[发明专利]一种镀Ni钢带、使用该钢带的电池钢壳及该钢壳的制备方法

说明书

本发明涉及一种镀Ni钢带、使用该钢带的电池钢壳及该钢壳的制备方法，本发明的钢带先在内表面形成预镀镍层，然后经过热处理使预镀镍层与接触面相互渗透的表层及底层Fe‑Ni合金层，并在表层与底层Fe‑Ni合金层之间保留一部分镀Ni层，避免钢带在冲制成钢壳的过程中镀层易产生裂缝的问题；通过热处理形成的表层与底层Fe‑Ni合金层结构致密，一方面提供较好的防腐性能，另一方面Fe‑Ni合金层与Fe基体之间的结合力远远大于现有技术中镀层本身与Fe基体之间的结合力，不但提高了镀层本身与Fe基体之间的结合力，使钢壳冲制过程中镀层产生裂隙的问题大为改善、改善了电池长期贮存时的漏液问题，而保留部分镀Ni层可以防止Fe‑Ni合金层中的铁溶出。

技术领域

本发明涉及电池用钢带、钢壳技术领域，具体指一种镀Ni钢带、使用该钢带的电池钢壳及该钢壳的制备方法。

背景技术

电池用钢壳采用的是在铁基材表面镀镍的工艺，而镀镍工艺又通常分为预镀镍与后镀两种工艺。

国外电池厂家主要使用预镀镍工艺。这种工艺是先在钢壳的原材料——钢带表面进行镀镍，成为预镀镍钢带后再进行拉伸冲制成钢壳。预镀镍工艺存在以下优点：

(1)由于预电镀是先对钢壳的原材料钢带进行电镀，因此钢带表面电镀层的厚度就不会受到制约，从而使该工艺获得的钢壳内表面镍层具有足够的厚度；

(2)钢壳在电镀后还可以进行合金化处理，进一步提高镀层的防腐蚀能力，从而节约镀层的厚度。

而预镀镍工艺也存在下列问题：

(1)材料成本高。由于镍是均匀镀在钢带上，冲制钢壳时产生的边角料上也有同样厚度的镍，造成镍的损耗与浪费比较大；

(2)碱性电池使用这种工艺在长期贮存时电池容易引起漏液。预镀镍钢带在钢壳拉伸冲制过程中表面的镍层也被不断地拉伸变形，在位伸变形过程中镀层会产生裂隙、不良点等会不断被拉伸、扩大，形成大量直通基体的裂隙，在电池在长期贮存后，这些裂隙下面的钢带基体上的铁成份会逐渐溶出而引起电池漏液，影响电池的贮存寿命；

(3)钢壳在拉伸冲制过程中产生的直通基体的裂隙容易导致电池外表面的生锈。

为了解决上述问题，国内一些生产厂家开发了一种叫闪镀的技术，就是将预镀镍钢带冲成钢壳后，再在钢壳表面闪镀一层薄镍来填充镍裂隙，这种闪镀的一层薄镍虽然在短时间内特别是电池进行高温及高温高湿试验时有比较明显的改善效果，但这种闪镀镍层一方面由于镀层太薄而作用时间并不长，另一方面主这种闪镀镍层往往与基体镍层没有较好的结合力，闪镀层甚至会在镍基体表面形成龟壳状脱起，电池的实际长期贮存的效果并不理想。

国内的电池用钢壳尤其是碱性电池用钢壳普遍采用的是后镀镍工艺，是先将原坯钢带拉伸冲制成钢壳，再对钢壳进行深孔镀镍。后镀镍工艺主要具有成本低、镀层表面致密性好的特点，但相对预镀镍钢壳也产生了一些新的问题：

(1)受深孔电镀工艺的深镀能力限制，钢内表面镍镀层在厚度上存在着不足，通常钢壳内侧底部的镍镀层只能达到0.25左右，很难再增加，因为即使通过各种方法增加厚度(譬如曾有厂家镀到0.35微米)，镀层中的孔隙率就会大幅度增加，电池的贮存寿命迅速缩短，甚至一两年的时间就出现漏液。由于后电镀工艺生产的钢壳的表面的镍镀层比较薄，造成电池的贮存电性能相对较差，电池在贮存一定时间(譬如半年以上)电性的下降幅度要比预镀镍工艺的电池大5％左右；

(2)受深孔电镀工艺的限制，钢壳外表面的电镀速度要远大于内表面的电镀速度，为了尽可能地增加内表面的镀层厚度就要同步增加外表面镀层的厚度，造成钢壳外表面的镀层厚度远高于钢壳外部正常防腐所需要的厚度，造成高价的镍金属的浪费与电镀成本的提高。例如，对于LR6钢壳来说，当内表面底部镀层厚度达到0.25微米时，钢壳头部镀层的厚度平均达到3.5微米以上，最厚处甚至超过了5微米，而外表面镍镀层的作用主要是防锈，通常2微米就足够了，这就造成镍用量的浪费、提高了电镀成本；