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电池钢壳滚镀方法介绍

业务:电池钢壳电池壳来源:力达金属时间:2015-09-24 点击量:

随着各种碱性锌锰、镍镉、镍氢电池在国内的普遍使用,其电池钢壳的用量日益增加。生产制作钢壳有两种工艺:一是在0.4~0.5mm厚的钢板上镀镍,然后经多次冲压成型。优点是生产效率高,质量好;缺点是设备一次性投入大,技术复杂,特别对镀层的要求高,生产电池前需严格脱脂。二是先将钢板冲压成型后再镀镍。优点是工艺设备和过程相对简单,易组织生产;缺点是由于电池壳是盲孔,管径与孔深之比达1:4以上,使表面镀层厚度不均匀,影响电池性能。因此,电镀技术是否可行是该方法能否得以实施的关键[1]。
国内从20世纪80年代中期开始对电池钢壳电镀进行试验研究,90年代初开始批量生产。目前,电池钢壳电镀渐渐趋于成熟。但尚有问题需要解决,如电池厂对镀层孔隙率、电池壳存放期的要求提高,镀层厚度内外差异等。 
1993年报道南平电池厂开发了具有高深镀能力的酸性光亮镀镍工艺,在LR6钢壳这类深孔盲孔零件上滚镀,钢壳内外壁镀层基本符合日本对碱性电池钢壳镀镍要求。配方含硫酸镍250-300g/l、氯化镍50-60g/l、硼酸40-50g/l、深孔镀镍添加剂(NF-1)10ml/l、深孔镀镍光亮剂(NF-2)5ml/l,工艺条件为pH4.8-5.1、电流密度0.5-1A/dm2、温度50-55℃、滚桶转速4-6转/分、电镀时间1.5-2小时。镀后处理流程为:电镀→回收→清洗→酸洗→清洗→碱中和(或用防锈剂)→清水→去离子水→甩干→烘干→包装[2]。
1993年报道顺德市华隆蓄电池厂北京赛车机器人对电池外壳采用滚镀镍工艺,工艺流程为滚光→水洗→碱性除油→热水洗→冷水洗→酸性除油→逆流水洗→逆流水洗→电解除油→逆流水洗→逆流水洗→活化→水洗→滚镀暗镍→水洗→活化→水洗→滚镀光镍→回收→中和→水洗→烘干。滚镀光镍配方及工艺条件:硫酸镍250-300g/l、硼酸30-45g/l、光亮剂NS-88适量、氯化镍25-40g/l、硫酸镁40-60g/l、阴极电流密度0.05-0.15A/dm2、时间30min、温度35-45℃、pH值3.8-4.5[3]。
2000年报道宁波光华电池北京赛车机器人开发的碱性电池钢壳滚镀镍技术采用硫酸镍300g/l、氯化镍45g/l、硼酸40g/l左右作为基本溶液,添加剂包括l、4丁炔二醇环氧丙烷的衍生物、新5B深孔剂等。后处理采用漂lDM1、漂2DM2、漂3DM3工艺[4]。
2005年报道上海应用技术学院顾卫忠介绍了电池钢壳滚镀镍的工艺流程:化学除油→热水洗→化学除油→热水洗→冷水洗→酸洗→两次水洗→中和→换桶→热水洗→清洗→活化→纯水洗→滚镀镍→两次回收水洗→两次水洗→漂白防锈→两次水洗→中和→纯水洗→后处理→两次水洗→脱水→干燥。滚镀镍工艺:硫酸镍280-320g/l、氯化镍65-75g/l、硼酸45-50g/l、丙炔醇丙氧基化物(PAP)0.008-0.015g/l、烯丙基磺酸钠(ALS)0.6-1.0g/l、SSO3(风帆中间体)0.015-0.02g/l、丁醚嗡盐(MOSS)0.01-0.02g/l、苯磺酰亚胺(糖精)l-l.5g/l、2-乙基已基硫酸酯钠盐(TC-EHS)0.15-0.2g/l、pH 4.4-4.6、温度50-55℃、电流密度0.02-0.025A/只、电镀时间150-180min[1]。
2007年报道河南科技学院化学化工学院等开发了全光亮深孔镀镍工艺参数及镀前镀后处理工艺流程为除油除锈一步法→强酸浸蚀→流动冷水洗→浸碱中和→滚光处理→流动冷水洗→弱酸浸蚀→流动冷水洗→流动冷水洗→全光亮深孔镀镍→镀液回收→流动冷水洗→流动冷水洗→漂白→缸零件出滚筒→净化水洗→净化水洗→浸保护膜→净化水洗→甩干→烘干。镀液组成及工艺条件为:硫酸镍250-320g/l、氯化镍15-20g/l、硼酸35-45g/l、pH 4.2-5.3、阴极电流密度0.08-0.12A/dm2、温度45-60℃、深孔光亮剂A(开缸)5ml/l、深孔光亮剂B(开缸)2ml/l[6]。
2007年上海金杨金属表面处理北京赛车机器人何向辉等人报道了电池钢壳滚镀镍前处理工艺控制、电镀工艺控制(包括温度、时间、电流、镀液pH、回收槽pH及补水方式的控制)及后处理工艺的控制(包括漂白、中和、防锈、脱水及烘干)[7]。
国外生产制作电池钢壳的工艺是先在钢板上镀镍,然后多次冲压成型。例如日本片山特殊工业株式会社发明了一种内壁面粗糙、外表面为镜面的电池壳体形成材料、形成方法及电池壳体,所述材料由镀合金钢片组成,硬度较高的电镀层作为电池壳体内壁面,硬度较低的电镀层作为电池壳体外壁面。所述合金镀采用镍合金镀由选用不同的除镍以外的电镀金属含量或其种类、有机物添加的有无、及其添加量的改变,来改变电镀层的硬度。由多工位连续拉深加工等方法制成电池壳体,其内壁面上产生粗糙表面及裂缝。镀液组成及工艺条件为:硫酸镍280g/l、氯化镍30g/l、硫酸锰10g/l、甲酸50g/l、硼酸45g/l、电流密度40A/dm2、温度60℃、pH 4.2[8]。
再如,日本东洋钢钣株式会社发明了一种电池外壳表面处理钢板,其具有在电池外壳板型钢内表面的最外层上形成的镍磷合金或镍钴磷合金的扩散层,然后通过深拉、DI成形或DTR成形来形成具有镍磷合金或镍钴磷合金扩散层的表面处理钢板而生产的电池外壳。镀液组成及工艺条件为:硫酸镍300g/l、氯化镍45g/l、硼酸30g/l、不饱和乙醇聚氧化乙烯加合物3.0g/l、不饱和羧酸甲醛3.0g/l、温度60℃、pH 4[9]。
目前国外并无关于碱性电池钢壳电镀的统一标准,各公司有其自己的标准要求。我国国家轻工业局于1999年发布的《QB/T 2459.1-1999 LR6、LR03碱性锌锰电池 正极钢壳》中规定了镀镍层性能。
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