專利名稱：覆鎳多孔鋼帶的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金屬帶材的制備方法，特別涉及覆鎳多孔鋼帶的制備方法。
背景技術：
為了滿足鎳氫電池的小型化、輕質化以及高性能化，從電池的集流體著手進行改 進是一個十分有效的方向。多孔鋼帶以強度高、韌性好和制作成本低等優(yōu)點而廣泛應用于 電池的極板材料。專利“沖孔鍍鎳鋼帶”(專利號CN200420109432.8)中公開了在多孔鋼 帶上進行鍍鎳的方法，但該專利制得鍍鎳鋼帶在厚鍍鎳層的工藝中，會因為很強的氫應力 導致材料的延伸率與抗拉強度不夠，難以達到一些電池客戶的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種機械性能較好、能有效改善作為電池集流體的拉漿性能的覆 鎳多孔鋼帶的制備方法。通過以下方案實現(xiàn)本發(fā)明。采用厚度為0. 025 0. 08mm、孔徑為0. 5 1. 5mm的多孔鋼帶作為基材，在其表面 沉積厚度為5. 0 10. 0 μ m的鎳鍍層，在沉積鎳的工序后，先進行低溫預熱處理，再進行高 溫重結晶處理；低溫預處理條件為，在保護氣氛或真空環(huán)境下，溫度為300 500°C，處理時 間為3 5小時；高溫重結晶處理條件為，在保護氣氛或真空環(huán)境下，溫度為600 750°C， 處理時間為6 10小時。為使基材的電沉積效果更好，鍍覆金屬層與基材層結合更緊密，在所述沉積鎳層 步驟之前，先對鋼帶基材進行除油，然后活化。為適應生產(chǎn)，節(jié)約成本，所述保護氣氛采用由還原氣體氫氣和保護氣體氮氣組成 的混合氣氛，其中氫氣與氮氣的體積比為(1 5) 1。為獲得性能更優(yōu)良的鋼帶材料，所述保護氣氛中氫氣與氮氣的體積比優(yōu)選3 1。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點體現(xiàn)于1、在材料經(jīng)過沉積鎳的工序后，采用低溫預熱處理工藝，不僅能有效增強鍍層與 基體之間的結合力，還能有效地去除材料結構中的氫應力。2、對經(jīng)過低溫預熱處理后的材料進行鍍層晶體重結晶處理，使鍍層與基體相互滲 透與融合，進一步細化了整體鍍層的晶粒組織，有效地改善了鍍層的耐腐蝕性能，同時提升 了材料的機械性能。


圖1 實施例1與現(xiàn)有工藝制備的覆鎳鋼帶的低應力抗拉力對比2 實施例1與現(xiàn)有工藝制備的覆鎳鋼帶延伸率對比3A 采用本發(fā)明制備的覆鎳多孔鋼帶的鍍層結晶形態(tài)圖3B 采用現(xiàn)有方法制備的覆鎳多孔鋼帶的鍍層結晶形態(tài)
具體實施例方式實施例1采用厚度為0.025mm，孔徑為1. Omm的多孔鋼帶作為基材，在經(jīng)過電化學除油以 及酸洗活化后，進入電沉積鎳工序，鍍鎳溶液采用常用的瓦特體系，鍍鎳層厚度為5 μ m，對 鍍鎳后的材料進行清洗并烘干后，進入熱處理爐中進行低溫預熱處理，處理條件為采用氫 氣氮氣為3 1的混合保護氣氛，在350°C的條件下保溫6小時，得到除應力后的低溫預 處理覆鎳多孔鋼帶，再將此材料進行高溫重結晶熱處理，熱處理條件為采用氫氣氮氣為 3 1的混合保護氣氛，在600°C的條件下保溫10小時，得到覆鎳多孔鋼帶材料。分別將采用本實施例方法制得的覆鎳多孔鋼帶及現(xiàn)有方法所制備的覆鎳多孔鋼 帶進行的檢測，鍍層厚度、基材規(guī)格均相同，其對比檢測結果分別如圖1、圖2所示。從圖中 可以看出，在相同基體與鍍層厚度的條件下，采用本實施例方法所制備的多孔覆鎳鋼帶的 抗拉力與延伸率均比現(xiàn)有工藝制備的材料提升15%，因此在制成電池極片后，拉漿開裂不 良率低于95%。為考察出現(xiàn)上述不同性能的原因，將采用上述本實施例制得的覆鎳多孔鋼帶和普 通現(xiàn)有方法制得的覆鎳多孔鋼帶分別在電子掃描鏡下觀察其鍍層的結晶形態(tài)，如圖3A和 圖3B，對比二圖，可看到采用本發(fā)明方法制得的覆鎳多孔鋼帶結晶體晶間結構致密，結晶晶 粒小且均勻；而現(xiàn)有方法制得的覆多孔鋼帶鍍層結晶晶粒大且不均勻、不致密。實施例2采用厚為0. 04mm，孔徑為1. 2mm的多孔鋼帶作為基材，在經(jīng)過電化學除油以及酸 洗活化后，進入電沉積工序。鍍鎳溶液采用常用的瓦特體系，鍍鎳層厚度為6μπι，對鍍鎳后 的材料進行清洗并烘干后，進入熱處理爐中進行低溫預熱處理，處理條件為采用氫氣氮 氣為4 1的混合還原性混合氣氛，在400°C的條件下保溫5小時，得到除應力后的低溫預 處理覆鎳多孔鋼帶。再將此材料進行高溫重結晶熱處理，熱處理條件為采用氫氣氮氣為
2 1的混合還原性混合氣氛，在650°C的條件下保溫8小時，得到覆鎳多孔鋼帶。在電子掃描鏡下觀察其鍍層的結晶形態(tài)，也可發(fā)現(xiàn)有如圖3A的結果，鍍層致密， 結晶晶粒小且均勻。實施例3采用厚為0. 065mm，孔徑為1. 3mm的多孔鋼帶作為基材，在經(jīng)過電化學除油以及酸 洗活化后，進入電沉積工序。鍍鎳溶液采用常用的瓦特體系，鍍鎳層厚度為8 μ m，，對鍍鎳后 的材料進行清洗并烘干后，進入熱處理爐中進行低溫預熱處理，處理條件為采用氫氣氮 氣為1 1的混合還原性混合氣氛，在450°C的條件下保溫4小時，得到除應力后的低溫預 處理覆鎳多孔鋼帶。再將此材料進行高溫重結晶熱處理，熱處理條件為采用氫氣氮氣為
3 1的混合還原性混合氣氛，在700°C的條件下保溫7小時，得到覆鎳多孔鋼帶。在電子掃描鏡下觀察其鍍層的結晶形態(tài)，也可發(fā)現(xiàn)有如圖3A的結果，鍍層致密， 結晶晶粒小且均勻。實施例4采用厚為0. 08mm，孔徑為1. 5mm的多孔鋼帶作為基材，在經(jīng)過電化學除油以及酸 洗活化后，進入電沉積工序。鍍鎳溶液采用常用的瓦特體系，鍍鎳層厚度為ΙΟμπι，，對鍍鎳后的材料進行清洗并烘干后，進入熱處理爐中進行低溫預熱處理，處理條件為在真空爐 內(nèi)，于500°C的條件下保溫4小時，得到除應力后的低溫預處理覆鎳多孔鋼帶。再將此材料 進行高溫重結晶熱處理，熱處理條件為采用氫氣氮氣為3 1的混合還原性混合氣氛， 在750°C的條件下保溫6小時，得到最終覆鎳多孔鋼帶。 在電子掃描鏡下觀察其鍍層的結晶形態(tài)，也可發(fā)現(xiàn)有如圖3A的結果，鍍層致密， 結晶晶粒小且均勻。
權利要求
一種覆鎳多孔鋼帶的制備方法，采用厚度為0.025～0.08mm、孔徑為0.5～1.5mm的多孔鋼帶作為基材，在其表面沉積厚度為5.0～10.0μm的鎳鍍層，其特征在于在沉積鎳的工序后，先進行低溫預熱處理，再進行高溫重結晶處理；低溫預處理條件為，在保護氣氛或真空環(huán)境下，溫度為300～500℃，處理時間為3～5小時；高溫重結晶處理條件為，在保護氣氛或真空環(huán)境下，溫度為600～750℃，處理時間為6～10小時。
2.如權利要求1所述的覆鎳多孔鋼帶的制備方法，其特征在于在所述沉積鎳層步驟 之前，先對鋼帶基材進行除油，然后活化。
3.如權利要求1或2所述的覆鎳多孔鋼帶的制備方法，其特征在于所述保護氣氛 是由還原氣體氫氣和保護氣體氮氣組成的混合氣氛，其中氫氣與氮氣的體積比為(1 5) 1。
4.如權利要求3所述的覆鎳多孔鋼帶的制備方法，其特征在于所述保護氣氛中氫氣 與氮氣的體積比優(yōu)選3 1。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多孔覆鎳鋼帶的制備工藝，在多孔鋼帶基材上先沉積5～10μm厚鎳鍍層，之后對鋼帶進行低溫除應力處理，最后多孔覆鎳鋼帶置于熱處理爐中進行高溫晶化處理。采用本工藝所制備的覆鎳多孔鋼帶，因為在晶化處理前經(jīng)過了低溫除應力工序，從而有效提升穿孔鋼帶鍍鎳層耐蝕性能與機械性能，改善了電池拉漿性能。
文檔編號C25D3/12GK101922032SQ201010281138
公開日2010年12月22日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權日2010年9月14日
發(fā)明者廖麗軍, 朱濟群, 李建, 李星, 謝紅雨, 陳紅輝, 陳通杰, 龍文貴 申請人:常德力元新材料有限責任公司