CN114221068B - 碱性电池壳及其表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及碱性电池壳及其表面处理方法，属于碱性电池壳加工制造领域。碱性电池壳的表面处理方法，包括如下步骤：S10：脱脂清洗，使用脱脂清洗剂对镀镍后的碱性电池壳的内、外表面进行脱脂清洗；S20：预防锈处理，使用第一防锈剂对碱性电池壳的内、外表面进行预防锈处理；S30：封闭防锈处理，使用封闭防锈剂对碱性电池壳的外表面进行封闭防锈处理；S40：烘干处理，对碱性电池壳进行烘干。本发明的碱性电池壳的表面处理方法可使的碱性电池壳外表面达因值为30dyne/cm～38dyne/cm增加其在电池生产线流动性；碱性电池壳内表面达因值为40dyne/cm～50dyne/cm，可增加导电涂层与电池壳内壁附着力，导电涂层与电池壳附着力＞90％。
Description
技术领域
本发明涉及碱性电池壳及其表面处理方法，属于碱性电池壳加工制造领域。
背景技术
碱性锌锰干电池，具有无汞环保、价格适中、比能量高等优势，近年来得到快速发展。传统的碱性电池壳的处理工艺为：脱脂清洗-封闭防锈处理-烘干处理，其中封闭防锈处理是使用封闭防锈剂对碱性电池壳的内表面及外表面进行封闭防锈处理，如此将使得碱性电池壳的内表面及外表面的达因值相同。
随着技术进步，生产线速度也越来越快，碱性锌锰干电池高速生产线生产速度可达到600只/分钟以上。高速生产线对电池壳外表面滑度要求高，若碱性电池壳外表面的达因值大于38时，则会造成碱性电池壳的外表面的摩擦力较大，会导致碱性电池壳在生产线流动性不良，容易出现卡机，影响产品质量及生产效率。
碱性锌锰电池作为应用最为广泛的原电池，为促进碱性锌-二氧化锰电池的大电流高功率放电性能及长保质期，且降低保质期内电池容量衰减，需降低电池内阻，从而改善电池的高功率输出性能，对于碱锰电池中对接触电阻影响最大的就是电池壳与正极二氧化锰锰环的接触电阻。而降低这一电阻最常用有效的方法是在电池壳内壁涂覆一层导电石墨材料，该导电材料除对电池壳内壁具有防腐防护作用外，还具有填充电池壳内壁与二氧化锰正极环间隙作用，从而增加电池壳内壁与二氧化锰正极环的表面接触面积，达到降低接触电阻的目的。
目前大多碱性锌锰电池采取使用溶剂型导电涂料，比如以丁酮、乙醇为主要溶剂的导电涂料，但随着环保要求的提高，国内目前已开始使用以纯水为主要溶剂的水性环保导电涂料，而水性环保涂料对电池壳内表面达因值要求较高，当碱性电池壳内表面的达因值在38以下时，涂层干燥后会出现收缩、发花问题，从而影响其效能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能满足生产中对电池壳内、外表面的不同达因值的要求的碱性电池壳及其表面处理方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：碱性电池壳，碱性电池壳内表面的达因值与外表面的达因值不同，且碱性电池壳内表面的达因值大于碱性电池壳外表面的达因值。
进一步的，碱性电池壳外表面达因值为30dyne/cm～38dyne/cm，且内表面达因值为40dyne/cm～50dyne/cm。
碱性电池壳的表面处理方法，包括如下步骤：
S10：脱脂清洗，使用脱脂清洗剂对镀镍后的碱性电池壳的内、外表面进行脱脂清洗，脱脂清洗剂中包括脱脂剂及防锈辅助材料；将碱性电池壳放入脱脂槽中，脱脂完成后，使用工业纯水清洗；
S20：预防锈处理，使用第一防锈剂对碱性电池壳的内、外表面进行预防锈处理；预防锈处理后，使用工业纯水清洗；
S30：封闭防锈处理，使用封闭防锈剂对碱性电池壳的外表面进行封闭防锈处理，封闭防锈剂包括第二防锈剂及油性封闭防锈剂；封闭防锈处理后，使用工业纯水清洗；
S40：烘干处理，对碱性电池壳进行烘干。
上述的工业纯水是指由反渗透生成的工业用纯净水。
具体的，S10中的碱性电池壳传统的成型方式为：先将冷轧钢带直接冲压成型为电池壳后，再对该电池壳镀镍，该种成型方式为“先冲后镀”；而本方案采用“先镀后冲”，即先将冷轧钢带进行镀镍处理，再对该冷轧钢带进行冲压成型为电池壳，且本方案的碱性电池壳的镀镍层的厚度为1～3μm。
“先镀后冲”工艺相比“先冲后镀”工艺电池壳，具有以下优势：1、镀镍层内、外均匀一致，且碱性电池壳内、外表面镀镍层厚度可按需分别控制，即可使碱性电池壳内、外表面的镀镍层厚度不同；由于碱性电池壳一端为盲孔，碱性电池壳采用“先冲后镀”，其内表面沉积镀层很慢，无法做到内表面镀层均匀，且碱性电池壳电镀为滚筒方式承载电镀，存在个体差异明显，镀层分布均匀性、一致性较差，甚至存在部分碱性电池壳失效情况；2、“先镀后冲”工艺碱性电池壳电池贮存性能好、劣化率低；
S30中，可将碱性电池壳的空腔密封，从而使封闭防锈剂仅对碱性电池壳的外表面进行封闭防锈处理，如此可使碱性电池壳的内表面达因值大于外表面达因值。
本发明相还增加了预防锈处理工序，新增预防锈处理工序的好处是：预防锈处理目的是提高碱性电池壳内、外表面的防锈能力，在脱脂清洗后，碱性电池壳内、外表面达因值在60dyne/cm～70dyne/cm之间，很容易生锈，增加预防锈处理工序，可避免碱性电池壳内、外表面生锈。
另外，可在步骤S30及步骤S40之间增加步骤S35，S35：使用脱水机甩干碱性电池壳，甩干时间为1～3分钟，使碱性电池壳表面附着液体通过离心作用分离，更容易烘干。
进一步的，脱脂剂与防锈辅助材料的重量比为17～20：1，且脱脂清洗剂的浓度为35～70g/L，如果脱脂剂浓度超过70g/L，脱脂清洗时碱性电池壳存在被腐蚀的风险，如此在后续水洗或烘干时，会导致碱性电池壳内、外表面产生锈点；如果脱脂清洗剂的浓度低于35g/L，碱性电池壳脱脂清洗后，内、外表面拉伸油残留过多，会导致碱性电池壳烘干后发生内、外表面发黄的问题；优选的，防锈辅助材料为苯丙三氮唑和亚硝酸钠中的至少一种。
进一步的，在步骤S10中，脱脂温度为35～45℃，脱脂时间为25～45分钟；优选的，S10步骤处理后，碱性电池壳内、外表面的达因值为60dyne/cm～70dyne/cm。
进一步的，第一防锈剂为苯丙三氮唑和水基封闭防锈剂中的任意一种；优选的，第一防锈剂配制浓度按重量百分比0.1～0.5％控制。若第一防锈剂浓度高于0.5％，可能会导致碱性电池壳内表面的达因值低于40dyne/cm，若第一防锈剂的浓度低于0.1％，则达不到防锈的效果，碱性电池壳的内、外表面在后续处理过程中容易生锈。
进一步的，在S20中，预防锈处理的温度为25～35℃，处理时间为1～3分钟；优选的，S20步骤处理后，碱性电池壳内、外表面的达因值为40dyne/cm～50dyne/cm。
进一步的，烘干温度为60～120℃，烘干时间为10～25分钟。若烘干温度低于60℃，会导致碱性电池壳内、外表面不能完全烘干而出现锈蚀的情况；若烘干温度高于120℃，会导致能耗大幅上升且会导致碱性电池壳的外表面达因值增加，甚至出现碱性电池壳的外表面达因值大于38dyne/cm情况；因为烘干温度过高，会导致碱性电池壳外表面吸附的部分封闭防锈剂挥发失效，从而导致表面达因值增加。烘干温度处于上述范围之间则不会导致碱性电池壳内、外表面达因值发生变化。
进一步的，第二防锈剂与油性封闭防锈剂的重量比为(3～10)：1，封闭防锈剂配制浓度按重量百分比1～3％控制；优选的，第二防锈剂为苯丙三氮唑和水基封闭防锈剂中的任意一种。
进一步的，在S30步骤中，封闭防锈处理的温度为30～45℃，处理时间为1～5分钟；优选的，S30步骤处理后，碱性电池壳外表面达因值为30dyne/cm～38dyne/cm，且内表面达因值为40dyne/cm～50dyne/cm。
本发明的有益效果是：
本发明的碱性电池壳的表面处理方法可使的碱性电池壳外表面达因值为30dyne/cm～38dyne/cm增加其在电池生产线流动性；碱性电池壳内表面达因值为40dyne/cm～50dyne/cm，可增加导电涂层与电池壳内壁附着力，导电涂层与电池壳附着力＞90％。
具体实施方式
下面将通过具体的实施例对本发明的具体实施方式作进一步地阐述。
本发明生产工艺流程为：脱脂清洗-预防锈处理-封闭防锈处理-烘干处理-成品。第二防锈剂均选用水基封闭防锈剂，第二防锈剂还可选用苯丙三氮唑，使用苯丙三氮唑效果与使用水基封闭防锈剂的效果近似，本申请不再赘述；各实施例的具体实施过程如下：
实施例1
将脱脂剂40kg、防锈辅助材料2kg、工业纯水1150kg充分混合，配制成脱脂清洗剂，搅拌均匀备用；将水基封闭防锈剂1KG、纯水800KG配制成第一防锈剂，搅拌均匀备用；将水基封闭防锈剂10kg、油性封闭防锈剂按照1kg混合、纯水1000kg配制成喷淋用封闭防锈剂备用。
其中上述脱脂剂为成都祥和磷化有限公司生产的型号为XH-35脱脂剂，防锈辅助材料为XH-35F，水基封闭防锈剂为成都祥和磷化有限公司生产的型号为XH-33A防锈剂，油性封闭防锈剂为日本上村工业株式会社NR-20T。
将脱脂清洗槽、预防锈处理槽、封闭防锈处理槽及烘干设备温度升至需求范围内，脱脂清洗槽、预防锈处理槽、封闭防锈处理槽及烘干设备均为现有公知的设备；其中脱脂清洗槽温度升至35℃；预防锈封闭槽温度升至25℃；封闭防锈处理槽温度升至30℃；烘干设备中温度升至60℃；
在本实施例中，碱性电池壳在脱脂清洗槽中的脱脂时间为35分钟，S10步骤处理后，即脱脂清洗后，碱性电池壳内、外表面的达因值为65dyne/cm。
将脱脂清洗后的碱性电池壳放入预防锈处理槽中，碱性电池壳在预防锈处理槽中的处理时间为2分钟，S20步骤处理后，即预防锈后，碱性电池壳内、外表面的达因值为48dyne/cm。
将预防锈处理后的碱性电池壳放入封闭防锈处理槽中，碱性电池壳在封闭防锈处理槽中的处理时间为3分钟，S30步骤处理后，即封闭防锈处理后，碱性电池壳外表面达因值为36dyne/cm，且内表面达因值为46dyne/cm。
将预防锈处理后的碱性电池壳放入烘干设备中，烘干时间为15分钟；经过S40步骤处理后，即烘干处理后，碱性电池壳外表面达因值为36dyne/cm，且内表面达因值为46dyne/cm。
实施例2
将脱脂剂50kg、防锈辅助材料2.9kg、工业纯水1100kg充分混合，配制成脱脂清洗剂，搅拌均匀备用；将苯丙三氮唑3KG、纯水1000KG配制成第一防锈剂，搅拌均匀备用；将水基封闭防锈剂20kg、油性封闭防锈剂按照3kg混合、纯水1000kg配制成喷淋用封闭防锈剂备用。
其中上述脱脂剂为成都祥和磷化有限公司生产的型号为XH-35脱脂剂，防锈辅助材料为XH-35F，水基封闭防锈剂为成都祥和磷化有限公司生产的型号为XH-33A防锈剂，油性封闭防锈剂为日本上村工业株式会社NR-20T。
将脱脂清洗槽、预防锈处理槽、封闭防锈处理槽及烘干设备温度升至需求范围内，其中脱脂清洗槽温度升至40℃；预防锈封闭槽温度升至30℃；封闭防锈处理槽温度升至40℃；烘干设备中温度升至90℃；
在本实施例中，碱性电池壳在脱脂清洗槽中的脱脂时间为25分钟，S10步骤处理后，即脱脂清洗后，碱性电池壳内、外表面的达因值为60dyne/cm。
将脱脂清洗后的碱性电池壳放入预防锈处理槽中，碱性电池壳在预防锈处理槽中的处理时间为1分钟，S20步骤处理后，即预防锈后，碱性电池壳内、外表面的达因值为42dyne/cm。
将预防锈处理后的碱性电池壳放入封闭防锈处理槽中，碱性电池壳在封闭防锈处理槽中的处理时间为1分钟，S30步骤处理后，即封闭防锈处理后，碱性电池壳外表面达因值为38dyne/cm，且内表面达因值为40dyne/cm。
将预防锈处理后的碱性电池壳放入烘干设备中，烘干时间为10分钟；经过S40步骤处理后，即烘干处理后，碱性电池壳外表面达因值为38dyne/cm，且内表面达因值为40dyne/cm。
实施例3
将脱脂剂95kg、防锈辅助材料5.5kg、工业纯水1400kg充分混合，配制成脱脂清洗剂，搅拌均匀备用；将水基封闭防锈剂5KG、纯水1000KG配制成第一防锈剂，搅拌均匀备用；将水基封闭防锈剂30kg、油性封闭防锈剂按照10kg混合、纯水1350kg配制成喷淋用封闭防锈剂备用。
其中上述脱脂剂为成都祥和磷化有限公司生产的型号为XH-35脱脂剂，防锈辅助材料为XH-35F，水基封闭防锈剂为成都祥和磷化有限公司生产的型号为XH-33A防锈剂，油性封闭防锈剂为日本上村工业株式会社NR-20T。
将脱脂清洗槽、预防锈处理槽、封闭防锈处理槽及烘干设备温度升至需求范围内，其中脱脂清洗槽温度升至45℃；预防锈封闭槽温度升至35℃；封闭防锈处理槽温度升至45℃；烘干设备中温度升至120℃；
在本实施例中，碱性电池壳在脱脂清洗槽中的脱脂时间为45分钟，S10步骤处理后，即脱脂清洗后，碱性电池壳内、外表面的达因值为70dyne/cm。
将脱脂清洗后的碱性电池壳放入预防锈处理槽中，碱性电池壳在预防锈处理槽中的处理时间为3分钟，S20步骤处理后，即预防锈后，碱性电池壳内、外表面的达因值为50dyne/cm。
将预防锈处理后的碱性电池壳放入封闭防锈处理槽中，碱性电池壳在封闭防锈处理槽中的处理时间为5分钟，S30步骤处理后，即封闭防锈处理后，碱性电池壳外表面达因值为38dyne/cm，且内表面达因值为48dyne/cm。
将预防锈处理后的碱性电池壳放入烘干设备中，烘干时间为25分钟；经过S40步骤处理后，即烘干处理后，碱性电池壳外表面达因值为38dyne/cm，且内表面达因值为48dyne/cm。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。此外，本发明所有技术方案均可进行组合。“包括”一词不排除其它权利要求或说明书中未列出的装置或步骤；“第一”、“第二”等词语仅用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。在本文中，“平行”、“垂直”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。
Claims (4)
1.碱性电池壳的表面处理方法，其特征在于：所述碱性电池壳内表面的达因值大于所述碱性电池壳外表面的达因值，碱性电池壳外表面达因值为30dyne/cm～38dyne/cm，且内表面达因值为40dyne/cm～50dyne/cm；
包括如下步骤：
S10：采用先镀后冲，先将冷轧钢带进行镀镍处理，再对该冷轧钢带进行冲压成型为电池壳，脱脂清洗，使用脱脂清洗剂对镀镍后的碱性电池壳的内、外表面进行脱脂清洗，所述脱脂清洗剂中包括脱脂剂及防锈辅助材料；在步骤S10中，脱脂温度为35～45℃，脱脂时间为25～45分钟；S10步骤处理后，碱性电池壳内、外表面的达因值为60dyne/cm～70dyne/cm；
S20：预防锈处理，使用第一防锈剂对所述碱性电池壳的内、外表面进行预防锈处理；在S20中，预防锈处理的温度为25～35℃，处理时间为1～3分钟；S20步骤处理后，碱性电池壳内、外表面的达因值为40dyne/cm～50dyne/cm；
S30：封闭防锈处理，使用封闭防锈剂对所述碱性电池壳的外表面进行封闭防锈处理，且不对碱性电池壳的内表面进行封闭防锈处理，所述封闭防锈剂包括第二防锈剂及油性封闭防锈剂；在S30步骤中，封闭防锈处理的温度为30～45℃，处理时间为1～5分钟；S30步骤处理后，所述碱性电池壳外表面达因值为30dyne/cm～38dyne/cm，且内表面达因值为40dyne/cm～50dyne/cm；
S40：烘干处理，对所述碱性电池壳进行烘干，烘干温度为60～120℃，烘干时间为10～25分钟。
2.根据权利要求1所述的碱性电池壳的表面处理方法，其特征在于：所述脱脂剂与所述防锈辅助材料的重量比为(17～20)：1，且所述脱脂清洗剂的浓度为35～70g/L；所述防锈辅助材料为苯丙三氮唑和亚硝酸钠中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的碱性电池壳的表面处理方法，其特征在于：所述第一防锈剂为苯丙三氮唑和水基封闭防锈剂中的任意一种；所述第一防锈剂配制浓度按重量百分比0.1～0.5％控制。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的碱性电池壳的表面处理方法，其特征在于：所述第二防锈剂与所述油性封闭防锈剂的重量比为(3～10)：1，所述封闭防锈剂配制浓度按重量百分比1～3％控制；第二防锈剂为苯丙三氮唑和水基封闭防锈剂中的任意一种。
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