钢卷在冲压过程中，可避免镍层因结合力问题产生的脱粉等问题，可减少镀镍层的孔隙率，提高耐蚀性能。通过控制扩散退火的温度和时间来控制扩散层的厚度小于镀镍层的厚度；
上述的预电镀镍钢板经剪切、冲压制成电池钢壳材料，剪切时所形成的切口，切口端面为裸露的铁基体，因而容易生锈而影响电池的使用，为了解决切口无镍问题，运用闪镀镍的方法对切口及整体钢壳进行镀镍，出于成本和效率考虑滚镀镍的时间控制在半个小时至一个小时间之间，然后进行钝化处理和封闭处理；
采用市售的有机高分子封闭剂，对钝化处理后的预电镀镍电池钢壳整体进行封闭处理，选用水性免水洗封闭剂进行封闭处理，封闭处理后进行甩干和烘干处理。
本发明采用滚镀镍的方法首先将切口及钢壳整体进行短时间的滚镀镍处理，使其获得一定厚度的镍层，从而解决了切口无镍层的问题，并且提升了钢壳的整体耐蚀性，再通过钝化处理和封闭处理进一步对电池钢壳进行整体的防腐处理，经过上述处理的电池钢壳具有防变色、耐蚀好等优点。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。但这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。采用JK-60中性盐雾实验箱进行镀层耐蚀性能检测。
实施例1
选用0.3*406mm预电镀镍钢板作为原料，经过剪切、冲压制成18650动力锂电池钢壳。
（1）将电池刚整体浸入脱脂溶液，脱脂工艺为：5%的金属脱脂剂，温度60度，处理时间为2min；然后经水洗后进活化处理；
（2）将上述的电池钢壳浸入5%的硫酸溶液中进行活化处理，活化时间为20s；然后经水洗后进行化学镀镍；
（3）将电池钢进行滚镀镍处理，滚镀镍工艺:硫酸镍180~220g/L；氯化镍55-65g/L；硼酸35~45g/L；BNW-1润湿剂1~2ml/L；BN-2000光亮剂0.5~1ml/L；BN-2000柔软剂8~12ml/L；温度50~55℃；pH值4~5；电流密度10-20A/kg；转速8-12转/分钟，滚镀时间为30min。然后经水洗后进行钝化处理；
（4）将电池钢壳整体浸入钝化溶液，钝化工艺为：三氧化铬30g/L；硫酸钴10g/L；氟硅酸铵5g/L；温度55-65度，钝化时间为30s；然后经水洗后进行封闭处理；
（5）将电池钢壳整体浸入镍封闭剂中，封闭剂的浓度为1%，封闭时间为1min；无需水洗直接甩干后进行烘干处理；
（6）将电池钢壳放入烘干箱内，进行干燥处理，烘箱温度为120度，烘干时间5min；
实施例2
选用0.3*406mm预电镀镍钢板作为原料，经过剪切、冲压制成18650动力锂电池钢壳。
（1）同实施例1中（1）~（2）步骤；
（2）将电池钢进行滚镀镍处理，滚镀镍工艺:硫酸镍180~220g/L；氯化镍55-65g/L；硼酸35~45g/L；BNW-1润湿剂1~2ml/L；BN-2000光亮剂0.5~1ml/L；BN-2000柔软剂8~12ml/L；温度50~55℃；pH值4~5；电流密度10-20A/kg；转速8-12转/分钟，滚镀时间为60min。然后经水洗后进行钝化处理；
（3）同实施例1中（4）~（6）步骤；
实施例3
选用0.3*406mm预电镀镍钢板作为原料，经过剪切、冲压制成18650动力锂电池钢壳。
（1）同实施例1中（1）~（3）步骤；
（2）将电池钢壳整体浸入钝化溶液，钝化工艺为：植酸8g/L；苯甲酸钠16g/L；钼酸钠2g/L；EDTA10g/L；温度为40-50度，钝化时间为5min；然后经水洗后进行封闭处理；
（3）同实施例1中（5）~（6）步骤；
实施例4
选用0.3*406mm预电镀镍钢板作为原料，经过剪切、冲压制成18650动力锂电池钢壳。
（1）同实施例1中（1）~（2）步骤；
（2）同实施例2中（2）步骤；
（3）同实施例3中（2）步骤；
（4）同实施例1中（5）~（6）；
比较例
选用0.3*406mm预电镀镍钢板作为原料，经过剪切、冲压制成18650动力锂电池钢壳。不进行闪镀镍重复实施例1中（4）~（6）步骤；
表1
本发明所列举的各工艺参数（如温度、时间等）的上下限取值、以及其区间值，都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims (7)

1.一种使用预电镀镍钢带制作动力锂电池钢壳的方法，使用冷轧钢带经过脱脂、酸洗、电镀镍、烘干、退火、冲制成电池钢壳，然后经过闪镀镍处理形成电池钢壳，闪镀镍处理指短滚镀镍处理后进行钝化处理和封闭处理。
2.根据权利要求1所述的使用预电镀镍钢带制作动力锂电池钢壳的方法，其特征在于，退火在温度为480-580度，25%氢气和75%的氮气保护气条件下，进行罩式退火处理6-12小时处理。
3.根据权利要求1所述的使用预电镀镍钢带制作动力锂电池钢壳的方法，其特征在于，滚镀镍处理滚镀时间为20~30min。
4.根据权利要求1所述的使用预电镀镍钢带制作动力锂电池钢壳的方法，其特征在于，滚镀镍处理工艺：采用镀镍液包括硫酸镍180~220g/L、氯化镍55-65g/L、硼酸35~45g/L、BNW-1润湿剂1~2ml/L、BN-2000光亮剂0.5~1ml/L和BN-2000柔软剂8~12ml/L；在温度50~55℃下，pH值4~5，电流密度10-20A/kg，滚镀镍转速8-12转/分钟。
5.根据权利要求1所述的使用预电镀镍钢带制作动力锂电池钢壳的方法，其特征在于，钝化处理为无机钝化，钝化液采用三氧化铬30g/L、硫酸钴10g/L、氟硅酸铵5g/L，在温度55-65度下处理。
6.根据权利要求1所述的使用预电镀镍钢带制作动力锂电池钢壳的方法，其特征在于，钝化处理为有机钝化，钝化液采用植酸8g/L、苯甲酸钠16g/L、钼酸钠2g/L、EDTA10g/L，在温度为40-50度下处理。
7.根据权利要求1所述的使用预电镀镍钢带制作动力锂电池钢壳的方法，其特征在于，封闭处理选用高分子水性免水洗镍封闭剂。
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