[发明专利]无汞纽扣电池负极盖材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种无汞纽扣电池负极盖材料及其制备方法和应用。所述无汞纽扣电池负极盖材料包括金属基片，还包括镍层、铜层、铟扩散层和铟锡合金扩散层，在所述金属基片的至少一表面层叠结合有镍层，沿所述金属基片表面至所述镍层延伸的方向，所述铜层、铟扩散层和铟锡合金扩散层依次层叠结合，且所述铜层与所述镍层层叠结合。所述无汞纽扣电池负极盖材料内应力小，具有优异的塑性和强度，具有优异的冲制成型；同时具有优异的防腐特性特别是防碱性腐蚀性能。另外，所述制备方法条件易控，制备的无汞纽扣电池负极盖材料性能稳定，而且效率高，有效降低了生产成本。所述无汞纽扣电池负极盖材料用于制备无汞纽扣电池负极盖和用于制备无汞纽扣电池。

技术领域

本发明属于电化学材料领域，具体涉及一种无汞纽扣电池负极盖材料及其制备方法和应用。

背景技术

电池以其便携性、实用性而深受人们的欢迎，废旧电池内含有大量的重金属以及废酸、废碱等电解质溶液。如果随意丢弃，腐败的电池会破坏我们的水源，侵蚀我们赖以生存的庄稼和土地，我们的生存环境面临着巨大的威胁。

其中，由于碱锰纽扣电池价格低廉、产量大、用途广泛，从而占有了纽扣电池的主要市场。普通的碱锰电池中，由于锌的自腐蚀释放出氢气而锌的自腐蚀又是不可避免的，这导致电池内会积累大量的气体，从而引起漏油和爆涨。

为了解决该问题，目前普通的碱锰电池都会使用汞来抑制气体的产生和析出，而同时汞在电池中又起着改善锌膏的可加工性、提高导电性、改善锌电极放电的反应动力学和提高电池的耐冲击的功能。但是这样的电池中含有过量的汞，导致环境污染和中毒，使得电池使用安全问题较为突出。同时由于电池的高使用频率和普遍性，使得含汞电池的威胁性更加突出。

为了提高环保性，目前也出现了无汞纽扣电池。当前无汞纽扣电池主要从以下几个方面进行了摸索研发：一是开发无汞合金锌粉。主要方法是选择纯度很高的锌，在其中添加其他微量元素，但微量元素必须适量使用，有的微量元素同样会产生环境污染；二是选择代汞缓冲剂，但是现有发现的代汞缓冲剂都有一定的弊端：会使电池的抗振动性能下降、对部分放电后析氢的抑制作用不及汞缓冲所以耐漏性会有问题、其重负荷放电容量会明显低于汞电池。三是改进纽扣电池的负极盖材料。目前虽然有报道碱性扣电池的负极盖改进的报道，如在其内表面设置防腐金属层，用于隔绝碱性电解液对负极盖的腐蚀，但是在实际应用过程中发现，该防腐金属层需要另外冲压成型，然后与负极盖组合使用，其一方面导致工艺复杂性，而且成本增加；其二是防腐金属层正是由于与负极盖组合使用，两者并非是一整体，因此，导致电解液的泄露和，而且不能够有效改善负极盖的塑性和强度；其三，由于防腐金属层自身存在一定的晶格缺陷，其致密性不理想，从而导致防腐性也不理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种无汞纽扣电池负极盖材料及其制备方法，以解决现有碱性无汞纽扣电池负极盖防腐性、塑性和强度性能不理想的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种无汞纽扣电池负极盖和含有所述无汞纽扣电池负极盖的无汞纽扣电池，以解决现有碱性无汞纽扣电池负极盖防腐性、密封性、塑性和强度性能不理想的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种无汞纽扣电池负极盖材料。所述无汞纽扣电池负极盖材料包括金属基片，还包括镍层、铜层、铟扩散层和铟锡合金扩散层，在所述金属基片的至少一表面层叠结合有镍层，沿所述金属基片表面至所述镍层延伸的方向，在所述铜层、铟扩散层和铟锡合金扩散层依次层叠结合，且所述铜层与所述镍层层叠结合。

本发明的另一方面，提供了一种无汞纽扣电池负极盖材料的制备方法。所述无汞纽扣电池负极盖材料的制备方法包括以下步骤：

在金属基片的至少一表面上形成镍层；

在所述镍层的外表面上形成铜层；

在所述铜层的外表面上电镀铟层；

在所述铟层的外表面上电镀铟锡合金层；