电池壳体用表面处理钢板,其制备方法,使用所述钢板制成的电池壳体以及使用所述电池壳体技术

公开了一种具有改善的与电池正极活性材料电接触性能的电池用表面处理薄钢板、其制备方法、电池壳体以及电池。所述表面处理薄钢板上具有存在至少在电池壳体内表面上的石墨分散其中的石墨分散镍镀层或者石墨分散镍合金镀层。所述合金镀层优选是镍－钴合金、镍－钴－铁合金、镍－锰合金、镍－磷合金或镍－铋合金。所述电池壳体通过采用冲压、ＤＩ或ＤＴＲ法成型表面处理钢板制备而成。所述电池使用所述电池壳体。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
电池壳体用表面处理钢板，其制备方法，使用所述钢板制成的电池壳体以及使用所述电池壳体的电池
本专利技术涉及电池壳体用表面处理钢板，其制备方法，使用所述钢板制成的电池壳体以及使用所述电池壳体的电池。
技术介绍
近来在对电池需求增加的同时，强烈要求改善电池的性能。例如，改善在小型家用电器如剃须刀中使用的碱锰电池的性能，最重要一点是要求改善作为电池正极的内壳壁与填充在电池内部的正极活性物质之间的导电性，并且，在这一方面，已提出了许多建议，其中包括：如JP-A-58-48361或JP-A-59-160959所述的依据采用高导电性涂料涂覆壳体内表面的方法，预涂覆薄钢板以改善其与涂覆膜的结合性能，如JP-A-6-342653或JP-A-8-287885所述，以及如JP-A-59-209056所述使壳体内表面不平整，或者，如JP-A-9-306439所述使壳体内表面粗糙或开裂(这是一种不同的改善涂覆膜粘附性能的方法)。然而，在其构成壳体内表面的表面上涂覆高导电性涂料(导电剂)的薄钢板，例如本领域公知的预涂覆薄钢板在成形为电池壳体时，其导电剂容易脱离，而且，在壳体成形之后再在壳体内表面涂覆所述涂料使制造工艺中额外增加一个步骤，因而加大制造成本。在这种情况下，本专利技术的目的是提供高性能表面处理薄钢板，以使正极活性物质具有改善的导电性。本专利技术的另一个目的是提供采用所述表面处理薄钢板制备的电池壳体和电池。专利技术公开-->根据本专利技术的电池壳体用表面处理薄钢板的特征在于：其中分散着炭黑的炭黑分散的镍镀层，或者其中分散着炭黑的炭黑分散镍合金镀层，至少在预定构成电池壳体内表面的表面上形成。根据权利要求3的电池壳体用表面处理薄钢板的特征在于：所述镀层或者合金镀层含有分散其中的炭黑和石墨。根据权利要求4的电池壳体用表面处理薄钢板的特征在于：所述合金镀层是镍-钴合金、镍-钴-铁合金、镍-锰合金、镍-磷合金和镍-铋合金中的任何镀层。根据权利要求5的电池壳体用表面处理薄钢板的特征在于：在所述镀层或合金镀层下面形成扩散层。根据权利要求6的电池壳体用表面处理薄钢板的特征在于：在所述镀层或合金镀层下面形成无光泽镍层、半光泽镍层、光泽镍层、镍-钴合金层、镍-钴-铁合金层、镍-锰合金、镍-磷合金层或镍-铋合金层。根据权利要求7的电池壳体用表面处理薄钢板的特征在于：所述镀层或合金镀层中的炭黑含量为0.1-25％(重量)。根据本专利技术权利要求8的制备电池壳体用表面处理薄钢板的特征在于：在至少预定构成电池壳体内表面的薄钢板表面上，采用含有镍盐、表面活性剂和炭黑粉末的镀液对薄钢板进行镀覆。根据本专利技术权利要求9的制备电池壳体用表面处理薄钢板的特征在于：在至少预定构成电池壳体内表面的薄钢板表面上，采用一种镀液对薄钢板进行镀覆，所述镀液含有钴盐、铁盐、锰盐、磷化合物和铋盐中的一种或多种，并且，还含有镍盐、表面活性剂和炭黑粉末。根据本专利技术权利要求10的电池壳体的特征在于：其通过使用如上所述任何表面处理薄钢板制成。根据本专利技术权利要求11的电池的特征在于：其包括根据权利要求9的电池壳体。实施本专利技术的最佳模式现在详细介绍本
技术实现思路
。-->[待使用的薄钢板]采用冷轧普通薄钢板，特别是连铸低碳铝镇静钢作为用于本专利技术目的的薄钢板。也可以使用碳含量为0.003wt.％或更低的极低碳钢、通过添加金属如铌或钛制备的非时效钢，或者含有3-18wt.％铬的不锈钢薄板。[镍底镀层]根据本专利技术的电池壳体用表面处理薄钢板优选是一种其上存在镍镀层的薄钢板。该镍镀层此后称作镍底镀层。在甚至已成型的任何电池壳体上镀覆镍底镀层是为了确保令人满意的耐腐蚀性。关于镍底镀层镀液，通常用于镀镍的任何镀液，例如瓦特镀液、氨基磺酸盐镀液、氟硼酸盐镀液或者氯化物镀液也可以在本专利技术中使用。镀镍可以是电镀或者化学镀，虽然也可以使用化学镀，但是，电镀通常更容易使用，因为它能够控制镀液和镀层厚度。电镀时的电流密度可以为3-80A/dm2，并且优选通过向镀液中吹入空气等实施空气搅拌，以形成均匀镀层。镀液的pH值优选处于3.5-5.5的酸性范围，并且其温度为40-60℃。本专利技术的镍底镀层可以通过不使用任何有机添加剂的无光泽镀覆，或者使用有机添加剂的半光泽或光泽镀覆形成。所述镍底镀层中镍量优选为0.5-5μm。如果镍量低于0.5μm，则镀层不能令人满意地覆盖薄钢板，并且不能确保作为镍底镀层所希望的令人满意的耐腐蚀性。如果镍量高于5μm，则经济上不利，因为这时不能期望获得更好的结果。所述镍底镀层优选在薄钢板的两个表面上形成，以确保耐腐蚀性，而且，在预定构成壳体内表面的表面上的镀层厚度优选约1-3μm。在预定构成壳体外表面的表面上的镀层厚度优选约1-4μm。为了防止电池壳体生锈，优选壳体外表面上的镀层厚度比其内表面上的稍厚。所述镍底镀层也可以选自于例如镍钴镀层、镍钴铁镀层、镍锰镀层、镍磷镀层或者镍铋镀层，上述镀层采用包含钴、锰、铁、磷或铋以及-->镍的合金镀液形成。所述镀液例如可以是公知的硫酸盐或氨基磺酸盐镀液。所述镀层厚度可以处于镍底镀层同样的范围。[扩散层的形成]虽然所述镍底镀层也可以为镀覆态使用，但是优选在镀覆之后对其进行热处理，以便整体或者部分形成扩散层。该扩散层能够有效防止镍镀层从薄钢板基体上剥落。热处理优选在非氧化或者还原保护性气氛中进行，以防止在扩散层表面形成任何氧化膜。惰性气体如氮气、氩气或氦气适合用作非氧化性气体，氢气或者分解氨气(75％氢气和25％氮气)例如适合作为还原性气体。热处理可以通过分批退火或者连续退火进行。对于分批退火，优选热处理温度为450℃或更高，对于连续退火，短时间的处理就已足够，而分批退火则要求较长的时间。一般地，连续退火时间优选比如30秒至2分钟，分批退火时间为比如6-15小时。[炭黑分散的镍(或合金)镀层的形成]炭黑分散镍镀层在预定构成电池壳体内壁的一侧形成。待使用的镀液是通过将炭黑分散在镍镀液中(以便形成炭黑分散镍镀层)或者分散在包含镍和其它金属如钴、锰、铁、磷或铋的合金镀液中(以便形成炭黑分散镍合金镀层)制备而成的镀液。然而，优选避免使用含有金属或者半金属如钼、锑、砷和铬的任何镀液，因为它们可能在电池中产生气体，或者引起电压降。使用其中分散炭黑(优异的导电剂)的镀液能够使炭黑分散并且共沉淀在正在形成的镀层中，并且作为点暴露在镀层的表面上，从而改善其与电池中正极活性物质的电接触。与迄今可得到的薄钢板和镍镀层表面相比，根据本专利技术的镍镀层和炭黑分散镍镀层的表面更不平坦，接触面积更大，并且，因此，接触电阻更低。与迄今可得到的薄钢板、镍镀层与石墨层的组合相比，根据本专利技术的薄钢板、镍镀层、炭黑分散镍镀层与石墨层的组合的电阻也较低。其原因在某种程度上在于与镍镀层与石墨层的界面相比，根据-->本专利技术的炭黑分散镍镀层与石墨层的界面的电阻较低。关于本专利技术中待使用的炭黑，可以使用任何已知炭黑，例如槽法炭黑、热裂炭黑、炉法炭黑、乙炔黑或ketjen black。其中，优选乙炔黑或ketjen black。这类炭黑的平均粒径为1-5μm，与石墨相比，其粒径足够小，结果大量的炭黑能够沉淀在镍或镍合金镀层中。因此，与石墨相比，炭黑能够获得更低的内电阻(IR)。ketjen black特别有效，因为它的体积电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池壳体用表面处理薄钢板，具有炭黑分散镍镀层，所述镍镀层含有分散其中的炭黑并且至少在其预定构成电池壳体内表面的表面上形成。

【技术特征摘要】
JP 2002-8-20 239869/20021.一种电池壳体用表面处理薄钢板，具有炭黑分散镍镀层，所述镍镀层含有分散其中的炭黑并且至少在其预定构成电池壳体内表面的表面上形成。2.一种电池壳体用表面处理薄钢板，具有炭黑分散镍合金镀层，所述镍合金镀层含有分散其中的炭黑并且至少在其预定构成电池壳体内表面的表面上形成。3.根据权利要求1或2的电池壳体用表面处理薄钢板，其中，所述镀层或者合金镀层含有分散其中的石墨。4.根据权利要求2或3的电池壳体用表面处理薄钢板，其中，所述合金镀层是镍-钴合金、镍-钴-铁合金、镍-锰合金、镍-磷合金和镍-铋合金中的任何材料。5.根据权利要求1-4中之任何一项的电池壳体用表面处理薄钢板，其中，在所述镀层或合金镀层下面形成扩散层。6.根据权利要求1-5中之任何一项的电池壳体用表面处理薄钢板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：大村等，友森龙夫，本田义孝，山根荣治，
申请(专利权)人：东洋钢钣株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]