[发明专利]一种泡沫金属的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泡沫金属的制备方法。

背景技术

碱性电池是由正极片、负极片、电解质和隔膜在电池钢壳内组装而成。正、负极片一般是通过将活性物质、添加剂和粘结剂的混合物涂覆在导电基体上而制成。导电基体一般采用泡沫金属例如泡沫镍或泡沫铜、穿孔金属带、穿孔电镀金属的钢带等材料，由于泡沫金属例如泡沫镍或泡沫铜的特殊的三维网状结构、大的比表面积、高的孔隙率、优良的渗透性和很大的可填充性能而被优先选作导电基体。泡沫金属的特殊的微孔结构可使电极的活性物质得到充分利用，减少电池内电阻，增大反应面积，从而提高电池性能。

通常的泡沫金属的生产工艺为，先将泡沫塑料基体导电化后，进行金属的电沉积，然后热处理除去泡沫塑料基体。在该工艺中的电沉积是采用待镀的金属作为阳极，导电化后的泡沫塑料基体作为阴极，进行电镀，一般将金属裁切成25×25mm的大小装在钛蓝中作为阳极，阳极上的金属块不断消耗，进入溶液中并镀覆在泡沫塑料基体上，导致在钛篮中架空，使电场强度不均衡，最终使泡沫金属的面密度(单位面积的泡沫金属上金属的重量)不均匀。

如上所述，泡沫金属特别是泡沫镍作为电池正、负极的导电基体时，电池的正极或负极浆料(活性物质)填充在泡沫镍的多孔结构内，如果泡沫镍导电基体的面密度不均匀，则使正极、负极活性物质的填充量不均匀，直接影响到电池的容量，导致电池容量不均匀。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中泡沫金属的面密度不均匀的缺陷，提供一种使泡沫金属的面密度均匀的泡沫金属的制备方法。

本发明提供了一种泡沫金属的制备方法，该方法包括将泡沫塑料基体导电化，在导电化的泡沫塑料基体上电镀金属，然后去除泡沫塑料基体；在导电化的泡沫塑料基体上电镀金属的方法包括，将导电化的泡沫塑料基体作为阴极与电镀液接触，在电镀的条件下进行电镀，所述电镀液为电镀金属的盐的水溶液，其特征在于，在电镀过程中，采用不溶性阳极，保持电镀液中电镀金属的盐的含量为100-500克/升，pH值为2-5。

采用本发明提供的泡沫金属的制备方法，使获得的泡沫金属面密度均匀，从而使由本发明得到的泡沫金属制成电池的性能如电池容量及内阻均匀，同时容量保持率较好。

另外，由于金属化合物尤其是镍或铜化合物的价格比金属的价格尤其是镍或铜的价格低很多，因此采用本发明提供的方法大大降低了制备泡沫金属的成本。

具体实施方式

本发明提供的泡沫金属的制备方法包括，该方法包括将泡沫塑料基体导电化，在导电化的泡沫塑料基体上电镀金属，然后去除泡沫塑料基体；在导电化的泡沫塑料基体上电镀金属的方法包括，将导电化的泡沫塑料基体作为阴极与电镀液接触，在电镀的条件下进行电镀，所述电镀液为电镀金属的盐的水溶液，其特征在于，在电镀过程中，采用不溶性阳极，保持电镀液中电镀金属的盐的含量为100-500克/升、优选为200-400克/升，pH值为2-5、优选为2.5-3.8。

根据本发明提供的方法，在电镀过程中所发生的反应为，

阳极主反应：4OH^-—4e＝2H₂O+O₂

阴极主反应：A^x++xe＝A(A为电镀金属)

由于在阳极不断消耗OH^-离子，而在阴极不断消耗电镀金属离子，因此需要向电镀液中添加可形成OH^-离子和电镀金属离子的化合物，以保持电镀液中电镀金属的盐的含量和pH值。

因此为了保持电镀液中电镀金属盐的含量和pH值，在电镀过程中，可以选择向电镀液中添加电镀金属的氢氧化物和/或氧化物，或者也可以选择向电镀液中添加电镀金属的盐并同时加碱。在优选情况下，选择向电镀液中添加电镀金属的氢氧化物和/或氧化物的方式，既可以保持电镀金属的盐的含量，也可以调节pH值。所述金属的氢氧化物和/或氧化物为镍、铜、锡、钯、金或铑的氢氧化物和/或氧化物。

上述添加的方式可选择连续添加或间歇添加的方式。优选情况下，为了保持电镀液的pH值以及电镀金属的盐的浓度保持恒定，选择连续加入的方式。

根据本发明提供的方法，所采用的不溶性阳极为本领域技术人员公知的各种不溶性阳极，例如铱钛网、钽铱钛网、钌铱钛网、铂金或石墨。