本發(fā)明涉及金屬鍍錫,具體涉及一種高致密性沖孔鍍錫銅帶電鍍液及加工方法。
背景技術:
1、沖孔鍍錫銅帶是鎳鋅電池負極活性物質的理想載體,由于鎳鋅電池具備:(1)高工作電壓,達到1.65伏特;(2)出色的比能量;(3)卓越的放電功率;(4)環(huán)保特性顯著,確保本質安全且無污染;(5)相對成本較低,提供卓越的性價比等顯著優(yōu)勢,使得鎳鋅電池在綠色交通工具、動力工具以及電化學儲能領域得到廣泛應用。
2、在沖孔鍍錫銅帶的生產(chǎn)過程中,通過在銅帶表面電鍍一層金屬錫,不僅有效防止了銅的氧化腐蝕,還顯著提升了極片的卷繞性能和焊接性能,從而更好地適應鎳鋅電池的大電流放電需求。
3、然而,在銅帶表面電鍍錫的過程中,可能會遇到一些挑戰(zhàn),如雜質離子置換、陰極析氫等副反應,這些副反應的發(fā)生會使得鍍層表面出現(xiàn)發(fā)黑、針孔、麻點和孔隙等缺陷,導致鍍層的致密性和耐蝕性降低,嚴重影響產(chǎn)品的品質和性能。故常用的鍍錫電鍍液配方中會加入抗氧劑、含鉻鈍化物或氰化物等物質,這就導致在生產(chǎn)一段時間后,電鍍液中上述成分會隨產(chǎn)品帶出而消耗,導致電鍍液功效成分比例下降,進而導致鍍層表面缺陷顯化、厚度偏低和致密性下降等一系列問題,最終導致產(chǎn)品的整體質量隨之下降。
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種鍍層表面無發(fā)黑、針孔、麻點、孔隙等缺陷且鍍層結合力強、耐蝕性良好的高致密性沖孔鍍錫銅帶電鍍液及加工方法。
2、為了解決上述技術問題,本發(fā)明實施例提供了一種高致密性沖孔鍍錫銅帶電鍍液,包括:
3、甲基磺酸100ml/l~180ml/l,甲基磺酸錫100ml/l~170ml/l,180添加劑20ml/l~40ml/l,180輔助劑20ml/l~40ml/l;
4、其中,180添加劑組成為:25.0%~35.0%的甲醇、1.0%~5.0%的2-甲基-2-丙烯酸、0.1%~<1.0%的4-苯基-3-丁烯-2-酮、余量為水;
5、180輔助劑組成為:10.0%~20.0%的聚烷基乙二醇、80%~90%的水。
6、作為本發(fā)明一些實施例的優(yōu)選,所述高致密性沖孔鍍錫銅帶電鍍液,包括:
7、甲基磺酸120ml/l~160ml/l,甲基磺酸錫125ml/l~145ml/l,180添加劑25ml/l~35ml/l,180輔助劑25ml/l~35ml/l。
8、作為本發(fā)明一些實施例的優(yōu)選,所述高致密性沖孔鍍錫銅帶電鍍液,包括:
9、甲基磺酸140ml/l,甲基磺酸錫135ml/l,180添加劑30ml/l,180輔助劑30ml/l。
10、本發(fā)明實施例還提供了一種高致密性沖孔鍍錫銅帶的加工方法,該方法使用了上述任意一組高致密性沖孔鍍錫銅帶電鍍液,步驟如下:
11、s1、沖孔:利用高速沖床對銅帶進行沖孔加工;
12、s2、除油:再對沖孔銅帶在除油液體中進行陰陽級交叉電解除油,去除沖孔銅帶表面污漬和沉積、排出滲入金屬內的氫;
13、s3、表面活化:先用去離子水對除油后的沖孔銅帶進行第一次水洗,第一次水洗后采用甲基磺酸液體進行表面活化;
14、s4、鍍錫:先用去離子水對表面活化完成后的沖孔銅帶進行第二次水洗,第二次水洗后快速進入總長度為8m的電鍍槽鍍錫,電鍍槽內電鍍液為上述高致密性沖孔鍍錫銅帶電鍍液,電鍍溫度為5℃~30℃,電鍍時以純金屬錫球為陽極,沖孔銅帶作為陰級,沖孔銅帶移動速度為5m/min~20m/min,電流分布為2ah/dm2~4ah/dm2,控制電壓為4v~10v;
15、s5、水洗烘干:電鍍完成后,對沖孔銅帶進行第三次水洗,然后烘干,獲得高致密性沖孔鍍錫銅帶。
16、作為本發(fā)明的一些實施例,步驟s1中銅帶的厚度為0.1mm,要求沖孔后表面平整。
17、作為本發(fā)明的一些實施例,步驟s2中,所述除油液體為濃度50g/l~90g/l的氫氧化鈉溶液,除油溫度為40℃~70℃,除油電流70a~90a。
18、作為本發(fā)明的一些實施例,步驟s3中,采用5%~10%的甲基磺酸液體進行表面活化。
19、作為本發(fā)明的一些實施例,步驟s4中,電鍍溫度為10℃~25℃,沖孔銅帶移動速度為8m/min~15m/min,電流分布為3ah/dm2,電壓為5v~7v。
20、作為本發(fā)明一些實施例的優(yōu)選,步驟s4中,電鍍溫度為15℃,沖孔銅帶移動速度為10m/min,電壓為6v。
21、作為本發(fā)明的一些實施例,步驟s5中,烘干時烘箱溫度設定為150℃。
22、與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的有益效果在于:
23、本發(fā)明的電鍍液中采用聚烷基乙二醇替代傳統(tǒng)電鍍液中的抗氧劑、含鉻鈍化物或氰化物等,使得電鍍液更加環(huán)保安全,再配以少量甲醇以及較高含量的甲基磺酸與甲基磺酸錫,使得電鍍液在電鍍過程中,甲基磺酸不斷在純金屬錫球正極處生成甲基磺酸錫,而溶液中的甲基磺酸錫則不斷將錫鍍在負極沖孔銅帶表面,生成新的甲基磺酸,使得鍍錫體系處于一個動態(tài)平衡過程,而電鍍液初始配置一定濃度的甲基磺酸錫則使得電鍍初始階段有足夠的錫元素來電鍍到?jīng)_孔銅帶表面。因為聚烷基乙二醇和甲醇不參與電鍍的反應過程,也不會聚集到負極沖孔銅帶附近,因此,電鍍液雖然會隨產(chǎn)品帶出而消耗部分,但也只是電鍍液總量減少,其各組成成分的含量基本保持不變,使得電鍍錫過程持續(xù)穩(wěn)定,通過將陽極錫快速的向陰級沖孔銅帶轉移,使用沖孔銅帶表面形成1.5μm~3.0μm的均勻鍍錫層,且鍍層與基體保持良好的結合,鍍層結晶細致,無針孔麻點,不氧化、無發(fā)黑。
24、在高致密性沖孔鍍錫銅帶的加工過程中,控制電鍍過程中的溫度在15℃左右,一方面保證了電鍍的正常穩(wěn)定運行,另一方面也避免了電鍍液中物質的揮發(fā),保證電鍍液中的物質含量平衡。采用電解陰陽級交叉除油的方式,通過陰極除油,快速除去沖孔銅帶表面的污漬,然后改變陰陽極,使得陰極成為陽極,在短時間內將滲入金屬內的氫排除出去,同時溶去沖孔銅帶表面上的沉積,獲得潔凈的表面。再對沖孔銅帶進行表面活化,使得其在電鍍時表面更容易附著錫,增強鍍層與基體的結合力,提高鍍層的平整度,進而使得鍍層致密。在表面活化后使得沖孔銅帶迅速進入到電鍍槽內,避免活化的表面沾染其他物質,同時避免已活化的表面失活。
1.一種高致密性沖孔鍍錫銅帶電鍍液,其特征在于,包括:
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高致密性沖孔鍍錫銅帶電鍍液,其特征在于,包括:
3.根據(jù)權利要求2所述的一種高致密性沖孔鍍錫銅帶電鍍液,其特征在于,包括:
4.一種高致密性沖孔鍍錫銅帶的加工方法,其特征在于,該方法步驟如下:
5.根據(jù)權利要求4所述的一種高致密性沖孔鍍錫銅帶的加工方法,其特征在于,步驟s1中銅帶的厚度為0.1mm,沖孔后銅帶表面平整。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種高致密性沖孔鍍錫銅帶的加工方法,其特征在于,步驟s2中,所述除油液體為濃度30g/l~70g/l的氫氧化鈉溶液,除油溫度為50℃~70℃,除油電流70a~90a。
7.根據(jù)權利要求4所述的一種高致密性沖孔鍍錫銅帶的加工方法,其特征在于,步驟s3中,采用5%~10%的甲基磺酸液體進行表面活化。
8.根據(jù)權利要求4所述的一種高致密性沖孔鍍錫銅帶的加工方法,其特征在于,步驟s4中,電鍍溫度為10℃~25℃,沖孔銅帶移動速度為8m/min~15m/min,電流分布為3ah/dm2,電壓為5v~7v。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種高致密性沖孔鍍錫銅帶的加工方法,其特征在于,步驟s4中,電鍍溫度為15℃,沖孔銅帶移動速度為10m/min,電壓為6v。
10.根據(jù)權利要求4所述的一種高致密性沖孔鍍錫銅帶的加工方法,其特征在于,步驟s5中,烘干時烘箱溫度設定為150℃。