DE112017004606T5 - Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbehandelten Stahlbleches für Batteriegehäuse - Google Patents

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Daisuke Matsushige
Hideyuki Minagi
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Toyo Kohan Co Ltd
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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbehandelten Stahlbleches (1) für ein Batteriegehäuse, bei welchem Verfahren auf wenigstens einer Oberfläche des Stahlbleches, die einer äußeren Oberfläche des Batteriegehäuses entspricht, durch Elektroplattieren eine halbglänzende Nickel-Plattierungsschicht (12) gebildet wird, wobei die Nickel-Plattierungsschicht (12) gebildet wird durch eine Plattierungsbehandlung unter Bedingungen, die die nachstehenden Formeln (1) und (2) erfüllen: T/D ≥ 6.0
Figure DE112017004606T5_0001
 X ≤ − 0,5 × T/D + 4,5
Figure DE112017004606T5_0002
wobei T die Temperatur (°C) eines bei der Plattierungsbehandlung verwendeten Plattierungsbades ist, wobei für T gilt: 60 ≤ T ≤ 80, D eine Stromdichte (A/dm2) bei der Plattierungsbehandlung ist, wobei für D gilt: 1 ≤ W ≤ 10, und X die Dicke (µm) der gebildeten Nickel-Plattierungsschicht (12) ist, wobei für X gilt: 1,0 ≤ X.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbehandelten Stahlbleches für ein Batteriegehäuse.
  • [Stand der Technik]
  • Die neuerliche Verwendung von tragbaren Geräten wie etwa Audiogeräten und Mobiltelefongeräten hat in verschiedenen Bereichen zu einem verbreiteten Einsatz von Primärbatterien wie etwa Alkalibatterien und Sekundärbatterien wie etwa Nickel/Wasserstoff-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien als Spannungsquellen für solche tragbaren Geräte geführt. Im Zuge einer Verbesserung solcher Geräte wird von diesen Batterien verlangt, dass sie eine längere Lebensdauer, eine verbesserte Leistung und dergleichen haben. Auch Batteriegehäuse, welche die energieerzeugenden Elemente wie etwa aktive Materialien für eine positive Elektrode und eine negative Elektrode aufnehmen, müssen als wichtige Bestandteile von Batterien eine verbesserte Leistung aufweisen.
  • Als ein Beispiel eines solchen Batteriegehäuses beschreibt Patentdokument 1 ein Batteriegehäuse, das durch Pressformen eines oberflächenbehandelten Stahlbleches erhalten wird, bei dem auf dem Stahlblech eine Nickel-Plattierungsschicht und eine Plattierungsschicht aus einer Eisen/Nickel-Legierung gebildet sind.
  • [Dokument zum Stand der Technik]
  • [Patentdokument]
  • Patentdokument 1: JP 2000-123797 A
  • [Kurzdarstellung der Erfindung]
  • [Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
  • Unglücklicherweise hat das in dem Patentdokument 1 beschriebene Batteriegehäuse eine Oberfläche mit schlechten Gleiteigenschaften und kann während des Pressformens des oberflächenbehandelten Stahlbleches, wenn die Oberfläche des Stahlbleches (die Oberfläche, die beim Pressformen mit einer Pressform in Kontakt gebracht wird), die der äußeren Oberfläche des Batteriegehäuses entspricht, matt oder halbglänzend ist, aufgrund von Reibung zu heiß werden. Dadurch können die folgenden Probleme auftreten. Das oberflächenbehandelte Stahlblech wird beim Formen lokal erhitzt und frisst an der Pressform, was Schwierigkeiten beim Entnehmen des geformten Batteriegehäuses aus der Pressform hervorruft. Aufgrund des Festfressens des oberflächenbehandelten Stahlbleches kommt es zu Verschleiß an der Form, was die Standzeit der Form verkürzt. An der äußeren Oberfläche des Batteriegehäuses können Fehler auftreten, und die Pressform dehnt sich thermisch aus, was die Maßgenauigkeit der Dicke der Seitenwand des Batteriegehäuses verringert.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbehandelten Stahlbleches für ein Batteriegehäuse zu schaffen, bei dem das oberflächenbehandelte Stahlblech eine ausgezeichnete Pressformbarkeit aufweist, selbst dann, wenn auf der Oberfläche des Stahlbleches, die mit einer Pressform in Kontakt gebracht wird, eine halbglänzende Nickel-Plattierungsschicht gebildet ist.
  • [Mittel zur Lösung der Probleme]
  • Die Erfinder haben erkannt, dass die oben genannte Aufgabe gelöst werden kann durch ein oberflächenbehandeltes Stahlblech für ein Batteriegehäuse mit einer halbglänzenden Nickel-Plattierungsschicht, die unter bestimmten Bedingungen auf einer Oberfläche des Stahlbleches gebildet ist, die der äußeren Oberfläche eines Batteriegehäuses entspricht. Auf diese Weise wurde die Erfindung gemacht.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbehandelten Stahlbleches für ein Batteriegehäuse geschaffen, bei dem auf wenigstens einer Oberfläche eines Stahlbleches, die einer äußeren Oberfläche eines Batteriegehäuses entspricht, durch Elektroplattieren eine halbglänzende Nickel-Plattierungsschicht gebildet wird, wobei die Nickel-Plattierungsschicht durch eine Plattierungsbehandlung unter Bedingungen gebildet wird, welche die folgenden Formeln (1) und (2) erfüllen: T/D ≥ 6,0
    Figure DE112017004606T5_0003
     X ≤ − 0,5 × T/D + 4,5
    Figure DE112017004606T5_0004
    (wobei T die Temperatur (°C) eines bei der Plattierungsbehandlung verwendeten Plattierungsbades ist (wobei T die Beziehung 60 ≤ T ≤ 80 erfüllt), D eine Stromdichte (A/dm2) bei der Plattierungsbehandlung ist (wobei D der Beziehung 1 ≤ D ≤ 10) genügt und X die Dicke (µm) der gebildeten Nickel-Plattierungsschicht ist (wobei X der Beziehung 1,0 ≤ X) genügt.
  • Bei dem Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, dass nach der Ausbildung der Nickel/Plattierungsschicht keine thermische Diffusionsbehandlung an der Nickel-Plattierungsschicht vorgenommen wird.
  • Bei dem Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, dass eine Eisen/Nickel-Diffusionsschicht auf dem Stahlblech gebildet wird, bevor die Nickel-Plattierungsschicht ausgebildet wird, und die Nickel-Plattierungsschicht auf wenigstens einer Oberfläche des Stahlbleches gebildet wird, die der äußeren Oberfläche eines Batteriegehäuses entspricht, wobei die Eisen/Nickel-Diffusionsschicht dazwischen eingefügt ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein oberflächenbehandeltes Stahlblech für ein Batteriegehäuse geschaffen, welches Stahlblech auf wenigstens einer äußersten Oberfläche einer Oberfläche eines Stahlbleches, die einer äußeren Oberfläche eines Batteriegehäuses entspricht, eine halbglänzende Nickel-Plattierungsschicht aufweist, wobei die Nickel-Plattierungsschicht im arithmetischen Mittel eine Oberflächenrauigkeit (Ra) von 10 nm oder weniger hat, welche bestimmt wird durch Vermessen einer 1,0 µm großen quadratischen Region mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskops (AFM; Atomic Force Microscope).
  • Bei dem erfindungsgemäßen oberflächenbehandelten Stahlblech für ein Batteriegehäuse ist es bevorzugt, dass die Nickel-Plattierungsschicht eine Dicke von 1,0 bis 3,0 µm hat.
  • Bei dem erfindungsgemäßen oberflächenbehandelten Stahlblech für ein Batteriegehäuse ist es bevorzugt, dass die Oberfläche der Nickel-Plattierungsschicht einen kinetischen Reibungskoeffizienten von 0,45 oder weniger hat, gemessen unter Verwendung einer Chromstahlkugel mit einem Durchmesser von 6 mm unter einer Last von 981 mN (100 gf) mit einem Umlaufradius von 10 mm und zehn Umläufen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen oberflächenbehandelten Stahlblech für ein Batteriegehäuse ist es bevorzugt, dass die (200)-Ebene mehr als 40% der Gesamtheit der (111)-, (200)-, (220)- und (311)-Kristallebenen bildet, die in der Nickel-Plattierungsschicht vorhanden sind.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Batteriegehäuse geschaffen, das das oben genannte oberflächenbehandelte Stahlblech für ein Batteriegehäuse aufweist.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Batterie mit dem oben genannten Batteriegehäuse geschaffen.
  • [Effekt der Erfindung]
  • Gemäß der Erfindung kann eine Nickel-Plattierungsschicht mit hoher Härte geschaffen werden, indem eine Plattierungsbehandlung zur Ausbildung einer Nickel-Plattierungsschicht unter speziellen Plattierungsbedingungen vorgenommen wird. Aufgrund ihrer großen Härte hat die Oberfläche der Nickel-Plattierungsschicht einen niedrigen kinetischen Reibungskoeffizienten, was zur Verringerung von Reibungswärme führt, die durch Reibung erzeugt wird, die durch den Kontakt mit einer Pressform verursacht wird. Auf diese Weise kann die Erfindung ein oberflächenbehandeltes Stahlblech für ein Batteriegehäuse bereitstellen, das eine ausgezeichnete Pressformbarkeit aufweist.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Darstellung, die eine Ausführungsform einer Batterie illustriert, für die ein oberflächenbehandeltes Stahlblech gemäß der Erfindung verwendet wird.
    • 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II in 1;
    • 3 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung des Teils III in 2 und zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen oberflächenbehandelten Stahlbleches für ein Batteriegehäuse.
    • 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen oberflächenbehandelten Stahlbleches für ein Batteriegehäuse.
    • 5 zeigt Abbildungen, die erhalten wurden durch Messen der Oberflächen von Beispielen und Vergleichsbeispielen für oberflächenbehandelte Stahlbleche für ein Batteriegehäuse mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskops.
    • 6 zeigt Abbildungen, die erhalten wurden durch Messen der Oberflächen von oberflächenbehandelten Stahlblechen für ein Batteriegehäuse, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (SEM; Scanning Electron Microscope) .
  • [Ausführungsformen der Erfindung]
  • Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Das erfindungsgemäße oberflächenbehandelte Stahlblech für ein Batteriegehäuse wird in eine äußere Gestalt geformt, die einer gewünschten Batterieform entspricht. Beispiele für die Batterie umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Primärbatterien wie etwa Alkalibatterien, und Sekundärbatterien wie etwa Nickel/Wasserstoff-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien. Das erfindungsgemäße oberflächenbehandelte Stahlblech für ein Batteriegehäuse kann als ein Material für Batteriegehäuse dieser Batterien verwendet werden. Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform erläutert, bei der das erfindungsgemäße oberflächenbehandelte Stahlblech für ein Batteriegehäuse als positiver Elektrodentopf benutzt wird, der eine Komponente eines Batteriegehäuses einer Alkalibatterie ist.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt eine Ausführungsform einer Alkalibatterie 2 bei der ein oberflächenbehandeltes Stahlblech gemäß der Erfindung verwendet wird, und 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II in 1. Die Alkalibatterie 2 gemäß dieser Ausführungsform weist eine Mischung 23 für eine positive Elektrode und eine Mischung 24 für eine negative Elektrode auf, die das Innere eines zylindrischen positiven Elektrodentopfes 21 mit geschlossenem Boden ausfüllen, der einen zwischen den Gemischen angeordnete Trennwand 25 aufweist. Ein Abschlusselement mit einer negativen Elektrodenklemme 22, einem Stromkollektor 26 und einer Dichtung 27 ist an die Innenseite einer Öffnung des positiven Elektrodentopfes 21 gecrimpt. Eine vorstehende positive Elektrodenklemme 211 ist in der Mitte des Bodens des positiven Elektrodentopfes 21 gebildet. Zur Isolationszwecken, zur Verbesserung des Designs und dergleichen ist eine äußere Hülle 29 mit Hilfe eines isolierenden Ringes 28 an dem positiven Elektrodentopf 21 befestigt.
  • Der positive Elektrodentopf 21 der in 1 gezeigten Alkalibatterie 2 wird erhalten durch Formen des oberflächenbehandelten Stahlbleches gemäß der Erfindung, beispielsweise in einem Tiefziehprozess, einem Tiefzieh-Glattziehprozess (DI-Prozess), einem Streckziehprozess (DTR-Prozess), oder einem Prozess bei dem nach einem Tiefziehprozess sowohl Streck- als auch Glattziehprozesse durchgeführt werden. Im folgenden wird die Struktur des erfindungsgemäßen oberflächenbehandelten Stahlbleches für ein Batteriegehäuse (oberflächenbehandeltes Stahlblech 1) unter Bezugnahme auf 3 erläutert.
  • 3 ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung des Teils III in 2. In 3 entspricht die untere Seite der inneren Oberfläche der Alkalibatterie 2 nach 1 (die Oberfläche, die mit dem Gemisch 23 für die positive Elektrode der Alkalibatterie 2 in Berührung steht) und die Oberseite entspricht der äußeren Oberfläche der Alkalibatterie 2. Bei dem oberflächenbehandelten Stahlblech 1 (oberflächenbehandeltes Stahlblech 1a) gemäß der in 3 gezeigten Ausführungsform ist auf beiden Hauptflächen eines Stahlbleches 11, das ein Substrat des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 ist, eine halbglänzende Nickel-Plattierungsschicht 12 gebildet, und eine Plattierungsschicht 13 aus einer Nickel/Kobalt-Legierung ist zusätzlich auf der Oberfläche der Nickel-Plattierungsschicht 12 gebildet, die der inneren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht. Die Nickel-Plattierungsschicht 12 und die Plattierungsschicht 13 aus der Nickel/Kobalt-Legierung, die die innere Oberfläche der Alkalibatterie 2 bilden, sind optional und werden je nach beabsichtigter Verwendung des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 gebildet. Sowohl die Nickel-Plattierungsschicht 12 als auch die Plattierungsschicht 13 aus der Nickel/Kolbalt-Legierung können fortgelassen werden, oder es wird entweder die Nickel-Plattierungsschicht oder die Plattierungsschicht 13 aus der Nickel/Kobalt-Legierung fortgelassen.
  • <Stahlblech 11>
  • Das Stahlblech 11 gemäß dieser Ausführungsform ist nicht besonders beschränkt, solange das Stahlblech gute Formbarkeit aufweist. Verwendet werden kann z.B. ein durch Aluminium beruhigter Niedrigkarbonstahl (Kohlenstoffgehalt: 0.01 bis 0.15 Gew%.), ein Ultra-Niedrigkarbonstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0.003 Gew.% oder weniger, oder ein nichtalternder Ultra-Niedrigkarbonstahl, der durch Zugabe von Ti, Nb oder dergleichen zu dem Ultra-Niedrigkarbonstahl erhalten wird.
  • Das Stahlblech, das in dieser Ausführungsform als ein Substrat verwendet wird, wird zubereitet indem ein heißgewalztes Blech aus einem solchen Stahl gebeizt wird, um Zunder (Oxidfilm) an der Oberfläche zu entfernen, und dann einem Kaltwalzen, einer elektrolytischen Reinigung, einem Glühen und Temperwalzen unterzogen wird. Das Glühen kann in diesem Fall entweder kontinuierliches Glühen oder chargenweises Glühen sein und ist nicht besonders beschränkt.
  • <Nickel-Plattierungsschicht 12>
  • Die Nickel-Plattierungsschicht 12 ist eine halbglänzende Nickel-Plattierungsschicht, die gebildet wird durch Plattieren des oben beschriebenen Stahlbleches 11 mit Nickel, und kann wenigstens auf der Oberfläche des Stahlbleches 11 gebildet sein, die der äußeren Oberfläche eines Batteriegehäuses entspricht oder auch auf beiden Hauptflächen.
  • Zur Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 kann ohne Beschränkung irgendein Nickel-Plattierungsbad verwendet werden, und Beispiele für solche Bäder umfassen Plattierungsbäder, wie sie typischerweise für die Nickel-Plattierung verwendet werden, also Watt-Bäder, Sulfamatbäder, Borfluoridbäder und Chloridbäder. Zum Beispiel kann die Nickel-Plattierungsschicht 12 gebildet werden durch Elektroplattieren in einem Watt-Bad mit der folgenden Badzusammensetzung: 200 bis 350 g/L Nickelsulfat, 20 bis 60 g/L Nickelchlorid und 10 bis 50 g/l Borsäure.
  • Ohne Beschränkung kann irgendein Verfahren verwendet werden, um die Nickel-Plattierungsschicht 12 als eine halbglänzende Schicht auszubilden. Beispiele hierfür umfassen ein Verfahren mit Zugabe einer Halbglanz erzeugenden Substanz zu dem Nickel-Plattierungsbad und Bildung einer Nickel-Plattierungsschicht unter Verwendung des Nickel-Plattierungsbades, dass diese Halbglanz erzeugende Substanz enthält. Wenn eine Halbglanz erzeugende Substanz verwendet wird, um die halbglänzende Nickel-Plattierungsschicht 12 in der oben beschriebenen Weise zu bilden, kann ein höherer Oberflächenglanz erreicht werden, als er ohne die Verwendung der Halbglanz erzeugenden Substanz erreichbar wäre. Zum Beispiel werden eine halbglänzende Nickel-Plattierungsschicht 12 (Plattierungsbedingungen: Stromdichte 20 A/dm2, und Badtemperatur 70°C) und eine matte Nickel-Plattierungsschicht 12 (Plattierungsbedingungen: Stromdichte 20 A/dm2 und Badtemperatur 60°C) mit derselben Plattierungsdicke auf Stahlblechen gebildet, die eine vergleichbare Oberflächenrauigkeit aufweisen, unter Verwendung derselben Nickel-Plattierungsbäder, nur mit dem Unterschied, dass dem einen Bad eine Halbglanz erzeugende Substanz zugegeben wird und dem anderen nicht. Diese Schichten werden auf 60° Spiegelglanz (specular gloss) als Glanzwert gemessen, unter Verwendung eines Glanzmessgerätes (VG-2000, erhältlich von NIPPON DEMSHOKU INDUSTRIES CO., LTD.). Die Probe mit der halbglänzenden Nickel-Plattierungsschicht 12 hat einen Glanzwert von 223.2 und die Probe mit der matten Nickel-Plattierungsschicht 12 hat einen Glanzwert von 96,0. Zwischen diesen Proben wird ein deutlicher Unterschied beobachtet. Der Glanzwert hängt von der Dicke und der Oberflächenrauigkeit der Nickel-Plattierungsschicht 12 ab. Die halbglänzende Nickel-Plattierungsschicht 12 hat in dieser Ausführungsform typischerweise einen Glanzwert von 150 bis 300, der mit einem Glanzmessgerät gemessen wird, wenn das arithmetische Mittel ihrer Oberflächenrauigkeit (Ra), gemessen mit einem griffeiförmigen Rauigkeitsmesser (SURFCOM1400D, erhältlich von TOKYO SEIMITSU CO., LTD.) 0,1 bis 0,8 µm beträgt.
  • Die Halbglanz erzeugende Substanz ist nicht besonders beschränkt und bevorzugte Beispiele derselben umfassen schwefelfreie Verbindungen wie etwa aliphatische ungesättigte Alkohole (z.B. Polyoxiethylen-Addukte von ungesättigten Alkoholen), ungesättigte Karbonsäuren, Formaldehyd, und Kumarin.
  • In dieser Ausführungsform ist es nicht nur bevorzugt, dass ein schwefelfreier Halbglanzerzeuger verwendet wird, sondern es ist auch bevorzugt, dass in dem Nickel-Plattierungsbad im wesentlichen keine weiteren Additive verwendet werden, die Schwefel enthalten. Sofern in diesem Beispiel die unter Verwendung eines solchen Nickel-Plattierungsbades gebildete Nickel-Plattierungsschicht 12 mit einem Spektrometer für optische Glimmentladungsemissionen gemessen wird, so hat der Schwefel-Peak vorzugsweise eine Intensität auf Rauschniveau (oder eine Intensität äquivalent zu derjenigen von Verunreinigungen) oder weniger. In dem Fall kann die Nickel-Plattierungsschicht 12 als im wesentlichen schwefelfrei betrachtet werden. Wenn z.B. die Nickel-Plattierungsschicht 12 unter Verwendung eines Plattierungsbades gebildet wird, das eine schwefelfreie Verbindung als Halbglanz erzeugendes Mittel enthält und frei von weiteren Schwefel enthaltenden Additiven ist, kann die Nickel-Plattierungsschicht 12 als im wesentlichen schwefelfrei betrachtet werden. Speziell wird für die Nickel-Plattierungsschicht 12 mit Hilfe eines Spektrophotometers für Glimmentladungsemission (HORIBA GD-OES, erhältlich von HORIBA Ltd.) bei einem Druck von 600 Pa, einer Leistung von 35 W und einer Fotomultiplierspannung (HVs) wie unten beschrieben das Verhältnis (S-Intensität/Ni-Intensität) der S-Intensität (von Schwefel erhaltende Intensität) zu der Ni-Intensität (von Nickel erhaltende Intensität) bestimmt. Wenn ein schwefelfreies Halbglanz erzeugendes Mittel verwendet wird, so beträgt das Verhältnis z.B. etwa 0,00057, d.h., weniger als 0,001. Wenn dagegen ein schwefelhaltiges Halbglanz erzeugendes Mittel verwendet wird, so beträgt das Verhältnis z.B. etwa 0,00723, d.h. deutlicher über 0,001. Wenn somit die Nickel-Plattierungsschicht 12 eine halbglänzende Schicht ist, die gebildet wurde unter Verwendung eines schwefelfreien Halbglanzerzeugungsmittels, so ist das obige Verhältnis (S-Intensität/Ni-Intensität) typischerweise kleiner als 0,001, und das bedeutet, dass die Nickel-Plattierungsschicht 12 als im wesentlichen schwefelfrei betrachtet werden kann. Wenn die Nickel-Plattierungsschicht 12 glänzend ist, beträgt das oben genannte Verhältnis (S-Intensität/Ni-Intensität) 0,001 oder mehr und das bedeutet, dass die Schicht als schwefelhaltig betrachtet werden kann. Die HVs für die Elemente waren 700 für Nickel, 850 für Eisen, 900 für Kohlenstoff, 700 für Sauerstoff und 999 für Schwefel.
  • In dieser Ausführungsform wird dem Plattierungsbad für die Nickel-Plattierung vorzugsweise kein Glanzerzeuger zugegeben (der die Kristallstruktur der Nickel-Plattierungsschicht 12 verfeinert und als Ergebnis die Oberflächenhärte erhöht), insbesondere kein Zusatz, der eine schwefelorganische Verbindung enthält (z.B. ein Glanzerzeuger wie etwa Saccharin oder Natriumnaphtalensulfonat).
  • Insbesondere kann in dieser Ausführungsform die Abwesenheit eines Zusatzes, der eine schwefelorganische Verbindung enthält, in dem Plattierungsbad ein Versagen verhindern, das durch die Anwesenheit einer übermäßigen Menge an Schwefel in der Nickel-Plattierungsschicht 12 verursacht wird, und kann speziell eine Beeinträchtigung der Leistung der Alkalibatterie 2 verhindern, die durch eine Zunahme des Kontaktwiderstands der Nickel-Plattierungsschicht 12 des Batteriegehäuses bei langfristiger Aufbewahrung der Alkalibatterie 2 verursacht wird.
  • In dieser Ausführungsform kann ein Zusatz, der einen schwachen Effekt der Erhöhung der Oberflächenhärte der Nickel-Plattierungsschicht 12 bewirkt, (z.B. ein Pit-Inhibitor) bei Bedarf zu dem oben beschriebenen Plattierungsbad zugegeben werden.
  • In dieser Ausführungsform können die Plattierungsbedingungen für die Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 so eingestellt werden, dass sie die folgenden Formeln (1) und (2) erfüllen: T/D ≥ 6,0
    Figure DE112017004606T5_0005
     X ≥ − 0,5 × T/D + 4,5
    Figure DE112017004606T5_0006
    (wobei T die Temperatur (°C) des Plattierungsbades, das bei der Plattierungsbehandlung verwendet wird (wobei T der Bedingung 60 ≤ T ≤ 80) genügt, T die Stromdichte (A/dm2) bei der Plattierungsbehandlung (wobei D die Bedingung 1 ≤ D , 10) erfüllt, und X die Dicke (µm) der gebildeten Nickel-Plattierungsschicht ist (wobei X die Bedingung 1,0 ≤ X erfüllt)).
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Härte der Nickel-Plattierungsschicht 12 erhöht werden, indem die Nickel-Plattierungsschicht 12 unter den oben angegebenen Plattierungsbedingungen gebildet wird. Das führt zu einem verringerten kinetischen Oberflächenreibungskoeffizienten der Nickel-Plattierungsschicht, wodurch die durch Reibung, verursacht durch Kontakt mit einer Pressform, erzeugte Reibungswärme reduziert wird. Somit kann die vorliegende Ausführungsform ein oberflächenbehandeltes Stahlblech für ein Batteriegehäuse bereitstellen, das eine ausgezeichnete Pressformbarkeit aufweist.
  • Herkömmlich, wenn die Oberfläche eines oberflächenbehandelten Stahlbleches 1, die der äußeren Oberfläche eines Batteriegehäuses entspricht (der Oberfläche, die beim Pressformen mit einer Pressform in Kontakt gebracht wird) matt oder halbglänzend ist und schlechte Gleiteigenschaften aufweist, kann die Oberfläche aufgrund von Reibung während des Pressformens des oberflächenbehandelten Stahlbleches zu heiß werden. Infolgedessen können die folgenden Probleme auftreten. Das oberflächenbehandelte Stahlblech wird beim Formen lokal erhitzt und frisst an der Pressform fest, was zu Schwierigkeiten beim Auswerfen des geformten Batteriegehäuses aus der Pressform führt. Als ein Ergebnis des Fressens des oberflächenbehandelten Stahlbleches wird die Form verschlissen, was die Lebensdauer der Form verkürzt. An der äußeren Oberfläche des Batteriegehäuses können Fehlstellen auftreten, und die Pressform dehnt sich thermisch aus, was die Maßgenauigkeit der Dicke der Seitenwand des Batteriegehäuses vermindert.
  • Als ein Verfahren zur Vermeidung von Kratzern auf dem oberflächenbehandelten Stahlblech 1 und von Fressen oder Fehlstellen an der Pressform ist ein Verfahren bekannt, das umfasst: Zugabe eines schwefelhaltigen Additivs zur Erhöhung der Härte der Nickel-Plattierungsschicht 12 zu dem Plattierungsbad für die Ausbildung der Nickel-Plattierungsschicht 12; und Ausbilden der Nickel-Plattierungsschicht 12 auf beiden Hauptflächen des Stahlbleches 11 unter Verwendung dieses Plattierungsbades. Unglücklicherweise kann dieses Verfahren die folgenden Probleme verursachen: Komponenten wie etwa Schwefel, der in dem Additiv enthalten ist, können den Kontaktwiderstand der gebildeten Nickel-Plattierungsschicht 12 nach langfristiger Aufbewahrung beeinflussen und vermindern, und eine aus diesem Blech hergestellte Batterie kann eine verminderte Batterieleistung aufweisen.
  • Ein anderes Verfahren zur Vermeidung von Kratzern an dem oberflächenbehandelten Stahlblech 1 und zur Vermeidung von Fressen oder Fehlstellen an der Pressform umfasst die Ausbildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 unter Verwendung eines Plattierungsbades, das ein schwefelhaltiges Additiv zur Erhöhung der Härte der Nickel-Plattierungsschicht 12 enthält, nur auf der Oberfläche des Stahlbleches 11, die der äußeren Oberfläche eines Batteriegehäuses entspricht (die Oberfläche, die beim Pressformen mit der Pressform in Kontakt gebracht wird). Da dieses Verfahren verschiedene Plattierungsbäder für die äußeren und inneren Oberflächen des Stahlbleches 11 erfordert, müssten unglücklicherweise ein zusätzlicher Tank für die Steuerung eines Plattierungsbades bereitgestellt werden und verschiedene Schritte ausführt werden, um Nickel-Plattierungsschichten 12 auf der äußeren und der inneren Oberfläche des Stahlbleches 11 auszubilden. Folglich führt dieses Verfahren zu niedriger Produktivität bei der Herstellung des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1, und ist deshalb unter Kostengesichtspunkten nachteilig.
  • Wenn ein Plattierungsbad, das schwefelhaltige Additive enthält, verwendet wird, um die Härte der Nickel-Plattierungsschicht 12 zu erhöhen, ist es im übrigen nicht möglich, die gleiche Produktionslinie für andere nickelplattierte Produkte zu verwenden, die keine hohe Härte aufzuweisen brauchen (d.h. nickelplattierte Produkte, die ohne Verwendung des oben genannten Additivs hergestellt werden). Deshalb ist es erforderlich, eine zusätzliche Produktionslinie zu installieren, die von einer solchen Produktionslinie verschieden ist, oder den Bad-Tank der Produktionslinie zu spülen und das Plattierungsbad zu ersetzen. Auch unter diesem Gesichtspunkt führt das Verfahren zu signifikant verringerter Produktivität bei der Herstellung des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 und zu Nachteilen unter Kostengesichtspunkten.
  • Im Gegensatz dazu kann bei der hier beschriebenen Ausführungsform die Oberflächenhärte der Nickel-Plattierungsschicht 12 erhöht werden, indem die Nickel-Plattierungsschicht 12 auf einer Oberfläche, die der äußeren Oberfläche eines Batteriegehäuses entspricht, unter den oben genannten Bedingungen ausgebildet wird, und dies führt zu einem verringerten kinetischen Reibungskoeffizienten zwischen der Nickel-Plattierungsschicht 12 und der Pressform. Im Ergebnis wird die beim Pressformen des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 erzeugte Reibungswärme vermindert, Kratzer an dem oberflächenbehandelten Stahlblech 1 und ein Fressen oder Fehlstellen an der Pressform werden wirksam verhindert, und die Pressformbarkeit des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 wird verbessert. Darüber hinaus wird die Pressform wirksam gegen Fressen und Fehlstellen geschützt und ihr Verschleiß wird vermieden, was zu einer längeren Standzeit der Form führt. Dies ist unter Kostengesichtspunkten vorteilhaft.
  • Bei der hier beschriebenen Ausführungsform kann, selbst, wenn die Nickel-Plattierungsschicht 12 relativ dünn ist, die Oberflächenhärte der Nickel-Plattierungsschicht 12 erhöht werden, indem die Nickel-Plattierungsschicht 12 unter den oben genannten Bedingungen ausgebildet wird. Folglich kann die Nickel-Plattierungsschicht 12 als eine dünne Schicht ausgebildet werden. Wenn das resultierende oberflächenbehandelte Stahlblech 1 zu einem Batteriegehäuse geformt wird, hat das Batteriegehäuse eine dünne Seitenwand, da die Nickel-Plattierungsschicht 12 dünn ist. Infolgedessen hat das Batteriegehäuse ein größeres inneres Volumen und kann eine größere Menge an Elementen aufnehmen, die elektrische Leistung erzeugen, was zu einer Batterie mit verbesserter Batterieleistung führt.
  • Außerdem können bei dieser Ausführungsform die Nickel-Plattierungsschichten auf der Oberfläche des Stahlbleches 11, die der äußeren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht, und auf der Oberfläche desselben, die der inneren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht, in einem Schritt (einem Durchgang) gebildet werden, unter Verwendung eines Plattierungsbades mit derselben Zusammensetzung. Dies erhöht die Produktivität bei der Herstellung des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 und ist unter Kostengesichtspunkten vorteilhaft. In diesem Schritt können die Nickel-Plattierungsschichten 12, die eine Oberfläche, die der äußeren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht, und eine Oberfläche bilden, die der inneren Oberfläche derselben entspricht, die gleiche Dicke haben, oder sie können infolge einer Änderung der Stromdichte unterschiedliche Dicken haben. Zumindest diejenige Oberfläche, die der äußeren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht, sollte durch die Nickel-Plattierungsschicht 12 gemäß dieser Ausführungsform gebildet werden. Da das Plattierungsbad, das zur Ausbildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 verwendet wird, kein Additiv benötigt, das eine schwefelorganische Verbindung enthält, etwa als Glanzerzeuger, ist es möglich, eine Zunahme des Kontaktwiderstands des oberflächenbehandelten Stahlbleches zu vermeiden, die andernfalls durch das Einbringen von Schwefel in die Nickel-Plattierungsschicht 12 verursacht würde. Da außerdem das Plattierungsbad kein Additiv wie etwa einen schwefelhaltigen Glanzerzeuger benötigt, ist es möglich, einen Bad-Tank mit Plattierungsbädern für andere nickelplattierte Produkte (nickelplattierte Produkte, die keine glänzende Oberfläche benötigen) zu teilen, was zu erhöhter Produktivität bei der Herstellung des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 und anderer nickelplattierter Produkte führt.
  • Unter den Bedingungen für die Ausbildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 beträgt bei dieser Ausführungsform die Temperatur T des Plattierungsbades 60 bis 80°C, vorzugsweise 65 bis 80°C, weiter vorzugsweise 70 bis 80°C. Wenn die Temperatur T des Plattierungsbades innerhalb des oben genannten Bereiches eingestellt wird, hat die resultierende Nickel-Plattierungsschicht eine hohe Oberflächenhärte aufgrund ihrer kleineren Kristallkorngröße. Dies führt zu einem verminderten kinetischen Reibungskoeffizienten zwischen dem oberflächenbehandelten Stahlblech 1 und der Pressform, was zu einer verbesserten Pressformbarkeit des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 führt.
  • Die Stromdichte D, als eine der Bedingungen für die Ausbildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 beträgt 1 bis 10 A/dm2, vorzugsweise 1 bis 8 A/dm2, weiter vorzugsweise 3 bis 8 A/dm2. Um die Härte der resultierenden Nickel-Plattierungsschicht 12 weiter zu verbessern, beträgt die Stromdichte D besonders bevorzugt 3 bis 5 A/dm2. Um die Produktivität bei der Herstellung des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 weiter zu verbessern, beträgt die Stromdichte D besonders bevorzugt 5 bis 8 A/dm2. Eine zu hohe Stromdichte D kann zu verminderter Härte der Nickel-Plattierungsschicht 12 führen. Dies kann den kinetischen Reibungskoeffizienten zwischen dem oberflächenbehandelten Stahlblech 1 und der Pressform vergrößern, was zu verminderter Pressformbarkeit des oberflächenbehandelten Stahlbleches führt. Andererseits kann eine zu niedrige Stromdichte D die Bildungsrate der Nickel-Plattierungsschicht 12 verringern, was zu verminderter Produktivität bei der Herstellung des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 führt.
  • Unter den Bedingungen für die Ausbildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 kann das Verhältnis (T/D) der Temperatur T des Plattierungsbades zu der Stromdichte D innerhalb des Bereiches eingestellt werden, der der oben genannten Formel (1) genügt (speziell 6,0 oder mehr). Der untere Grenzwert dieses Bereiches ist vorzugsweise 7,0 oder mehr, besonders bevorzugt 12,0 oder mehr, weiter bevorzugt 14,0 oder mehr, während der obere Grenzwert vorzugsweise 80,0 oder weniger, weiter vorzugsweise 30 oder weniger ist. Ein zu kleines Verhältnis (T/D) kann zu verminderter Härte der Nickel-Plattierungsschicht 12 führen. Dies kann den kinetischen Reibungskoeffizienten zwischen dem oberflächenbehandelten Stahlblech 1 und der Pressform erhöhen, was zu einer verminderten Pressformbarkeit des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 führt.
  • Die Dicke X der resultierenden Nickel-Plattierungsschicht 12 beträgt 1,0 µm oder mehr und liegt innerhalb des Bereiches, der der oben angegebenen Formel (2) genügt und beträgt vorzugsweise 1,2 µm oder mehr, weiter bevorzugt 1,5 µm oder mehr.
  • Der obere Grenzwert dieses Bereiches ist nicht besonders beschränkt, doch können ausreichende Effekte der vorliegenden Erfindung erreicht werden, wenn die Dicke 3,0 µm oder weniger beträgt. Insbesondere kann der Effekt der Verbesserung der Pressformbarkeit selbst dann erreicht werden, wenn die Nickel-Plattierungsschicht nur 2,0 µm oder weniger dick ist. Weiter bevorzugt erfüllt die Dicke X der resultierenden Nickel-Plattierungsschicht 12 die folgende Formel (3): X ≥ − 0,5 × T/D + 5,0
    Figure DE112017004606T5_0007
  • Wenn die Nickel-Plattierungsschicht 12 so gebildet wird, dass sie eine Dicke X innerhalb des oben angegebenen Bereiches hat, so hat die resultierende Nickel-Plattierungsschicht 12 eine hohe Härte. Infolgedessen ist der kinetische Reibungskoeffizient zwischen dem oberflächenbehandelten Stahlblech 1 und der Pressform vermindert, was zu verbesserter Pressformbarkeit des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 führt.
  • Der pH-Wert des Plattierungsbades während der Ausbildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 beträgt vorzugsweise 2,0 bis 5,3, weiter bevorzugt 3,3 bis 5,0, noch weiter bevorzugt 3,8 bis 4,9. Wenn der pH-Wert des Plattierungsbades innerhalb des oben angegebenen Bereiches eingestellt wird, hat die resultierende Nickel-Plattierungsschicht 12 eine hohe Härte. Infolgedessen ist der kinetische Reibungskoeffizient zwischen dem oberflächenbehandelten Stahlblech 1 und der Pressform vermindert, was zu einer verbesserten Pressformbarkeit des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 führt.
  • Die Oberfläche der Nickel-Plattierungsschicht 12, die einer äußeren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht, hat vorzugsweise ein Härte von 240 oder mehr, weiter bevorzugt 280 oder mehr, gemessen als Vickers-Härte (HV) unter einer Last von 0,0981 N (10 gf).
  • Die Oberfläche der Nickel-Plattierungsschicht 12, die der äußeren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht, hat vorzugsweise einen kinetischen Reibungskoeffizienten von 0,45 oder weniger, weiter vorzugsweise 0,40 oder weniger, gemessen mit einer Kugel aus Chromstahl mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Last von 0,981 Newton (100 gf), mit einem Umlaufradius von 10 mm und 10 Umläufen.
  • Die Nickel-Plattierungsschicht 12 hat im arithmetischen Mittel eine Oberflächenrauigkeit (Ra) von weniger als 10 nm, vorzugsweise 7 nm, ermittelt durch Messen eines 1,0 × 1,0 µm großen Gebietes mit mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM). Das arithmetische Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra), bestimmt durch Messung eines 1,0 × 1,0 µm großen Gebietes reflektiert die Oberflächenrauigkeit der Oberfläche der Nickel-Plattierungsschicht 12 auf mikroskopischer Skala und ist von den Eigenschaften der Nickelpartikel abhängig, die die Nickel-Plattierungsschicht 12 bilden. Wenn das arithmetische Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra), bestimmt durch Messen eines 1,0 × 1,0 µm großen Gebietes, innerhalb des oben angegebenen Bereiches liegt, hat die gebildete Nickel-Plattierungsschicht 12 in der Tendenz eine hohe Härte. Infolgedessen ist der kinetische Reibungskoeffizient zwischen dem oberflächenbehandelten Stahlblech 1 und der Pressform verringert, was zu einer verbesserten Pressformbarkeit des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 führt.
  • Weiterhin hat die Nickel-Plattierungsschicht 12 im arithmetischen Mittel ein Oberflächenrauigkeit (Ra) von 120 nm oder weniger, weiter bevorzugt 110 nm oder weniger, noch weiter bevorzugt 100 nm oder weniger, bestimmt durch Messen eines 50 × 50 µm großen Gebietes mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM). Das arithmetische Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra), bestimmt durch Messen eines 50 × 50 µm großen Gebietes, reflektiert die Oberflächenrauigkeit der Oberfläche der Nickel-Plattierungsschicht 12 auf makroskopischer Skala. Obgleich das arithmetische Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra), bestimmt durch Messen eines 50 × 50 µm großen Gebietes mit, durch die Rauigkeit des Stahlbleches beeinflusst sein kann, dass als Basismaterialblech verwendet wird, hat die gebildete Nickel-Plattierungsschicht 12 in der Tendenz eine größere Härte, wenn die Oberflächenrauigkeit innerhalb des oben angegebenen Bereiches liegt. Infolgedessen ist der kinetische Reibungskoeffizient zwischen dem oberflächenbehandelten Stahlblech 1 und der Pressform vermindert, was zu einer verbesserten Pressformbarkeit des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 führt.
  • In der Nickel-Plattierungsschicht 12 gemäß dieser Ausführungsform bildet die (200)-Ebene vorzugsweise mehr als 40%, weiter vorzugsweise 50% oder mehr der Gesamtheit der (111)-, (200)-, (220)- und (311)-Kristallebenen, die in der Oberfläche der Nickel-Plattierungsschicht 12 vorhanden sind.
  • Der oben genannte Anteil der (200)-Ebene kann gemessen werden durch Analysieren der Oberfläche der Nickel-Plattierungsschicht 12 mittels Röntgenbeugung. Speziell umfassen Beispiele für ein solches Verfahren eine Messung unter Verwendung eines Röntgenbeugungsgerätes (SmartLab erhältlich von Rigaku Corporation) unter den folgenden Bedingungen: Röntgenstrahl: Cu, 45 kV, 200 mA, und einem Messbereich von 40° ≤ 2θ ≤ 90°. Bei dieser Röntgenbeugungsanalyse treten Peaks aufgrund der Kristallebenen auf bei 2θ = 44,5° ((111)-Ebene), 2θ = 51,8° ((200)-Ebene), 2θ = 76,3° ((220)-Ebene) und 2θ = 92,9° ((311)-Ebene. Die integrale Intensität wird für die Peaks auf der Grundlage der Kristallebenen bestimmt, und die Intensitäten werden mit bekannten Korrekturwerten korrigiert ((111)-Ebene: 1, (200)-Ebene: 0,42, (220)-Ebene: 0,21, und (311)-Ebene 0,2). Dann wird der Quotient (integrale Intensität der (200)-Ebenen/gesamte integrale Intensität der (111)-Ebene, (200)-Ebene, (220)-Ebene und (311)-Ebene) berechnet, um den Anteil der (200)-Ebene zu bestimmen, der in der Oberfläche der Nickel-Plattierungsschicht 12 vorhanden ist.
  • Die Erfinder haben festgestellt, dass, wenn die Nickel-Plattierungsschicht 12 unter den oben angegebenen Plattierungsbedingungen gebildet wird, die (200)-Ebene in der gebildeten Nickel-Plattierungsschicht 12 in einem Anteil vorhanden ist, der innerhalb des oben angegebenen Bereiches liegt. Infolgedessen hat die Nickel-Plattierungsschicht 12 eine höhere Oberflächenhärte, was zu einem weiter verminderten kinetischen Reibungskoeffizienten zwischen dem resultierenden oberflächenbehandelten Stahlblech 1 und der Pressform führt. Aufgrund dieser Erkenntnisse haben die Erfinder sich auf die Erhöhung der Oberflächenhärte der Nickel-Plattierungsschicht 12 konzentriert, die an der Oberfläche gebildet wird, die der äußeren Oberfläche eines Batteriegehäuses entspricht, um die Pressformbarkeit zu verbessern, statt auf andere Eigenschaften wie etwa Korrosionsfestigkeit. Dann haben die Erfinder festgestellt, dass ein vorteilhaftes Beispiel für Verfahren zur Erhöhung der Oberflächenhärte der Nickel-Plattierungsschicht 12 darin besteht, den Anteil der (200)-Ebenen, der in der Oberfläche der Nickel-Plattierungsschicht 12 vorhanden ist, innerhalb des oben angegebenen Bereiches einzustellen.
  • Beispiele für Verfahren zur Einstellung des Anteils der (200)-Ebenen in der Nickel-Plattierungsschicht 12 innerhalb des oben angegebenen Bereiches umfassen, sind jedoch nicht besonders beschränkt auf ein Verfahren, bei dem die Temperatur T und die Stromdichte D des Plattierungsbades während der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 innerhalb der oben beschriebenen Bereiche eingestellt werden und die Nickel-Plattierungsschicht 12 als eine halbglänzende Schicht hergestellt wird. Zum Beispiel betrug in dem weiter unten beschriebenen Beispiel 17 (bei dem eine halbglänzende Nickel-Plattierungsschicht 12 bei einer Temperatur T der Plattierungsbades von 70° C und einer Stromdichte von 5 A/dm2) gebildet wurde) der Anteil der (200)-Ebene in der Nickel-Plattierungsschicht 12 65% , und in dem unten beschriebenen Beispiel 20 (bei dem eine halbglänzende Nickel-Plattierungsschicht 12 gebildet wurde bei einer Temperatur T des Plattierungsbades von 60° C und einer Stromdichte von 5 A/dm2) betrug der Anteil der (200)-Ebene in der Nickel-Plattierungsschicht 12 72 %.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird die Nickel-Plattierungsschicht 12 auf dem Stahlblech 11 in der oben beschriebenen Weise gebildet. Die Nickel-Plattierungsschicht 12 kann direkt auf dem Stahlblech 11 gebildet werden. Alternativ kann vorab auf dem Stahlblech 11 eine Grundierungsschicht gebildet werden und dann die Nickel-Plattierungsschicht 12 auf dieser Grundierungsschicht gebildet werden.
  • Beispiele für die Grundierungsschicht umfassen, sind jedoch nicht besonders beschränkt auf die Eisen/Nickel-Diffusionsschicht 14 des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1b, wie es in 4 gezeigt ist. Die Eisen/Nickel-Diffusionsschicht 14 kann gebildet werden durch thermische Behandlung des Stahlbleches 1, auf dem vorab eine unterlagernde Nickel-Plattierungsschicht gebildet wird. Mit anderen Worten, auf dem Stahlblech 11 wird eine unterlagernde Nickel-Plattierungsschicht gebildet, bevor die Nickel-Plattierungsschicht 12 auf dem Stahlblech 11 gebildet wird, und das Stahlblech 11, auf dem die unterlagernde Nickel-Plattierungsschicht gebildet wurde, wird thermisch behandelt, um thermische Diffusion in der unterlagernden Nickel-Plattierungsschicht hervorzurufen. Auf diese Weise kann die Eisen/Nickel-Diffusionsschicht 14 gebildet werden. Bei diesem Prozess kann die Menge an plattiertem Nickel in der unterlagernden Nickel-Plattierungsschicht z. B. 1 bis 9 g/m2, vorzugsweise 1 bis 5 g/m2 betragen. In der Eisen-Nickel-Diffusionsschicht 14 kann Eisen so weit diffundieren, dass es die obere Oberfläche der unterlagernden Nickel-Plattierungsschicht erreicht. Alternativ mag das Eisen nicht bis zur oberen Oberfläche diffundieren, und an der oberen Oberfläche der unterlagernden Nickel-Plattierungsschicht kann ein Teil verbleiben, der durch die thermische Behandlung aufgeweicht ist. In dieser Ausführungsform kann durch Ausbildung der Eisen/Nickel-Diffusionsschicht 14 als Grundierungsschicht die Nickel-Plattierungsschicht 12 so auf dem Stahlblech 11 gebildet werden, dass die Eisen/Nickel-Diffusionsschicht 14 dazwischen eingefügt ist, was zu einer weiter verbesserten Haftung der Nickel-Plattierungsschicht 12 auf dem Stahlblech 11 führt. Selbst wenn die Nickel-Plattierungsschicht 12 dünn ist, kann die Härte der Nickel-Plattierungsschicht 12 weiter erhöht werden durch Ausbildung der Eisen/Nickel-Diffusionsschicht 14 als eine Grundierungsschicht unter der Nickel-Plattierungsschicht 12.
  • <Plattierungsschicht 13 aus Nickel/Kobalt-Legierung>
  • Die Plattierungsschicht 13 aus einer Nickel/Kobalt-Legierung ist eine Plattierungsschicht, die durch Elektroplattieren unter Verwendung eines Plattierungsbades mit einer Nickel/Kobalt-Legierung auf der Oberfläche der Nickel-Plattierungsschicht 12 gebildet wird, die der inneren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht. In dieser Ausführungsform wird durch Ausbildung der Plattierungsschicht 13 aus der Nickel/KobaltLegierung auf der Oberfläche, die der inneren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht, die elektrische Leitfähigkeit des resultierenden oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 weiter verbessert, und die Batterieleistung der Alkalibatterie 2, die aus diesem Stahlblech hergestellt wird, ist ebenfalls verbessert.
  • Das Plattierungsbad mit der Nickel/Kobalt-Legierung für die Bildung der Plattierungsschicht 13 ist nicht besonders beschränkt. Es kann z. B. ein Plattierungsbad auf der Basis eine Watt-Bades verwendet werden, das Nickelsulfat, Nickelchlorid, Kobaltsulfat und Borsäure enthält. Das Verhältnis Kobalt/Nickel des Plattierungsbades beträgt vorzugsweise 0,10 bis 0,29, weiter bevorzugt 0,10 bis 0,24, als ein molares Kobalt/Nickel-Verhältnis.
  • Bevorzugte Bedingungen für die Ausbildung der Plattierungsschicht 13 aus der Nickel/Kobalt-Legierung sind eine Badtemperatur von 40 bis 80° C, ein pH-Wert von 2,0 bis 5,0, und eine Stromdichte von 1 bis 40 A/dm2. In dem Plattierungsprozess für die Ausbildung der Plattierungsschicht 13 aus der Nickel/Kobalt-Legierung ist es bevorzugt, dass das Stahlblech 11 mit einer Randmaske bedeckt wird, damit die Plattierungsschicht 13 aus der Nickel/Kobalt-Legierung nicht auf derjenigen Oberfläche der Nickel/Plattierungsschicht 12 gebildet wird, die der äußeren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht.
  • Die Dicke der Plattierungsschicht 13 aus der Nickel/Kobalt-Legierung, die auf der Oberfläche gebildet wird, die der inneren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht, beträgt vorzugsweise 0,1 bis 0,4 µm, weiter vorzugsweise 0,15 bis 0,2 µm. Wenn die Plattierungsschicht aus der Nickel/Kobalt-Legierung auf der Oberfläche gebildet wird, die der äußeren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht, so hat die Legierungsschicht 13 aus der Nickel/Kobalt-Legierung vorzugsweise eine Dicke von 0,03 µm oder weniger, weiter vorzugsweise 0,01 µm oder weniger, damit der Effekt der vorliegenden Erfindung nicht unterbunden wird. Äußerst bevorzugt wird auf dieser Oberfläche keine Plattierungsschicht aus der Nickel/Kobalt-Legierung gebildet.
  • Das oberflächenbehandelte Stahlblech 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird in der oben beschriebenen Weise hergestellt.
  • Das oberflächenbehandelte Stahlblech 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird umgeformt in einen Tiefziehprozess, einen Zieh-/Glattzieh-Prozess (DI-Prozess), einen Streckziehprozess (DTR-Prozess), einem Prozess, in dem nach dem Ziehprozess sowohl Streckzieh- als auch Glattziehprozesse ausgeführt werden, oder dergleichen, und wird z. B. als ein positiver Elektrodentopf 21 der in 1 und 2 gezeigten Alkalibatterie 2 oder als ein Batteriegehäuse für andere Batterien verwendet.
  • Da das oberflächenbehandelte Stahlblech 1 gemäß dieser Ausführungsform eine ausgezeichnete Pressformbarkeit aufweist, wie oben ausgeführt wurde, kann ein niedrigviskoses Press-Öl mit ausgezeichneten Entfettungseigenschaften verwendet werden, um das oberflächenbehandelte Stahlblech 1 in ein Batteriegehäuse umzuformen. Ein solches Press-Öl kann nach dem Formen leicht entfernt werden. Hochviskose Press-Öle erleichtern es, die Entstehung von Fehlstellen und dergleichen an der Pressform zu verhindern, sind jedoch nach dem Pressformen schwer zu entfernen. Hingegen können, selbst wenn für das oberflächenbehandelte Stahlblech 1 nach der vorliegenden Ausführungsform ein niedrigviskoses Press-Öl verwendet wird, Fehlstellen und dergleichen and der Pressform verhindert werden und das Press-Öl kann nach dem Pressformen einfach abgewaschen und entfernt werden.
  • <Verfahren zur Herstellung des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1>
  • Nachstehend wird das Verfahren zur Herstellung des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Zunächst wird ein Stahlblech für das Stahlblech 11 bereitgestellt. Das Stahlblech 11 wird nickelplattiert, wie oben beschrieben wurde, um eine Nickel-Plattierungsschicht 12 zumindest auf der äußeren Oberfläche des Stahlbleches 11 zu bilden. Gleichzeitig kann auch eine Nickel-Plattierungsschicht auf der inneren Oberfläche gebildet werden. Obgleich auf der Oberfläche des Stahlbleches 11, die der äußeren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht, einerseits und der Oberfläche, die der inneren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht, andererseits, Nickel-Plattierungsschichten 12 gebildet werden können, die sich in ihrer Zusammensetzung und Oberflächenrauigkeit unterscheiden, durch Verwendung von Plattierungsbädern mit unterschiedlicher Zusammensetzung, kann hier, um die Produktivität zu verbessern, dasselbe Plattierungsbad verwendet werden, um die Nickel-Plattierungsschichten 12 auf den Oberflächen des Stahlbleches 1 in einem Schritt (in einem Durchgang) herzustellen. Die Plattierungsbedingungen für die Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 werden so eingestellt, dass sie die oben angegebenen Formeln (1) und (2) erfüllen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist es bevorzugt, thermische Diffusion in dem Stahlblech 11 und der Nickel-Plattierungsschicht 12 zu verhindern, nachdem die Nickel-Plattierungsschicht 12 gebildet worden ist. Speziell kann, da das in dem Stahlblech 11 enthaltene Eisen eine geringere Härte hat als Nickel, thermische Diffusion des Eisens aus dem Stahlblech 11 in die Nickel-Plattierungsschicht 12 die Härte der Nickel-Plattierungsschicht 12 vermindern, was zu verringerter Pressformbarkeit des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 führt. Um dieses Problem zu vermeiden, findet in der vorliegenden Ausführungsform keinerlei thermische Diffusionsbehandlung an dem Stahlblech 11 und der Nickel-Plattierungsschicht 12 statt, nachdem die Nickel-Plattierungsschicht 12 gebildet worden ist. Dies führt zu einer größeren Härte der Nickel-Plattierungsschicht 12 und zur verbesserter Pressformbarkeit des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1.
  • Anschließend wird bei dieser Ausführungsform die Plattierungsschicht 13 aus der Nickel/Kobalt-Legierung auf der Oberfläche der Nickel-Plattierungsschicht 12 gebildet, die der inneren Oberfläche der Alkalibatterie 2 entspricht, durch Elektroplattieren unter Verwendung eines Plattierungsbades mit einer Nickel/Kobalt-Legierung. So wird das oberflächenbehandelte Stahlblech 1 erhalten, das in 3 gezeigt ist.
  • Das oberbehandelte Stahlblech 1 nach der vorliegenden Ausführungsform wird in der oben beschriebenen Weise hergestellt.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Oberflächenhärte der Nickel-Plattierungsschicht 12 gesteigert werden durch Ausbildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 auf der Oberfläche des Stahlbleches, die der äußeren Oberfläche eines Batteriegehäuses entspricht, unter Bedingungen, die den oben angegebenen Formeln (1) und (2) genügen, und dies führt zu einem verminderten kinetischen Reibungskoeffizienten zwischen der Nickel-Plattierungsschicht 12 und der Pressform. Im Ergebnis wird die beim Pressformen des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 erzeugte Reibungswärme vermindert, Kratzer an dem oberflächenbehandelten Stahlblech 1 und Fressen oder Fehlstellen an der Pressform werden wirksam verhindert, und die Pressformbarkeit des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 wird verbessert. Außerdem wird Verschleiß der Pressform vermieden, was zu einer längeren Standzeit der Pressform führt. Somit ist das oberflächenbehandelte Stahlblech 1 nach dieser Ausführungsform gut geeignet für die Verwendung als ein Batteriegehäuse, das durch Pressformen gebildet wird, beispielsweise als ein Batteriegehäuse für eine Batterie, die einen alkalischen Flüssigelektrolyten enthält, etwa eine Alkalibatterie oder eine Nickel-Wasserstoff-Batterie oder eine Lithium-Ionen-Batterie.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Härte der Nickel-Plattierungsschicht erhöht werden, ohne dass in einem Plattierungsbad, das für die Ausbildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 benutzt wird, ein Additiv verwendet wird, um die Härte der Nickel-Plattierungsschicht 12 zu steigern (z. B. eine schwefelorganische Verbindung) . Demgemäß kann bei dem resultierenden Batteriegehäuse eine Zunahme des Kontaktwiderstands nach längerfristiger Lagerung vermieden werden. Aus diesem Grund kann das oberflächenbehandelte Stahlblech 1 nach der vorliegenden Ausführungsform geeignet als ein Batteriegehäuse für eine Batterie verwendet werden, die für langfristige Speicherung oder langanhaltenden Einsatz vorgesehen ist, insbesondere eine Vorratsbatterie für den Einsatz in Notfällen wie etwa Erdbeben, und eine Batterie, die für eine Fernsteuerung eines elektrischen Gerätes oder ein Blitzlicht verwendet wird.
  • <Beispiele>
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher beschrieben, doch ist die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • Die Eigenschaften wurden mit nachstehend beschriebenen Verfahren bewertet.
  • <Oberflächenhärte>
  • Die Oberflächenhärte der Nickel-Plattierungsschichten 12 wurde bestimmt durch Messen der Vickers-Härte (HV) der oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 mit einem Mikrohärte-Tester (MVK-G2, erhältlich von Akashi Seisakusho Co., Ltd.) mit einem Diamantstempel unter einer Last von 0,0981 N (10 gf) mit einer Haltezeit von 10 Sekunden.
  • <Kinetischer Reibungskoeffizient>
  • Die oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 wurden untersucht mit einem Tribometer (erhältlich CSEM Instruments, Kontakt: SUJ-2 (Chromstahl, 6 mm Durchmesser)) bei einer Last von 0,981 N (100 gf) mit einem Umlaufradius von 10 mm, wobei die Anzahl der Umläufe 10 betrug, und einer Umlaufgeschwindigkeit von 10 Umdrehungen/Minute. Der kinetische Reibungskoeffizient der Nickel-Plattierungsschichten 12 wurde von Messkarten abgelesen, die nach 10 Umläufen erhalten wurden. Die aus der Kontaktfläche nach 10 Umläufen berechnete vertikale Last betrug 1 N/mm2.
  • <Glanzwert>
  • Die oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 wurden mit einem Glanzmesser (VG-2000, erhältlich von NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO., LTD.) gemessen, um den Glanzwert der Nickel-Plattierungsschichten 12 zu bestimmen.
  • «Beispiel 1»
  • Ein Stahlblech 11, erhalten durch Glühen eines kaltgewalzten Stahlbleches eines aluminiumberuhigten Niedrigkarbonstahls (Dicke 0,25 mm) wurde als Substrat vorbereitet.
  • Dann wurde das vorbereite Stahlblech 11 einer alkalischen elektrolytischen Entfettung und einer Tauchbeizbehandlung mit Schwefelsäure unterzogen und danach einem elektrolytischen Plattieren in einem Nickel-Mattplattierungsbad, das die gleiche Zusammensetzung hatte wie eine Basis-Badzusammensetzung, die nachstehend beschrieben wird, bei 60° C und einer Stromdichte von 27 A/dm2, um eine unterlagernde Nickel-Plattierungsschicht zu bilden. Die unterlagernde Nickel-Plattierungsschicht wurde dann in eine Eisen/Nickel-Diffusionsschicht 14 umgebildet, durch einminütige thermische Behandlung bei 700° C. Anschließend wurde ein Plattierungsbad zubereitet durch Zugabe, einer Halbglanz erzeugenden Substanz, die 0,16 ml/L eines aliphatischen ungesättigten Alkohols, 0,38 ml/L einer ungesättigten Karbonsäure, 0,3 ml/L Formaldehyd und 0,064 ml/L Methanol enthielt, zu der Basis-Badzusammensetzung, die unten beschrieben wird. Das Elektroplattieren wurde mit diesem Plattierungsbad unter den nachstehenden Bedingungen ausgeführt, um eine Nickel-Plattierungsschicht 12 mit einer Dicke von 1,0 µm auf der Oberfläche der Eisen/Nickel-Diffusionsschicht 14 auf dem Stahlblech 11 zu bilden. Auf diese Weise wurde ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 erhalten, bei dem die Nickel-Plattierungsschicht auf dem Stahlblech 11 ausgebildet war.
    g/L. Badzusammensetzung: Nickelsulfat 250g/l, Nickelchlorid 45g/L und Borsäure 45
    pH: 4,3
    Badtemperatur: 60°C
    Stromdichte: 5 A/dm2
  • Anschließend wurde das erhaltene oberflächenbehandelte Stahlblech 1 mit dem oben beschriebenen Verfahren hinsichtlich der Oberflächenhärte und des kinetischen Reibungskoeffizienten bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • Ein 1,0 × 1,0 µm großes Gebiet der Nickel-Plattierungsschicht 12 des oberflächenbehandelten Stahlbleches 1, das in Beispiel 1 erhalten wurde, wurde gemessen, um das arithmetische Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra) zu bestimmen, unter Verwendung eines Rastkraftmikroskops (Dimension icon, erhältlich von Bruker AXS), und es wurde festgestellt, dass das arithmetische Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra) 4,54 nm betrug.
  • «Beispiele 2 und 3»
  • Ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit dem Unterschied, dass die Badtemperatur und die Stromdichte des Plattierungsbades bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 so verändert waren, wie in Tabelle 1 gezeigt ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • <<Vergleichsbeispiele 1 bis 3>>
  • Ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit dem Unterschied, dass die Badtemperatur und die Stromdichte des Plattierungsbades während der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 so verändert waren, wie in Tabelle 1 gezeigt ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • [Tabelle 1]
  • Tabelle 1
    Eisen/Nick el-Diffusionsschicht Bedingungen bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht Bewertung
    Dicke der Nickel-Plattierungsschicht (µm) Badtemperatur T (°C) Strom dichte D (A/dm 2) T/D (ºC·d m2/A) 0.5×T/ D+4.5 Oberflächenhärte (HV) kinetischer Reibungskoeffizient
    Beispiel 1 Ja 1,0 60 5 12,00 -1,50 257,07 0,40
    Beispiel 2 Ja 1,0 70 5 14,00 -2,50 256,03 0,39
    Beispiel 3 Ja 1,0 70 10 7,00 1,00 250,33 0,45
    Vergleichsbeispiel 1 Ja 1,0 60 15 4,00 2,50 235,00 0,48
    Vergleichsbeispiel 2 Ja 1,0 70 15 4,67 2,17 241,13 0,48
    Vergleichsbeispiel 3 Ja 1,0 70 20 3,50 2,75 239,10 0,47
  • Bei den oberflächenbehandelten Stahlblechen 1 nach Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3, wie sie in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde der Glanzwert in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Verfahren gemessen, und es wurde festgestellt, dass alle Glanzwerte innerhalb des Bereiches von 150 bis 200 lagen.
  • <<Beispiele 4 bis 7>>
  • Ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 wurde auf die gleiche Weise in Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit dem Unterschied, dass die Badtemperatur und die Stromdichte des Plattierungsbades während der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 so verändert waren, wie in Tabelle 2 gezeigt ist, und die Dicke der resultierenden Nickel-Plattierungsschicht wurde durch Einstellen der Einschaltzeit beim Elektroplattieren auf 1,5 µm eingestellt. Die Resultate sind in Tabelle 2 gezeigt.
  • Zusätzlich wurden die oberflächenbehandelten Stahlbleche 1, die in Beispielen 4 bis 7 erhalten wurden, mit den oben erwähnten Rasterkraftmikroskop vermessen, um das arithmetische Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra) eines Gebietes mit 1,0 µm-Quadrat der Nickel-Plattierungsschicht 12 zu bestimmen, und es wurde gefunden, dass das arithmetische Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra) 5,65 nm (Beispiel 4), 6,90 nm (Beispiel 5), 10,00 nm (Beispiel 6) und 7,79 (Beispiel 7) betrug.
  • <<Vergleichsbeispiele 4 bis 6>>
  • Ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit dem Unterschied, dass die Badtemperatur und die Stromdichte des Plattierungsbades bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 so verändert waren, wie in Tabelle 2 gezeigt ist, und die Dicke der resultierenden Nickel-Plattierungsschicht wurde durch Einstellen der Einschaltzeit beim Elektroplattieren auf 1,5 µm eingestellt. Die Resultate sind in Tabelle 2 gezeigt.
  • [Tabelle 2]
  • Tabelle 2
    Eisen/Nick el-Diffusionsschicht Bedingungen bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht Bewertung
    Dicke der Nickel-Plattierungsschicht (µm) Badtemperatur T (°C) Strom dichte D (A/dm 2) T/D (ºC·d m2/A) 0.5×T/ D+4.5 Oberflächenhärte (HV) kinetischer Reibungskoeffizient
    Beispiel 4 Ja 1,5 60 5 12,00 -1,50 311,13 (HV)
    Beispiel 5 Ja 1,5 70 5 14,00 -2,50 320,83 0,23
    Beispiel 6 Ja 1,5 60 10 6,00 1,50 258,70 0,42
    Beispiel 7 Ja 1,5 70 10 7,00 1,00 296,63 0,41
    Vergleichsbeispiel 4 Ja 1,5 60 15 4,00 2,50 234,80 0,46
    Vergleichsbeispiel 5 Ja 1,5 60 20 3,00 3,00 250,43 0,48
    Vergleichsbeispiel 6 Ja 1,5 70 20 3,50 2,75 249,50 0,49
  • Für die oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 nach Beispielen 4 bis 7 und Vergleichsbeispielen 4 bis 6, wie in Tabelle 2 gezeigt, wurden nach dem oben beschriebenen Verfahren die Glanzwerte gemessen, und für alle wurde ein Glanzwert im Bereich von 150 bis 220 festgestellt.
  • «Beispiele 8 bis 11»
  • Ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 wurde auf die gleiche Weise hergestellt und bewertet wie in Beispiel 1, mit dem Unterschied, dass die Badtemperatur und die Stromdichte des Plattierungsbades bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 so geändert waren, wie in Tabelle 3 gezeigt ist, und dass durch Einstellen der Einschaltzeit beim elektrolytischem Plattieren die Dicke der resultierenden Nickel-Plattierungsschicht 12 auf 2,0 µm eingestellt wurde. Die Resultate sind in Tabelle 3 gezeigt.
  • Weiterhin wurden die in Beispielen 8 und 9 erhaltenen oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 mit dem oben genannten Rasterkraftmikroskop gemessen, um das arithmetische Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra) eines 50 × 50 µm großen Gebietes der Nickel-Plattierungsschicht 12 zu bestimmen, und es wurde ein arithmetisches Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra) von 93,20 nm (Beispiel 8) bzw. 80,40 nm (Beispiel 9) gefunden. 5A und 5B sind Bilder, die durch Messen der 50 × 50 µm großen Gebiete erhalten wurden. Weiterhin wurden die in Beispielen 8 bis 10 erhaltenen oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 mit dem oben genannten Rasterkraftmikroskop gemessen, um das arithmetische Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra) eines 1,0 × 1,0 µm großen Gebietes der Nickel-Plattierungsschicht 12 zu bestimmen, und es wurde ein arithmetisches Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra) von 8,85 nm (Beispiel 8), 4,95 nm (Beispiel 9) bzw. 8,56 nm (Beispiel 10) gefunden.
  • Weiterhin wurden die Oberflächen der in Beispielen 8 und 9 erhaltenen Nickel-Plattierungsschichten 12 der oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM) gemessen (JSM-7100F, erhältlich von JEOL Ltd.). 6A und 6B sind Bilder, die bei diesen Messungen erhalten wurden. In 6A und 6B entsprechen die grauen Bereiche Nickel-Partikeln, die die Nickel-Plattierungsschicht 12 bilden, und schwarze Bereiche entsprechen Zwischenräumen zwischen den Nickel-Partikeln.
  • <<Vergleichsbeispiele 7 bis 10>>
  • Ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit dem Unterschied, dass die Badtemperatur und die Stromdichte des Plattierungsbades bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 so geändert waren, wie in Tabelle 3 gezeigt ist, und dass durch Einstellung der Einschaltzeit beim elektrolytischen Plattieren die Dicke der resultierenden Nickel-Plattierungsschicht 12 auf 2,0 µm eingestellt wurde. Die Resultate sind in Tabelle 3 gezeigt.
  • Die in Vergleichsbeispielen 9 und 10 erhaltenen oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 wurden weiterhin mit dem oben genannten Rasterkraftmikroskop gemessen, um das arithmetische Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra) eines 50 × 50 µm großen Gebietes der Nickel-Plattierungsschicht 12 zu bestimmen, und es wurde ein arithmetisches Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra) von 115,00 nm (Vergleichsbeispiel 9) bzw. 124,00 nm (Vergleichsbeispiel 10) gefunden. 5C und 5D sind Bilder, die durch Messen der 50 × 50 µm großen Gebiete erhalten wurden. Weiterhin wurde die Oberfläche des in Vergleichsbeispielen 9 und 10 erhaltenen oberflächenbehandelten Stahlbleches 1 mit dem Rasterkraftmikroskop gemessen, um das arithmetische Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra) eines 1,0 × 1,0 µm großen Gebietes der Nickel-Plattierungsschicht 12 zu bestimmen, und es wurde ein arithmetisches Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra) von 11,70 nm (Beispiel 9) bzw. 11,00 nm (Beispiel 10) gefunden.
  • Außerdem wurden die Oberflächen der in Vergleichsbeispielen 9 und 10 erhaltenen oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 mit dem oben genannten Rasterelektronenmikroskop (SEM) gemessen. 6C und 6D sind Bilder, die bei diesen Messungen erhalten wurden. In 6C und 6D entsprechen graue Bereiche Nickel-Partikeln, die die Nickel-Plattierungsschicht 12 bilden, und schwarze Bereiche entsprechen Zwischenräumen zwischen den Nickel-Partikeln.
  • [Tabelle 3]
  • Tabelle 3
    Eisen/Nick el-Diffusionsschicht Bedingungen bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht Bewertung
    Dicke der Nickel-Plattierungsschicht (µm) Badtemperatur T (ºC) Strom dichte D (A/dm 2) T/D (ºC·d m2/A) 0.5×T/ D+4.5 Oberflächenhärte (HV) kinetischer Reibungskoeffizient
    Beispiel 8 Ja 2,0 60 5 12,00 -1,50 337,30 0,26
    Beispiel 9 Ja 2,0 70 5 14,00 -2,50 371,57 0,24
    Beispiel 10 Ja 2,0 60 10 6,00 1,50 307,70 0,41
    Beispiel 11 Ja 2,0 70 10 7,00 1,00 332,97 0,36
    Vergleichsbeispiel 7 Ja 2,0 60 15 4,00 2,50 282,00 0,46
    Vergleichsbeispiel 8 Ja 2,0 70 15 4,67 2,17 285,00 0,47
    Vergleichsbeispiel 9 Ja 2,0 60 20 3,00 3,00 296,90 0,48
    Vergleichsbeispiel 10 Ja 2,0 70 20 3,50 2,75 281,57 0,48
  • Die oberflächenbehandelten Stahlbleche nach Beispielen 8 und 11 und Vergleichsbeispielen 7 bis 10, wie Sie in Tabelle 3 gezeigt sind, wurden hinsichtlich des Glanzwertes nach dem oben beschriebenen Verfahren gemessen, und für alle wurde ein Glanzwert in dem Bereich von 170 bis 240 gefunden.
  • <<Beispiele 12 bis 15>>
  • Ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit dem Unterschied, dass die Badtemperatur und die Stromdichte des Plattierungsbades bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 so geändert waren, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, und durch Einstellung der Einschaltzeit beim Elektroplattieren die Dicke der resultierenden Nickel-Plattierungsschicht 12 auf 2,5 µm eingestellt wurde. Die Resultate sind in der Tabelle 4 gezeigt.
  • <<Vergleichsbeispiele 11 bis 14>>
  • Ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit dem Unterschied, dass die Badtemperatur und die Stromdichte des Plattierungsbades bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 so geändert wurden, wie in Tabelle 4 gezeigt ist und dass durch Einstellung der Einschaltzeit beim elektrolytischen Plattieren die Dicke der resultierenden Nickel-Plattierungsschicht 12 auf 2,5 µm eingestellt wurde. Die Resultate sind in Tabelle 4 gezeigt.
  • [Tabelle 4]
  • Tabelle 4
    Eisen/Nick el-Diffusionsschicht Bedingungen bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht Bewertung
    Dicke der Nickel-Plattierungsschicht (µm) Badtemperatur T (ºC) Strom dichte D (A/dm 2) T/D (ºC·d m2/A) 0.5×T/ D+4.5 Oberflächenhärte (HV) kinetischer Reibungskoeffizient
    Beispiel 12 Ja 2,5 60 5 12,00 -1,50 389,03 0,26
    Beispiel 13 Ja 2,5 70 5 14,00 -2,50 411,00 0,20
    Beispiel 14 Ja 2,5 60 10 6,00 1,50 346,57 0,38
    Beispiel 15 Ja 2,5 70 10 7,00 1,00 371,20 0,35
    Vergleichsbeispiel 11 Ja 2,5 60 15 4,00 2,50 296,63 0,48
    Vergleichsbeispiel 12 Ja 2,5 70 15 4,67 2,17 305,67 0,46
    Vergleichsbeispiel 13 Ja 2,5 60 20 3,00 3,00 293,73 0,46
    Vergleichsbeispiel 14 Ja 2,5 70 20 3,50 2,75 303,93 0,47
  • Die oberflächenbehandelten Stahlbleche nach Beispielen 12 bis 15 und Vergleichsbeispielen 11 bis 14, wie sie in Tabelle 4 gezeigt sind, wurden in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Verfahren hinsichtlich des Glanzwertes gemessen, und für alle wurde ein Glanzwert im Bereich von 180 bis 260 gefunden.
  • <<Beispiele 16 bis 19>>
  • Ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit dem Unterschied, dass die Badtemperatur und die Stromdichte des Plattierungsbades bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 so geändert waren, wie in Tabelle 5 gezeigt ist, und dass durch Einstellung der Einschaltzeit beim elektrolytischen Plattieren die Dicke der resultierenden Nickel-Plattierungsschicht 12 auf 3,0 µm eingestellt wurde. Die Resultate sind in Tabelle 5 gezeigt.
  • Die oberflächenbehandelten Stahlbleche 1, die in Beispielen 17 und 18 erhalten wurden, wurden außerdem mit dem oben genannten Rasterkraftmikroskop gemessen, um das arithmetische Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra) eines 1,0 × 1,0 µm großen Gebietes der Nickel-Plattierungsschicht 12 zu bestimmen, und es wurde ein arithmetisches Mittel der Oberflächenrauigkeit (Ra) von 2,16 nm (Beispiel 17) bzw. 6,83 nm (Beispiel 18) gefunden.
  • <<Vergleichsbeispiele 15 bis 17>>
  • Ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit dem Unterschied, dass die Badtemperatur und die Stromdichte des Plattierungsbades bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 so geändert waren, wie in Tabelle 5 gezeigt ist, und dass durch Einstellung der Einschaltzeit beim elektrolytischen Plattieren die Dicke der resultierenden Nickel-Plattierungsschicht 12 auf 3,0 µm eingestellt wurde. Die Resultate sind in Tabelle 5 gezeigt.
  • [Tabelle 5]
  • Tabelle 5
    Eisen/Nick el-Diffusionsschicht Bedingungen bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht Bewertung
    Dicke der Nickel-Plattierungsschicht (µm) Badtemperatur T (ºC) Strom dichte D (A/dm 2) T/D (ºC·d m2/A) 0.5×T/ D+4.5 Oberflächenhärte (HV) kinetischer Reibungskoeffizient
    Beispiel 16 Ja 3,0 60 5 12,00 -1,50 435,17 0,25
    Beispiel 17 Ja 3,0 70 5 14,00 -2,50 450,90 0,13
    Beispiel 18 Ja 3,0 60 10 6,00 1,50 361,77 0,42
    Beispiel 19 Ja 3,0 70 10 7,00 1,00 399,83 0,36
    Vergleichsbeispiel 15 Ja 3,0 60 15 4,00 2,50 327,23 0,45
    Vergleichsbeispiel 16 Ja 3,0 60 20 3,00 3,00 318,80 0,45
    Vergleichsbeispiel 17 Ja 3,0 70 20 3,50 2,75 324,73 0,43
  • Die oberflächenbehandelten Stahlbleche nach Beispielen 16 bis 19 und Vergleichsbeispielen 15 bis 17, wie sie in Tabelle 5 gezeigt sind, wurden in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Verfahren hinsichtlich des Glanzwertes gemessen, und für alle wurde ein Glanzwert im Bereich von 200 bis 280 gefunden.
  • <<Vergleichsbeispiele 18 bis 25>>
  • Ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und bewertet, mit dem Unterschied, dass die Badtemperatur und die Stromdichte des Plattierungsbades bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 so geändert waren, wie in Tabelle 6 gezeigt ist, und dass durch Einstellung der Einschaltzeit beim elektrolytischen Plattieren die Dicke der resultierenden Nickel-Plattierungsschicht 12 auf 0,5 µm eingestellt wurde. Die Resultate sind in Tabelle 6 gezeigt.
  • [Tabelle 6]
  • Tabelle 6
    Eisen/Nick el-Diffusionsschicht Bedingungen bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht Bewertung
    Dicke der Nickel-Plattierungsschicht (µm) Badtemperatur T (ºC) Strom dichte D (A/dm 2) T/D (ºC·d m2/A) 0.5×T/ D+4.5 Oberflächenhärte (HV) kinetischer Reibungskoeffizient
    Vergleichsbeispiel 18 Ja 0,5 60 5 12,00 -1,50 217,40 0,43
    Vergleichsbeispiel 19 Ja 0,5 70 5 14,00 -2,50 223,20 0,49
    Vergleichsbeispiel 20 Ja 0,5 60 10 6,00 1,50 228,63 0,46
    Vergleichsbeispiel 21 Ja 0,5 70 10 7,00 1,00 224,20 0,47
    Vergleichsbeispiel 22 Ja 0,5 60 15 4,00 2,50 221,97 0,49
    Vergleichsbeispiel 23 Ja 0,5 70 15 4,67 2,17 231,37 0,49
    Vergleichsbeispiel 24 Ja 0,5 60 20 3,00 3,00 220,80 0,51
    Vergleichsbeispiel 25 Ja 0,5 70 20 3,50 2,75 221,00 0,50
  • Die oberflächenbehandelten Stahlbleche nach Vergleichsbeispielen 18 bis 25, wie sie in Tabelle 6 gezeigt sind, wurden in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Verfahren hinsichtlich des Glanzwertes gemessen, und für alle wurde ein Glanzwert innerhalb des Bereiches von 130 bis 180 gefunden.
  • Tabellen 1 bis 5 zeigen, dass die oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 nach Beispielen 1 bis 19, bei denen auf der Oberfläche des Stahlbleches, die der äußeren Oberfläche eines Batteriegehäuses entspricht, die Nickel-Plattierungsschicht 12 unter Bedingungen gebildet wurde, die die oben angegebenen Formeln (1) und (2) erfüllen, eine größere Oberflächenhärte hatte und einen vergleichbaren oder kleineren kinetischen Reibungskoeffizienten hatten, im Vergleich zu den oberflächenbehandelten Stahlblechen nach Vergleichsbeispielen 1 bis 17 mit Nickel-Plattierungsschichten, die die gleichen Dicken hatten wie die Nickel-Plattierungsschichten 12 in Beispielen 1 bis 19. Mit anderen Worten, ein Vergleich zwischen den oberflächenbehandelten Stahlblechen nach Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3, bei denen die Nickel-Plattierungsschicht 12 1,0 µm dick war, zeigt, dass Beispiele 1 bis 3 zu einer größeren Oberflächenhärte und einem kleineren kinetischen Reibungswiderstand führten als Vergleichsbeispiele 1 bis 3. Ebenso zeigen Vergleiche zwischen Beispielen 4 bis 7 und Vergleichsbeispielen 4 bis 6, wie in Tabelle 2 gezeigt, bei denen die Nickel-Plattierungsschicht 12 1,5 µm dick war, zwischen Beispielen 8 bis 11 und Vergleichsbeispielen 7 bis 10, wie in Tabelle 3 gezeigt, bei denen die Nickel-Plattierungsschicht 12 2,0 µm dick war, zwischen Beispielen 12 bis 15 und Vergleichsbeispielen 11 bis 14, wie in Tabelle 4 gezeigt, bei denen die Nickel-Plattierungsschicht 12 2,5 µm dick war, und zwischen Beispielen 16 bis 19 und Vergleichsbeispielen 15 bis 17, bei denen die Nickel-Plattierungsschicht 12 3.0 µm dick war, ebenfalls, dass die Beispiele zu einer größeren Oberflächenhärte und einem kleineren kinetischen Reibungswiderstand führten als die Vergleichsbeispiele.
  • Aufgrund der Tatsache, dass alle Nickel-Plattierungsschichten 12 der oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 nach Beispielen 1 bis 19 einen Glanzwert in dem Bereich von 150 bis 300 hatten, kann bestätigt werden, dass die Nickel-Plattierungsschichten halbglänzend waren.
  • 6A bis 6D zeigen, dass im Vergleich zu Vergleichsbeispielen 9 und 10 in den Nickel-Plattierungsschichten 12 der oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 nach Beispielen 8 und 9 die Zwischenräume zwischen Nickel-Partikeln (schwarze Bereiche in den Bildern) mit mehr Nickel-Partikeln (graue Bereiche in den Bildern) gefüllt sind. Die durch die Zwischenräume zwischen Nickel-Partikeln gebildeten Poren sind geglättet. Dies mag zu der größeren Oberflächenhärte der Nickel-Plattierungsschichten 12 beitragen.
  • Im Gegensatz dazu zeigen Tabellen 1 bis 5 dass die oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 nach den Vergleichsbeispielen 1 bis 17, bei denen die Nickel-Plattierungsschicht 12 unter Bedingungen gebildet wurde, die nicht wenigstens eine der oben angegebenen Formeln (1) und (2) erfüllen, eine niedrigere Oberflächenhärte und einen höheren kinetischen Reibungskoeffizienten hatten als diejenigen nach Beispielen 1 bis 19, bei denen die Nickel-Plattierungsschicht 12 jeweils die gleiche Dicke hatte wie die Nickel-Plattierungsschichten 12 nach Vergleichsbeispielen 1 bis 17.
  • Tabelle 6 zeigt, dass die oberflächenbehandelten Stahlbleche nach Vergleichsbeispielen 18 bis 25, in denen die Nickel-Plattierungsschicht 12 eine Dicke von weniger als 1,0 µm hatte, eine relativ geringe Oberflächenhärte und einen relativ hohen kinetischen Reibungskoeffizienten aufwiesen.
  • <<Beispiel 20>>
  • Ein Stahlblech 11, erhalten durch Glühen eines kaltgewalzten Stahlbleches aus aluminiumberuhigten Niedrigkarbonstahl (Dicke 0,25 mm) wurde als Substrat bereitgestellt.
  • Das bereitgestellte Stahlblech 11 wurde dann einer alkalischen elektrolytischen Entfettung und einer Tauchbeize in Schwefelsäure unterzogen und dann unter den nachstehend angegebenen Bedingungen elektrolytisch plattiert in einem Plattierungsbad, das zubereitet wurde durch Zugabe, zu einer Basis-Badzusammensetzung wie sie oben beschrieben ist, einer Halbglanz erzeugenden Substanz, die 0,16 ml/L eines aliphatischen ungesättigten Alkohols, 0,38 ml/L einer ungesättigten Karbonsäure, 0,3 ml/L Formaldehyd, und 0,064 ml/L Methanol enthielt, um auf der Oberfläche des Stahlbleches 11 eine Nickel-Plattierungsschicht 12 mit einer Dicke von 2,0 µm zu bilden. Auf diese Weise wurde ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 erhalten, bei dem auf dem Stahlblech 11 eine Nickel-Plattierungsschicht 12 gebildet war.
    Basis-Badzusammensetzung: Nickelsulfat: 250 g/L, Nickelchlorid: 45 g/L, Borsäure: 45
    g/L
    pH: 4,3
    Badtemperatur: 60° C
    Stromdichte: 5 A/dm2
  • Anschließend wurde das erhaltene oberflächenbehandelte Stahlblech 1 in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Verfahren hinsichtlich seiner Oberflächenhärte bewertet. Die Resultat sind in Tabelle 7 gezeigt.
  • Weiterhin wurde das in Beispiel 20 erhaltene oberflächenbehandelte Stahlblech 1 in Überbeinstimmung mit oben beschriebenen Verfahren hinsichtlich seines kinetischen Reibungskoeffizienten bewertet, und es wurde ein kinetischer Reibungskoeffizient von 0,11 gefunden.
  • <<Beispiele 21 bis 25>>
  • Ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 20 hergestellt und bewertet, mit dem Unterschied, dass die Badtemperatur und die Stromdichte des Plattierungsbades bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 so geändert waren, wie in Tabelle 7 gezeigt ist. Die Resultate sind in Tabelle 7 gezeigt.
  • <<Vergleichsbeispiele 26 bis 28>>
  • Ein oberflächenbehandeltes Stahlblech 1 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 20 hergestellt und bewertet, mit dem Unterschied, dass die Badtemperatur und die Stromdichte des Plattierungsbades bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht 12 so geändert waren, wie in Tabelle 7 gezeigt ist. Die Resultate sind in Tabelle 7 gezeigt.
  • [Tabelle 7]
  • Tabelle 7
    Eisen/Nickel Diffusionsschicht Bedingungen bei der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht Bewertung
    Dicke der Nickel-Plattierungsschicht (µm) Badtemperatur T (ºC) Stromdichte D (A/dm2) T/D (ºC·dm 2/A) 0.5×T/D +4.5 Oberflächenhärte (HV)
    Beispiel 20 Nein 2,0 60 5 12,00 -1,50 354,83
    Beispiel 21 Nein 2,0 60 10 6,00 1,50 298,47
    Beispiel 22 Nein 2,0 70 5 14,00 -2,50 371,30
    Beispiel 23 Nein 2,0 70 10 7,00 1,00 361,67
    Beispiel 24 Nein 2,0 80 5 16,00 -3,50 411,27
    Beispiel 25 Nein 2,0 80 10 8,00 0,50 368,90
    Vergleichsbeispiel 26 Nein 2,0 50 10 5,00 2,00 280,00
    Vergleichsbeispiel 27 Nein 2,0 60 20 3,00 3,00 283,23
    Vergleichsbeispiel 28 Nein 2,0 70 20 3,50 2,75 284,73
  • Tabelle 7 zeigt, dass die oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 nach Beispielen 20 bis 25, bei denen auf der Oberfläche des Stahlbleches, die der äußeren Oberfläche eines Batteriegehäuses entspricht, die Nickel-Plattierungsschicht 12 unter Bedingungen gebildet wurde, die die oben angegebenen Formeln (1) und (2) erfüllen, ein höhere Oberflächenhärte hatten als die oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 nach Vergleichsbeispielen 26 bis 28 mit Nickel-Plattierungsschichten 12, die die gleichen Dicken hatten wie diejenigen nach Beispielen 20 bis 25. Aufgrund dieses Befundes kann angenommen werden, dass die oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 einen niedrigen kinetischen Reibungskoeffizienten haben. Tatsächlich hatte das oberflächenbehandelte Stahlblech 1 nach Beispiel 20 einen kinetischen Reibungskoeffizienten von nur 0,11.
  • Alle Nickel-Plattierungsschichten 12 der oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 nach Beispielen 20 bis 25 hatten einen Glanzwert im Bereich von 150 bis 300 und waren damit halbglänzend.
  • Wenn man hingegen Beispiele 20 bis 25 mit den Vergleichsbeispielen 26 bis 28 vergleicht, bei denen die Dicke der Nickel-Plattierungsschicht 12 identisch war, zeigt Tabelle 7, dass die oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 nach den Vergleichsbeispielen, bei denen die Nickel-Plattierungsschicht 12 unter Bedingungen gebildet worden war, die nicht wenigstens eine der oben genannten Formeln (1) und (2) erfüllen, eine geringere Oberflächenhärte hatten als die oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 nach den Beispielen. Aufgrund dieses Befundes kann angenommen werden, dass die oberflächenbehandelten Stahlbleche 1 einen höheren kinetischen Reibungskoeffizienten haben.
  • Bezugszeichenliste
  • 1a, 1b oberflächenbehandeltes Stahlblech
    11 Stahlblech
    12 Nickel-Plattierungsschicht
    13 Plattierungsschicht aus einer Nickel/Kobalt-Legierung
    14 Eisen/Nickel-Diffusionsschicht
    2 Alkalibatterie
    21 positiver Elektrodentopf
    211 positive Elektrodenklemme
    22 negative Elektrodenklemme
    23 positives Elektrodengemisch
    24 negatives Elektrodengemisch
    25 Trennwand
    26 Stromkollektor
    27 Dichtung
    28 isolierender Ring
    29 äußere Hülle
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2000123797 A [0004]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbehandelten Stahlbleches (1) für ein Batteriegehäuse, bei welchem Verfahren auf wenigstens einer Oberfläche des Stahlbleches, die einer äußeren Oberfläche des Batteriegehäuses entspricht, durch Elektroplattieren eine halbglänzende Nickel-Plattierungsschicht (12) gebildet wird, wobei die Nickel-Plattierungsschicht (12) gebildet wird durch eine Plattierungsbehandlung unter Bedingungen, die die nachstehenden Formeln (1) und (2) erfüllen: T/D ≥ 6.0
    Figure DE112017004606T5_0008
     X ≤ − 0,5 × T/D + 4,5
    Figure DE112017004606T5_0009
    wobei T die Temperatur (°C) eines bei der Plattierungsbehandlung verwendeten Plattierungsbades ist, wobei für T gilt: 60 ≤ T ≤ 80, D eine Stromdichte (A/dm2) bei der Plattierungsbehandlung ist, wobei für D gilt: 1 ≤ W ≤ 10, und X die Dicke (µm) der gebildeten Nickel-Plattierungsschicht (12) ist, wobei für X gilt: 1,0 ≤ X.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem nach der Bildung der Nickel-Plattierungsschicht (12) keinerlei thermische Diffusionsbehandlung an der Nickel-Plattierungsschicht vorgenommen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Eisen/Nickel-Diffusionsschicht (14) auf dem Stahlblech gebildet wird, bevor die Nickel-Plattierungsschicht (12) gebildet wird, und die Nickel-Plattierungsschicht (12) wenigstens auf der Oberfläche des Stahlbleches, die der äußeren Oberfläche des Batteriegehäuses entspricht, mit der zwischen der Nickel-Plattierungsschicht und dem Stahlblech eingefügten Eisen/Nickel-Diffusionsschicht (14) gebildet wird.
  4. Oberflächenbehandeltes Stahlblech (1) für ein Batteriegehäuse, welches Stahlblech eine halbglänzende Nickel-Plattierungsschicht (12) auf wenigstens einer Oberfläche des Stahlbleches aufweist, die einer äußeren Oberfläche eines Batteriegehäuses entspricht, wobei die Nickel-Plattierungsschicht (12) im arithmetischen Mittel eine Oberflächenrauigkeit (Ra) von 10 nm oder weniger hat, bestimmt durch Messen eines 1,0 × 1,0 µm großen Gebietes mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskops.
  5. Stahlblech nach Anspruch 4, bei dem die Nickel-Plattierungsschicht (12) eine Dicke von 1,0 bis 3,0 µm hat.
  6. Stahlblech nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Nickel-Plattierungsschicht (12) einen kinetischen Oberflächenreibungskoeffizienten von 0,45 oder weniger hat, gemessen mit einer Kugel aus Chromstahl mit einem Durchmesser von 6 mm unter einer Last von 0,981 N mit einem Umlaufradius von 10 mm und einer Umlaufzahl von 10.
  7. Stahlblech nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die (200)-Ebene mehr als 40% der Gesamtheit der (111)-, (200)-, (220)-, und (311)-Kristallebenen bildet, die in der Nickel-Plattierungsschicht (12) vorhanden sind.
  8. Stahlblech nach einem der Ansprüche 4 bis 7, mit einer Eisen/Nickel-Diffusionsschicht (14) zwischen dem Stahlblech und der Nickel-Plattierungsschicht (12).
  9. Batteriegehäuse mit dem oberflächenbehandelten Stahlblech (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8.
  10. Batterie mit dem Batteriegehäuse nach Anspruch 9.
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