專利名稱：有機泡沫導電化處理的真空蒸鍍法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生產(chǎn)連續(xù)泡沫鎳中對有機泡沫進行導電化處理的方法及設(shè)備，特別涉及用作氫鎳(Ni/MH)電池等電極基板材料的真空鍍膜。
泡沫鎳是一種孔隙率高、具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的金屬材料，可做為氫鎳(Ni/MH)電池等的電極基板，也可作為多種工業(yè)電化學反應(yīng)電極和其它相關(guān)電池電極等。尤其是連續(xù)帶狀泡沫鎳為連續(xù)自動化生產(chǎn)電池電極提供了基礎(chǔ)。我國生產(chǎn)連續(xù)帶狀泡沫鎳工藝過程中對泡沫的導電化處理，主要采用化學鍍鎳或浸涂石墨基導電膠的液相方法，存在著環(huán)境污染大、雜質(zhì)多(含P或含C)、工藝復雜、成本高、導致泡沫鎳抗拉強度低、電阻率高、使電池比容量、比能量和工作電壓受到影響。與本發(fā)明真空蒸鍍法最接近的國內(nèi)技術(shù)是1995年10月11日中國國家專利局公開的由吉林大學申報的《一種海綿泡沫鎳的制備方法》(申請?zhí)?5102640.2，ZL專利號95102640.2)；該發(fā)明的“海綿狀泡沫鎳的制備方法用于作蓄電池極板和鎳加氫催化劑的鎳金屬網(wǎng)板的制備方法，使用粗化過的聚醚胺酯作基底，用磁控濺射方法制成電鍍用陰極，經(jīng)電鍍鍍鎳、水洗干燥、熱處理等過程制成海綿狀泡沫鎳”。與本發(fā)明最接近的國外現(xiàn)有技術(shù)是一份歐洲專利局公開的“Method for the production of a metalfoam and ametal foam obtained”的專利申請，(申請?zhí)?3200510.1，
公開日93年9月1日，公開號EP0558142)；該技術(shù)公開了“以陰極濺射法對諸如聚氨酯、聚酯、聚苯乙烯、聚丙烯之類有機泡沫基體鍍覆導電金屬(銅或鎳)制作電鍍用陰極，再經(jīng)電鍍制得金屬泡沫”。已公開的國內(nèi)外用磁控濺射法制成的導電泡沫雖然同屬氣相沉積法，但是由于沉積速率太低，導致成本增加，加之金屬膜層太薄、結(jié)合力不強而不便于保管。
本發(fā)明的目的在于用真空蒸鍍法取代液相法和磁控濺射法的導電化處理，解決已有技術(shù)存在的上述問題，提高蒸發(fā)的沉積速率，在電鍍用陰極的有機泡沫上制備出寬幅(可≥1×200M)雙面均勻的導電膜。
本發(fā)明的技術(shù)方案為在卷繞式真空鍍膜機[1]里采用物理氣相沉積(PVD)技術(shù)中的蒸發(fā)鍍方法，同時雙面均勻地直接實現(xiàn)連續(xù)帶狀泡沫的導電化處理。鍍膜室[2]左右兩側(cè)各有一組電弧靶[4]和輔助離化裝置[3]，有機泡沫從其間運行通過時被沉積鍍膜[5]；鍍膜靶材為高純度的鎳或加有其它微量元素的鎳合金；氣相蒸鍍法的主要工藝為裝入卷料[8]→抽真空及加熱[1]→蒸發(fā)鍍膜[2]→收卷[7]；鍍膜前先抽真空并加溫，真空度為(2～7)×102Pa，加溫至50～90℃，充入氬氣后工作壓強(5～10)×10-1Pa，弧電流為10-(100～200A)，兩電極之間的距離分別在100～250mm之間，鍍膜速度為1～5M2/分鐘，膜層沉積厚度為200；本發(fā)明還可以實現(xiàn)用作電池電極基板其它材料(例如金屬卷材、布狀材料或泡沫與尼龍網(wǎng)、無仿布的復合片材)的真空鍍膜。
本發(fā)明與現(xiàn)有的化學鍍鎳或浸涂導電膠的液相法和磁控濺射法比較具有如下優(yōu)點一是真空鍍膜與液相法比無環(huán)境污染。二是真空蒸鍍法比磁控濺射法沉積速率高，導電性強、結(jié)合力好。三是真空蒸鍍法工藝簡捷、成本低，鍍膜時沉積速率高、單位成本比液相法、磁控濺射法低，用作電鍍陰極制成的連續(xù)帶狀泡沫鎳內(nèi)電阻小、抗拉強度高、柔韌性好，用作電鍍陰極制成的連續(xù)帶狀泡沫鎳內(nèi)電阻小、抗拉強度高、柔韌性好，且省去了采用液相法中多套設(shè)備的投入和復雜的工藝，可以達到降低生產(chǎn)成本、全面提高連續(xù)帶狀泡沫鎳質(zhì)量的目的。
附圖
是本發(fā)明卷繞式真空鍍膜機主機的結(jié)構(gòu)中1.真空箱體；2.鍍膜室；3.輔助離化裝置；4.電弧靶；5.泡沫運行區(qū)間；6.輥軸傳動裝置；7.收卷室；8.放卷室。
權(quán)利要求
1.有機泡沫導電化處理的真空蒸鍍法及設(shè)備，是在卷繞式真空鍍膜機[1]里用蒸發(fā)純鎳靶材制備連續(xù)帶狀泡沫導電膜，其特征是采用真空蒸鍍法，鍍膜室[2]兩側(cè)分別有一組電弧靶[4]和輔助離化裝置[3]，泡沫從其間運行通過時被沉積鍍膜[5]，可以同時雙面均勻地直接實現(xiàn)寬幅連續(xù)帶狀泡沫的導電化處理。
2.權(quán)利要求1中所述的真空蒸鍍法的主要工藝過程為裝入卷料[8]→抽真空及加熱[1]→蒸發(fā)鍍膜[2]→收卷[7]；鍍膜前先抽真空并加溫，真空度為真空度為(2～7)×10-2Pa，加溫至50～90℃，充入氬氣后工作壓強(2～10)×10-1Pa，弧電流為10-(100～200A)，兩電極之間的距離分別在100～250mm之間，鍍膜速度為1～5M2/分鐘，膜層沉積厚度為200；對卷材雙面鍍膜，兩電極之間的距離分別在100～250mm之間，鍍膜速度為1～5M2/分鐘。
3.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法及設(shè)備的特征還在于可以實現(xiàn)用作電池電極基板其它連續(xù)帶狀卷材(諸如金屬卷材、紡織布狀材料或泡沫與尼龍網(wǎng)、無仿布的復合卷材等)的真空鍍膜。
全文摘要
本發(fā)明有機泡沫導電化處理的真空蒸鍍法及設(shè)備,屬于用作制造電池電極基板泡沫鎳中對有機泡沫導電膜的制備。用真空蒸鍍法和鍍膜室兩側(cè)分別有一組電弧靶和輔助離化裝置,可以同時雙面均勻地直接實現(xiàn)連續(xù)帶狀泡沫的導電化處理。低溫鍍膜、沉積速率高、基體不變形,克服了液相法和磁控濺射法的主要不足,用作電鍍陰極制得的連續(xù)帶狀泡沫鎳,抗拉強度強、內(nèi)電阻小、柔韌性好。本發(fā)明還可用作電池電極基板其它材料的真空鍍膜。
文檔編號C23C14/24GK1327081SQ0111966
公開日2001年12月19日 申請日期2001年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月29日
發(fā)明者胡顯奇, 盛鋼 申請人:深圳市坦達尼真空表面技術(shù)有限公司