高强度电池外壳金属材料生产方法技术

本发明专利技术公开了高强度电池外壳金属材料生产方法，其通过将预先备好的低碳钢基材先进行预处理，然后，将经过预处理后的低碳钢基材先使用蒸馏水对其冲洗，接着，将冲洗后的低碳钢基材放入预镀槽中对其进行直流预镀镍处理；接着，将其放入电镀槽中对其进行电沉积镍钴合金镀处理；接着，将其烘干，然后，将其放置于罩式热处理炉中对其进行罩式热处理；最后，经过平整处理后对其进行冲压加工以获得电池外壳产品。本发明专利技术解决了现有技术中电池外壳材料耐腐蚀不佳以及强度不足的技术问题。蚀不佳以及强度不足的技术问题。蚀不佳以及强度不足的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
高强度电池外壳金属材料生产方法


[0001]本专利技术涉及电池外壳生产技术的
，特别是涉及高强度电池外壳金属材料生产方法。

技术介绍

[0002]电池是一种能将化学能直接转变成电能的装置。通常电池由正极、负极、电解质、隔膜以及外壳这五个部分组成。而电池外壳作为电池的关键组成部分之一，其对电池的安全性能和存储性能起着重要的作用。在我国，电池外壳主要通过滚镀的方法来制备；该方法常常导致钢壳存在镀层不均匀以及成品率不高的缺点；而国外则主要采用更为先进的预镀方法来制备电池外壳；由该种方法制备的电池钢壳内外镀层能保持较高的均一性。但其仍然存在镀层表面容易形成裂纹的风险，甚至还会造成镀层脱落的情况，由此严重影响电池钢壳的耐腐蚀性能。若采用先预镀后滚镀的方法，则可以解决上述单独使用滚镀或单独使用预镀所导致的技术问题；但又会产生工序较为复杂以及生产成本增高的新问题。通过预镀的方法所制备的电池钢壳适用于连续快速生产；且预镀钢壳的均一性好，而如何解决镀镍钢带在对其冲压加工成为电池钢壳后所导致的耐腐蚀性能下降的缺陷，是制约预镀钢壳发展的一个关键因素。基于此，中国专利CN1600904A公开了一种覆镍深冲钢带及其生产方法，其通过先在低碳钢带上连续电镀2～3μm镍薄膜，然后，再对其进行热处理和激光冲击处理，以使镍镀层和基底材料通过热扩散形成镍/铁扩散层，最后，通过精整工序得到所需厚度的耐腐蚀钢带。通过上述方法制得的镀层延伸率不小于8％，且其耐腐蚀性能达8级，由于其具有优良的延伸率和耐腐蚀性能，可以用于制备高性能的电池外壳。
[0003]然而，虽然现有技术对电镀工艺、退火扩散处理工艺以及冷轧加工工艺均有所改进，而且，都在不同程度上改善和提高了钢壳的性能。但是随着科技的发展，人们对材料性能的要求也越来越高，高耐蚀性和高界面结合能的电池外壳材料也越来越受到人们的青睐。而电镀后采用退火扩散处理可以在一定程度上提高镀层界面的结合能和耐蚀性能，但是热处理后镀层颜色较暗，表面颜色不均，不能满足人们对外观的要求。而采用热扩散处理后再镀的方法可以有效的解决上述的难题。但是，由于电镀后退火处理再覆镀的方法实施较困难。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对现有技术中电池外壳材料所存在的力学性能不足以及材料加工工艺不佳的技术问题，提供一种高强度电池外壳金属材料生产方法。
[0005]一种高强度电池外壳金属材料生产方法，其包括如下步骤：S1：将预先备好的低碳钢基材先进行预处理，所述预处理包括除锈、除油以及表面活化；S2：经过预处理后的低碳钢基材先使用蒸馏水对其冲洗，接着，将冲洗后的低碳钢
基材放入预镀槽中对其进行直流预镀镍处理；S3：经过预镀镍处理后的低碳钢基材先使用蒸馏水对其冲洗，接着，将冲洗后的低碳钢基材放入电镀槽中对其进行电沉积镍钴合金镀处理；S4：经过电沉积镍钴合金镀处理后的基材先使用蒸馏水对其冲洗，接着，将其烘干，然后，将其放置于罩式热处理炉中对其进行罩式热处理；S5：将经过罩式热处理后的基材放置于平整机中对其进行平整处理；S6：经过平整处理后的低碳钢使用冲压机对其加工成电池外壳成品。
[0006]进一步的，所述步骤S1中，所述预处理工艺具体包括如下步骤：S11：首先，使用除锈剂对基材进行除锈处理；所述除锈剂为80g/L的氯化铁与8%浓度的盐酸溶液按1:1的比例配制而成；S12：经过除锈处理后的基材先使用蒸馏水对其冲洗；接着，对其进行除油处理；S13：然后，将5%浓度的盐酸溶液与4%浓度的硫酸溶液按2:1的比例配置成活化剂并对低碳钢基材进行活化处理。
[0007]具体的，所述步骤S12中，先按预设配方配置除油剂，然后，将基材作为阴极除油20秒；接着，再将基材作为阳极除油1分钟；其中，电流密度控制为1A/dm2，除油液的温度控制在80℃。
[0008]具体的，所述除油剂配方为：NaOH 40g/L、Na3PO
4 20g/L、Na2CO
3 25g/L以及Na2SiO
3 5g/L。
[0009]进一步的，所述步骤S2中，所述预镀槽中需要预先放入预镀镍镀液，所述预镀镍镀液的配方为：硫酸镍（NiSO4·
7H2O） 120g/L、氯化钠（NaCl） 8 g/L、硼酸（H3BO3） 25g/L、硫酸钠（Na2SO4） 70g/L以及甲醛0.2ml/L。
[0010]具体的，所述预镀镍镀液的pH值为5，其温度为25℃，其电流密度为1A
·
dm
‑2。
[0011]具体的，在步骤S3中，所述电镀槽需要预先放入电沉积镍钴合金镀镀液，所述电沉积镍钴合金镀镀液配方为：硫酸镍（NiSO4·
7H2O） 200
‑
220g/L、氯化镍（NiCl2·
6H2O） 45
‑
60 g/L、硫酸钴（CoSO4·
7H2O）1
‑
2g/L、硼酸（H3BO3）25
‑
30 g/L以及烯丙基磺酸钠 1
‑
2g/L。
[0012]具体的，在步骤S3中，所述电沉积镍钴合金镀的工艺参数为：平均电流密度4
‑
6A/dm、脉冲宽度10ms、脉冲间隔90ms、阳极为镍
‑
钴合金板、镀液温度50
‑
60摄氏度以及镀液pH值控制在4
‑
5之间。
[0013]具体的，所述步骤S4中，将氮气和氢气按7:3的比例组成混合气体充入所述罩式热处理炉中。
[0014]具体的，所述罩式热处理的温度控制为600℃，保温时间控制为3h；然后，关闭加热装置，保持装置内部通气状态，待所述罩式热处理炉自然冷却至80℃以下再取出经过热处理的基材。
[0015]综上所述，本专利技术高强度电池外壳金属材料生产方法首先对低碳钢料带基材进行预处理，所述预处理包括除锈、除油以及表面活化。其中除锈处理中避免了现有技术过度依赖高浓度盐酸溶液而对环境造成污染的情况，其通过利用氯化铁与低浓度盐酸相配合的混合溶液是除锈处理的过程更加环保以及便捷，并且能获取额外的产物收益。此外，将除锈以及除油的处理分别进行有利于除锈以及除油的彻底性，从而避免在后续的预镀或电沉积镀工艺中由于基材氧化膜或其表面油污的残留而形成镀层的稳定性。进一步的，预镀的方法
制备电池金属外壳适用于连续快速生产，且预镀后的电池外壳的镀层均一性好；但现有技术中的镀镍钢带在冲压成型为电池外壳后其耐腐蚀性能下降明显。本专利技术高强度电池外壳金属材料生产方法在电沉积镍
‑
钴多层膜的基础上，采用罩式热处理的方式，以对镀镍钢带进行热扩散处理，从而使镀镍钴钢带在冲压成电池钢壳后仍然具备较好的耐腐蚀性能以及耐冲压的性能。因此，本专利技术高强度电池外壳金属材料生产方法解决了现有技术中电池外壳材料所存在的力学性能不足以及材料加工工艺不佳的技术问题。
附图说明
[0016]图1为本专利技术高强度电池外壳金属材料生产方法的流程图；图2为本专利技术高强度电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度电池外壳金属材料生产方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1：将预先备好的低碳钢基材先进行预处理，所述预处理包括除锈、除油以及表面活化；S2：经过预处理后的低碳钢基材先使用蒸馏水对其冲洗，接着，将冲洗后的低碳钢基材放入预镀槽中对其进行直流预镀镍处理；S3：经过预镀镍处理后的低碳钢基材先使用蒸馏水对其冲洗，接着，将冲洗后的低碳钢基材放入电镀槽中对其进行电沉积镍钴合金镀处理；S4：经过电沉积镍钴合金镀处理后的基材先使用蒸馏水对其冲洗，接着，将其烘干，然后，将其放置于罩式热处理炉中对其进行罩式热处理；S5：将经过罩式热处理后的基材放置于平整机中对其进行平整处理；S6：经过平整处理后的低碳钢使用冲压机对其加工成电池外壳成品。2.根据权利要求1所述的高强度电池外壳金属材料生产方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述预处理工艺具体包括如下步骤：S11：首先，使用除锈剂对基材进行除锈处理；所述除锈剂为80g/L的氯化铁与8%浓度的盐酸溶液按1:1的比例配制而成；S12：经过除锈处理后的基材先使用蒸馏水对其冲洗；接着，对其进行除油处理；S13：然后，将5%浓度的盐酸溶液与4%浓度的硫酸溶液按2:1的比例配置成活化剂并对低碳钢基材进行活化处理。3.根据权利要求2所述的高强度电池外壳金属材料生产方法，其特征在于：所述步骤S12中，先按预设配方配置除油剂，然后，将基材作为阴极除油20秒；接着，再将基材作为阳极除油1分钟；其中，电流密度控制为1A/dm2，除油液的温度控制在80℃。4.根据权利要求3所述的高强度电池外壳金属材料生产方法，其特征在于：所述除油剂配方为：NaOH 40g/L、Na3PO
4 20g/L、Na2CO
3 25g/L以及Na2SiO
3 5g/L。5.根据权利要求1所述的高强度电池外壳金属材料生产方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述预镀槽中需要预先放入预镀镍镀液，所述预镀镍镀液的配方为：硫酸镍（NiSO...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晶晶，
申请(专利权)人：华源隆精密五金制造惠州有限公司，
类型：发明
国别省市：