本發(fā)明涉及鋼板及制造方法領(lǐng)域，特別涉及一種電池殼用鍍鎳鋼板及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、中國是新能源電池生產(chǎn)大國和消費(fèi)大國，研發(fā)新能源電池，能夠促進(jìn)新能源行業(yè)的良好發(fā)展，具有十分重要的社會作用和價值。作為新能源電池殼體的優(yōu)選材料，鍍鎳鋼帶受到越來越多的關(guān)注，對于具有低成本、高耐蝕性、優(yōu)良加工性能以及可靠性的鍍鎳鋼殼材料的需求尤其迫切。

2、公開號為cn110462102a，名稱為“表面處理金屬板、電池容器以及電池”的中國專利文獻(xiàn)，公開了一種表面處理金屬板。由于在金屬板上形成了具有特定的氧化覆膜的鎳-鈷二元合金層，該鍍層鋼板在長期保管的情況下也能夠防止表面的變色，并且在用作電池容器的情況下能夠提高電池使用壽命。

3、公開號為cn110079841a，名稱為“一種電池鋼帶及其制備方法”的中國專利文獻(xiàn)，公開了一種電池鋼帶及其制備方法，通過在鋼帶上形成致密的半光ni-co鍍層和全光ni-co鍍層，可以解決鋼帶基體和鍍層之間附著性不佳的問題。

4、公開號為cn111699567a，名稱為“電池容器用表面處理鋼板和電池容器用表面處理鋼板的制造方法”的中國專利文獻(xiàn)，公開了一種表面處理鋼板，此發(fā)明通過在鍍層的鋼基質(zhì)側(cè)形成適當(dāng)厚度的ni-fe合金層而確保鍍覆密合性，且通過在ni-fe層的上層形成堅硬的ni-co-fe層而能夠抑制鍍層破損，從而使該鋼板具有維持電池使用壽命、不易漏液、加工性優(yōu)異等優(yōu)勢。

5、公開號為cn105463540a，名稱為“一種用于電池殼體的鍍覆鎳鈷/鎳/鎳磷多層膜不銹鋼帶及其制備方法”的中國專利文獻(xiàn)，公開了一種用于電池殼體的鍍覆鎳鈷/鎳/鎳磷多層膜不銹鋼帶及其制備方法，該不銹鋼帶由不銹鋼帶基底及其一表面鍍覆的鎳鈷/鎳/鎳磷多層膜構(gòu)成，該多層膜不銹鋼帶具有很好的耐腐蝕性能和沖壓性能。

6、上述專利技術(shù)公開了具有鎳鈷合金鍍層的鋼帶的制備方法，但目前在電鍍的過程應(yīng)用單一的鍍鎳方法生產(chǎn)出來的鋼帶進(jìn)一步制備的電池鋼殼存在以下幾個問題：(1)基板與鍍層間的結(jié)合力不理想，容易產(chǎn)生鍍層脫鎳的現(xiàn)象；(2)鍍鎳電池鋼殼在電池應(yīng)用過程中，內(nèi)阻過大影響電池循環(huán)性能；(3)電池鋼殼的使用過程中耐蝕性和穩(wěn)定性不佳，鋼殼易被腐蝕從而影響電池的使用壽命。

7、鑒于此，有必要提供一種新型的鍍鎳鈷合金鋼帶的制備方法來克服以上缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第一方面提供一種鍍鎳鋼板，包括鋼基體以及分別位于鋼基體的上表面和下表面上的第一鍍層和第二鍍層；第一鍍層和第二鍍層均包括在鋼基體表面依次形成的鎳鐵擴(kuò)散層、鎳層和鎳鈷合金層；

2、其中，第一鍍層的厚度d1＝1.0～5.0μm，第二鍍層的厚度d2＝3.0～6.0μm，且d2＞d1；以及，

3、在第一鍍層表面，鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)c1＝0.5～5.0％；在第二鍍層表面，鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)c2＝1.0～10.0％。

4、本發(fā)明通過在鋼基體表面形成包括鎳鐵擴(kuò)散層、鎳層和鎳鈷合金層的多層結(jié)構(gòu)鍍層，利用鎳層與鋼基體之間形成鎳鐵擴(kuò)散層可確保鍍層具有良好的附著性，同時利用鎳鈷合金層的低電阻率、高硬度、良好的耐蝕性和耐磨性，可使鍍鎳鋼板具有低內(nèi)阻和高耐蝕性，且具有良好的加工性能，使本發(fā)明的鍍鎳鋼板適于作為動力電池殼鋼使用。

5、優(yōu)選地，上述第一鍍層和第二鍍層中各元素含量均分別為：ni：50.0-95.0wt.％、co：0.5-10.0wt.％、fe：1.0-5.0wt.％。

6、優(yōu)選地，鍍鎳鋼板的表面電阻為80-120mω。

7、優(yōu)選地，將鍍鎳鋼板置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5％的氯化鈉溶液時，

8、第一鍍層表面的浸漬電位u1＝-0.33～-0.10v，第二鍍層表面的浸漬電位u2＝-0.32～-0.10v；和/或，

9、第一鍍層表面的腐蝕電位u1＝-0.44～-0.15v，第二鍍層表面的腐蝕電位u2＝-0.42～-0.20v。

10、優(yōu)選地，本發(fā)明鍍鎳鋼板的鋼基體以質(zhì)量百分比計的組成如下：c：0.02-0.065％、0＜si≤0.03％、mn：0.1-0.32％、0＜s≤0.01％、cu：0.005-0.03％、ni：0.005％-0.035％、cr：0.015-0.065％、0＜ti≤0.002％；余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

11、本發(fā)明的第二方面提供一種電池殼體，由上述鍍鎳鋼板形成，使用時，第一鍍層暴露于電池的電解液，即第一鍍層為電池殼內(nèi)側(cè)。

12、本發(fā)明的第三方面提供一種制造上述鍍鎳鋼板的方法，包括：在鋼基體的上表面和下表面分別依次鍍鎳、鍍鎳鈷合金，獲得多層鋼帶，然后對多層鋼帶進(jìn)行連續(xù)退火，形成鍍鎳鋼板。

13、優(yōu)選地，鍍鎳時采用瓦特浴溶液，該瓦特浴溶液包含：硫酸鎳(niso4·7h2o)250-380g/l，氯化鎳(nicl2·6h2o)30-60g/l，硼酸(h3bo3)20-60g/l；更優(yōu)選地，瓦特浴溶液的ph為3.0-5.0，浴溫為40-65℃。

14、優(yōu)選地，鍍鎳鈷合金時采用的鍍液包含：硫酸鎳(niso4·7h2o)200-350g/l，氯化鎳(nicl2·6h2o)35-60g/l，硼酸(h3bo3)35-45g/l，硫酸鈷(coso4·6h2o)1-20g/l和添加劑0.05-0.15g/l。

15、優(yōu)選地，形成第一鍍層采用的鍍鎳電流密度a1＝1-5a/dm2，鍍鎳鈷合金的電流密度b1＝3～10a/dm2；形成第二鍍層采用的鍍鎳電流密度a2＝3-8a/dm2，鍍鎳鈷合金的電流密度b2＝5～15a/dm2；且a2＞a1，b2＞b1。

16、優(yōu)選地，鍍鎳時采用脈沖電流，占空比為1∶10-1∶15；鍍鎳鈷合金時采用矩形波脈沖電流，占空比為1∶3-1∶10。

17、優(yōu)選地，連續(xù)退火時退火均熱溫度為600-800℃，優(yōu)選為680-750℃，均熱時間為10-300s，優(yōu)選為30-200s。

技術(shù)特征：

1.一種鍍鎳鋼板，所述鍍鎳鋼板包括鋼基體以及分別位于所述鋼基體的上表面和下表面上的第一鍍層和第二鍍層；所述第一鍍層和所述第二鍍層均包括在所述鋼基體表面依次形成的鎳鐵擴(kuò)散層、鎳層和鎳鈷合金層；

2.如權(quán)利要求1所述的鍍鎳鋼板，其中，所述第一鍍層包含ni：50.0-95.0wt.％、co：0.5-10.0wt.％、fe：1.0-5.0wt.％，以及所述第二鍍層包含ni：50.0-95.0wt.％、co：0.5-10.0wt.％、fe：1.0-5.0wt.％。

3.如權(quán)利要求1或2所述的鍍鎳鋼板，其中，所述第一鍍層的鎳鐵擴(kuò)散層中fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0-30.0％，所述第二鍍層的鎳鐵擴(kuò)散層中fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.0-60.0％。

4.如權(quán)利要求1-2中任一項所述的鍍鎳鋼板，其中，所述鍍鎳鋼板的表面電阻為80-120mω。

5.如權(quán)利要求1-2中任一項所述的鍍鎳鋼板，其中，將所述鍍鎳鋼板置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5％的氯化鈉溶液時，

6.如權(quán)利要求1-2中任一項所述的鍍鎳鋼板，其中，所述鋼基體以質(zhì)量百分比計的元素組成如下：c：0.02-0.065％、0＜si≤0.03％、mn：0.1-0.32％、0＜s≤0.01％、cu：0.005-0.03％、ni：0.005％-0.035％、cr：0.015-0.065％、0＜ti≤0.002％；余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

7.一種由權(quán)利要求1-6中任一項所述的鍍鎳鋼板形成的電池殼體，其中，電池殼體使用時，所述第一鍍層暴露于電池的電解液。

8.制造權(quán)利要求1-6中任一項所述的鍍鎳鋼板的方法，包括：在基板的上表面和下表面分別依次鍍鎳、鍍鎳鈷合金，獲得多層鋼帶，然后對多層鋼帶進(jìn)行連續(xù)退火，形成所述鍍鎳鋼板。

9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，鍍鎳時采用瓦特浴溶液，所述瓦特浴溶液包含：硫酸鎳250-380g/l，氯化鎳30-60g/l，硼酸20-60g/l；優(yōu)選地，所述瓦特浴溶液的ph為3.0-5.0，浴溫為40-65℃。

10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，鍍鎳鈷合金時采用的鍍液包含：硫酸鎳200-350g/l，氯化鎳35-60g/l，硼酸35-45g/l，硫酸鈷1-20g/l和添加劑0.05-0.15g/l。

11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，形成第一鍍層采用的鍍鎳電流密度a1＝1-5a/dm2，鍍鎳鈷合金時的電流密度b1＝3-10a/dm2；形成所述第二鍍層采用的鍍鎳電流密度a2＝3-8a/dm2，鍍鎳鈷合金時的電流密度b2＝5-15a/dm2；且a2＞a1，b2＞b1。

12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，鍍鎳時采用脈沖電流，占空比為1：10-1：15；鍍鎳鈷合金時采用矩形波脈沖電流，占空比為1：3-1：10。

13.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，連續(xù)退火時退火均熱溫度為600-800℃，優(yōu)選為680-750℃，均熱時間為10-300s，優(yōu)選為30-200s。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種鍍鎳鋼板，包括鋼基體以及分別位于鋼基體的上表面和下表面上的第一鍍層和第二鍍層；第一鍍層和第二鍍層包括在基體表面依次形成的鎳鐵擴(kuò)散層、鎳層和鎳鈷合金層。其中，第一鍍層的厚度d1＝1.0?5.0μm，第二鍍層的厚度d2＝3.0?6.0μm，且d2＞d1；以及，在第一鍍層表面，鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)c1＝0.5?5.0％；在第二鍍層表面，鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)c2＝1.0?10.0％。本發(fā)明的鍍鎳鋼板具有低內(nèi)阻和高耐蝕性，制成動力電池殼體之后能提升電池的使用性能。本發(fā)明還提供了一種上述鍍鎳鋼板的制備方法。

技術(shù)研發(fā)人員：孟慶格,余建明,劉潔,李秀軍,羅曉亮,戴競舸
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寶山鋼鐵股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2