本發(fā)明涉及涂鍍領(lǐng)域，尤其涉及到一種適用于電池外殼用快速鍍鎳鋼帶的制備工藝。

背景技術(shù)：

鍍鎳鋼帶有良好的延展性、導(dǎo)電性、耐腐蝕性及耐沖擊性能，廣泛用于電池行業(yè)作為電池的殼體材料使用。

一般鍍鎳鋼帶的制備方法是通過直流電直接對低碳鋼表面進行電鍍鎳來制備，但是傳統(tǒng)電鍍鎳鋼帶的電流密度一般要控制到4A/dm²左右，電沉積速度慢，生產(chǎn)周期長，效率低；若增加電流密度，陰極析氫反應(yīng)將會非常嚴(yán)重，鍍液因為濃差極化會導(dǎo)致鍍層產(chǎn)生針孔、麻點和粗晶等缺陷。

常規(guī)電鍍過程中，電流密度影響鎳層表面粗糙度、晶體顆粒大小、晶粒分布。在1-5A/dm²的過程中表面粗糙度逐漸降低，晶體顆粒尺寸逐漸減小，鍍層致密程度增加。這是因為在小電流密度情況下，由于陰極電位低，所以晶體成核率就比較低，晶體尺寸較大，這是鍍層粗糙度比較大的主要原因。隨當(dāng)電流密度開始增大，陰極過電位開始增高，晶核臨界形成尺寸變小，因而晶體顆粒形成速率大于成長速率，因而晶體顆粒尺寸變小變均勻，鍍層表面粗糙度降低。但是當(dāng)電流密度繼續(xù)增加，增加至5A/dm²以上時，由于陰極析氫反應(yīng)加劇，鍍液濃差極化加大，陰極界面消耗鎳離子速率變快，鍍層粗糙度增加，導(dǎo)致鍍層合格率降低。

另外，孔隙率也是影響鍍鎳層質(zhì)量的一個因素。根據(jù)實驗可以得出在1-5A/dm²范圍內(nèi)，孔隙率隨電流密度增大而變小，當(dāng)電流密度繼續(xù)增大，孔隙率又開始增加。隨著電流密度的增加，鍍層的晶體顆粒尺寸減小，同時由于電流密度增加鍍層厚度增大，孔隙率從而跟隨電流密度增大而減小。當(dāng)電流增大到5A/dm²以上時，陰極表面電流過大，析氫反應(yīng)開始加劇，陰極表面和鍍層內(nèi)吸附了大量的氫氣泡和大量的氫原子，鍍層中的孔隙和鍍層內(nèi)的析氫量大大增加，因而孔隙率大大增加。因而，常規(guī)電鍍鎳技術(shù)陰極電流密度一般不超過5A/dm²。低電流密度下電鍍意味著需要較長的時間才能將鍍層沉積到一定的厚度，達到國家標(biāo)準(zhǔn)。這樣生產(chǎn)時間周期長，占用生產(chǎn)線場地資源太多。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種快速電鍍鎳鋼帶的制備方法，該方法將脈沖沉積和液流噴射相結(jié)合，在鋼帶表面快速沉積金屬鎳而得到鍍鎳鋼帶。

本發(fā)明的電池用鍍鎳鋼帶的制備方法，一種用于電池外殼的快速鍍鎳鋼帶的制備方法，其特征在于：鋼帶脫脂活化后，以鎳板為陽極，鋼帶為陰極，依次經(jīng)電鍍暗鎳、半光亮鎳和光亮鎳，使用硫酸鎳和氯化鎳化合物作為電鍍過程中的電解質(zhì)，用硼酸作為溶液的緩沖劑，通過鍍液沖擊及脈沖電流相結(jié)合在鋼帶表面沉積鍍鎳層。

第一步快速電鍍暗鎳，其鍍液成分為：硫酸鎳200～350g/L、氯化鎳30～60g/L、硼酸30～50g/L；鍍液溫度：35～50℃，電流密度：5～40A/ dm²；電鍍時間：15～30s。

第二步快速快速半光亮鎳的鍍液組成為：硫酸鎳250～350g/L、氯化鎳30～60g/L、硼酸30～50g/L，半光亮鎳添加劑：2-10 ml/L；電流密度5～40A/ dm²；電鍍時間：15～30s。

第三步快速電鍍光亮鎳鍍液組成為：硫酸鎳250～350g/L、氯化鎳30～60g/L、硼酸30～50g/L；光亮鎳添加劑：2-10 ml/L；電流密度5～40A/ dm²；電鍍時間：15～30s。

進一步地，所述脈沖電流的電源為非正弦脈沖電源，陰極峰值電流密度100 A/dm²，電流密度為5～20A/ dm²。

再進一步地，所述鍍液沖擊的鍍液噴射到帶鋼表面噴射速度為5-50m/s。

本發(fā)明的最大特點是使用脈沖電沉積結(jié)合液流噴射實現(xiàn)了在帶鋼表面快速電沉積金屬鎳層，陰極峰值電流密度可以高達100 A/ dm²，平均電流密度5～40A/ dm²；電鍍液的噴射速度為5-50m/秒。由于脈沖電沉積本身的陰陽極交替過程改善了鍍層質(zhì)量，瞬間大電流密度沉積，提高了沉積速度；結(jié)合鍍液噴流噴射到帶鋼表面，加快了液相傳質(zhì)速度極大的降低了陰極的濃差極化，提高了電化學(xué)極化的趨勢，使得電鍍過程中大電流得以實施，提高了電鍍鎳過程中陰極的電流密度，提高了沉積速度，實現(xiàn)了大電流快速沉積。

本發(fā)明的有益效果是：（1）得到同樣厚度的鍍層電鍍時間是常規(guī)電鍍時間的1/6-1/4，生產(chǎn)線是常規(guī)生產(chǎn)線的1/2，節(jié)約設(shè)備占地面積，（2）鍍層表面均勻致密，光亮度高、具有較高的耐腐蝕性能和耐沖擊性能；（3）本發(fā)明適用范圍廣，適用于普通帶鋼與冷軋帶鋼。

本發(fā)明通過增加液相傳質(zhì)結(jié)合脈沖電沉積技術(shù)實現(xiàn)了大電流電鍍鎳鋼帶的制備，節(jié)約生產(chǎn)線占地面積，提高生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1是實施例一所得鍍層表面形貌的SEM照片,

圖2是實施例三所得鍍層表面形貌的SEM照片。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1

本發(fā)明要求在暗鎳鍍液中液流噴射速度10m/s，電流密度控制在6A/dm²的條件下進行，同時確保電鍍時間在20s。

半光亮鍍鎳：本發(fā)明要求半光亮電鍍過程中鍍液噴射速度5m/s，電流密度控制在12A/dm²的條件下進行，同時確保電鍍時間在30s。

光亮鍍鎳：本發(fā)明要求光亮電鍍鎳在電鍍過程中鍍液噴射速度7m/s，電流密度控制在16A/dm²的條件下進行，同時確保電鍍時間在30s。

然后經(jīng)過水洗和烘干，在100攝氏度下，對鍍鎳鋼帶進行熱風(fēng)烘干。

通過上述電鍍過程，可以得到厚度為8微米鍍鎳層，鍍層表面光亮致密，8h鹽霧試驗結(jié)果可以達到九級。

實施例二

暗鍍鎳：本發(fā)明要求電鍍暗鎳過程中鍍液噴射速度15m/s，電流密度控制在14A/dm²的條件下進行，同時確保電鍍時間在15s。

半光亮鍍鎳：本發(fā)明要求半光亮電鍍鎳過程鍍液噴射速度20m/s，電流密度控制在20A/dm²的條件進行，同時確保電鍍時間在15s。

光亮鍍鎳：本發(fā)明要求光亮鍍鎳過程中在鍍液噴射速度20m/s，電流密度控制在20A/dm²的條件下進行，同時確保電鍍時間在20s。

然后經(jīng)過水洗和烘干，在100攝氏度下，對鍍鎳鋼帶進行熱風(fēng)烘干。

通過上述電鍍過程，可以得到厚度為8.5微米鍍鎳層，鍍層表面光亮致密，8h鹽霧試驗結(jié)果可以達到九級。

實施例三

暗鍍鎳：本發(fā)明要求電鍍暗鎳過程中鍍液噴射速度30m/s，電流密度控制在20A/dm²的條件下進行，同時確保電鍍時間在15s。

半光亮鍍鎳：本發(fā)明要求半光亮電鍍鎳過程鍍液噴射速度30m/s，電流密度控制在30A/dm²的條件進行，同時確保電鍍時間在15s。

光亮鍍鎳：本發(fā)明要求光亮鍍鎳過程中在鍍液噴射速度30m/s，電流密度控制在30A/dm²的條件下進行，同時確保電鍍時間在20s。

然后經(jīng)過水洗和烘干，在100攝氏度下，對鍍鎳鋼帶進行熱風(fēng)烘干。

通過上述電鍍過程，可以得到厚度為16微米鍍鎳層，鍍層表面光亮致密，8h鹽霧試驗結(jié)果可以達到九級。

實施例四

暗鍍鎳：本發(fā)明要求電鍍暗鎳過程中鍍液噴射速度40m/s，電流密度控制在45A/dm²的條件下進行，同時確保電鍍時間在15s。

半光亮鍍鎳：本發(fā)明要求半光亮電鍍鎳過程鍍液噴射速度40m/s，電流密度控制在45A/dm²的條件進行，同時確保電鍍時間在15s。

水洗：用蒸餾水沖洗，確保水中不含有半光亮添加劑。

光亮鍍鎳：本發(fā)明要求光亮鍍鎳過程中在鍍液噴射速度40m/s，電流密度控制在40A/dm²的條件下進行，同時確保電鍍時間在15s。

然后經(jīng)過水洗和烘干，在100攝氏度下，對鍍鎳鋼帶進行熱風(fēng)烘干。

通過上述電鍍過程，可以得到厚度為14微米鍍鎳層，鍍層表面光亮致密，8h鹽霧試驗結(jié)果可以達到九級。