[发明专利]一种无汞扣式电池负极盖材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种无汞扣式电池负极盖材料及其制备方法，具体涉及一种钢带表面电沉积镍、铜、锡、铟和锌多金属镀层结构后热处理并经过机械辊压制备出的无汞碱性锌锰扣式电池负极盖材料及其制备方法。属于无汞碱性锌锰扣式电池制造技术领域。

背景技术

目前，国内市场上使用的传统碱性锌锰电池出于抑制气胀的目的，普遍在负极锌膏中添加有汞。然而汞对于环境和人体都有着巨大的危害，一粒含汞扣式电池可使1㎡的土地永远失去利用价值，可污染600m3的水资源。

因此，国际上已经明令禁止生产含汞扣式电池，而我国由于成本和技术的制约，至今仍未彻底实现无汞化。伴随于此的却又是碱锰扣式电池需求量逐年激增。所以，扣式电池无汞化是我国保护环境和实行可持续发展战略的当务之急。

现阶段主流的无汞途径有两种，一种是采用代汞缓蚀剂，但它存在增加电池成本和内阻等问题。另一种则是采用在负极盖内电镀一层锡（铟、铋）薄膜来阻止负极盖材料中析氢过电位较低的金属和负极锌膏反应而产气。目前研究热点主要集中在后一种方法。其中，有单位采用滚镀的方法制备出了无汞扣式电池负极盖。该方法主要是将传统的铜镍钢带先冲压成负极盖，然后通过滚镀锡的办法制备无汞扣式电池负极盖。但是该方法制备的电池负极盖存在镀层不均匀、影响封口性能等问题，并且成本过高，后续工艺复杂，对环境污染大。

因此，人们将关注的焦点集中于另一种负极盖制备方法，即预镀。该方法主要是将传统的铜镍钢带首先镀锡，然后再冲压成电池负极盖。此方法能有效规避滚镀带来的诸多问题，但由于锡镀层本身过软，仍存在冲压过程中镀层脱落、粘黏磨具等亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的预镀方法制备负极盖过程中存在的镀层脱落、粘黏磨具等问题，提供一种具有良好的冲压性能和防气胀性能的无汞扣式电池负极盖材料及其制备方法。

本发明一种无汞扣式电池负极盖材料，所述负极盖材料以钢带为基底，在基底的一侧依次电沉积有金属镀层，所述金属镀层按以下顺序镀制：镍镀层、铜镀层、第一锌镀层、锡镀层、铟镀层和第二锌镀层。

本发明一种无汞扣式电池负极盖材料，在基底的另一侧电镀有金属镍镀层。

本发明一种无汞扣式电池负极盖材料，基底的厚度为0.15-0.35mm；镍镀层的厚度为0.3～1μm，铜镀层厚度为1.5～2.5μm，第一锌镀层厚度为0.5～2μm，锡镀层厚度为3～7μm，铟镀层厚度为0.05～0.5μm，第二锌镀层厚度为1～3μm。

本发明一种无汞扣式电池负极盖材料，优选镍镀层的厚度为0.3～0.8μm，铜镀层厚度为1.5～2.5μm，第一锌镀层厚度为1.5～2.5μm，锡镀层厚度为4～5μm，铟镀层厚度为0.1～0.3μm，第二锌镀层厚度为1.5～2.5μm。

本发明一种无汞扣式电池负极盖材料的制备方法，包括如下步骤：

第一步：将基底钢带表面除油、活化后，对钢带两面直流电沉积金属镍镀层；

第二步：对第一步得到的表面电沉积有金属镍镀层的钢带的一个表面依次直流电沉积铜镀层、第一锌镀层、锡镀层、铟镀层和第二锌镀层；每种金属电沉积结束后，用蒸馏水将试样表面冲洗干净，然后，进行另外一种金属的电沉积；直流沉积结束后，用钝化液对最外层的第二锌镀层进行钝化；

第三步：热处理后进行辊压

将第二步制得的试样用蒸馏水将表面冲洗干净并烘干，然后在保护气氛下加热至100-190℃，保温0.5～2小时，出炉，直接在试样的第二锌镀层表面进行机械辊压处理，机械辊压时，辊压压力为200-600kN/m²

本发明一种无汞扣式电池负极盖材料的制备方法，第一步中的表面除油，依次进行化学高温除油和电解除油；

所述化学高温除油工艺参数为：温度50～55℃；除油时间30～60s；化学除油剂由溶剂、溶质与乳化剂组成，溶剂为去离子水，溶质由NaOH、Na₂CO₃、Na₃PO₄组成，乳化剂为OP-10乳化剂；每升溶液中含溶质的量为：

NaOH    30～60g/L

Na₂CO₃  30～60g/L

Na₃PO₄  30～60g/L；

每升溶液中含OP-10乳化剂2-5ml；