[实用新型]一种镀Ni钢带及使用该钢带的电池钢壳

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池用钢带、钢壳技术领域，具体指一种镀Ni钢带及使用该钢带的电池钢壳。

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分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；

(3)尽管后电镀工艺的镍镀层不再需要拉伸加工，理论上来说电镀层的致密性相对较好，但由于深孔电镀需要加入大量电镀添加剂等原因，电镀工艺及生产过程管理等问题会严重影响镀层质量，一旦工艺设计不合理或是镀槽液的控制出现波动，容量造成镀层孔隙率的大幅度上升等问题，严重时其孔隙率情况反而会高于预镀镍工艺生产的钢壳，电池的贮存寿命甚至会低于预镀镍工世；

(4)后电镀工艺的镀层中存在着一定量的硫，它是电镀添加剂分解的产解，镀层中硫的存在会影响镀层的耐腐蚀性能，镀层在几个月的时间就会逐渐发黄氧化，同时影响到导电、造成电池使用时虚假的电量不足等问题；

(5)切口处的镍花容易造成镍粉问题，混入电池后容易造成漏液。

后电镀工艺还有一个更现实的问题：随着政府环保力度的加强，分散型的钢壳电镀厂家越来越感受到环保方面的压力，电镀的成本越来越高，如何提高电镀的生产效率也已经成为他们重点考虑的问题。

综合起来，从技术角度来说，预镀镍工艺向电池提供的是电池贮存电性能方面的优势，因为钢壳对电池贮存电性能的影响与内表面的镀镍层的厚度有关，而与致密性无关；而电池的贮存寿命则不仅与镍镍层的厚度有关，更与镀镍层的致密性有关，后电镀工艺虽然在钢壳的内表面镍层厚度上有不足，但由于其致密性较好，因此在电池的贮存寿命方面反而要好于预镀镍工艺。