[发明专利]形成电池壳体的片料和制造该片料的方法

说明书

本发明涉及形成电池壳体的片料、该形成电池壳体的片料的制造方法以及由该形成电池壳体的片料所形成的电池壳体。更具体地说，本发明涉及形成各种类型电池壳体的片料，例如碱性电池、锂一次电池、锂二次电池、镍镉电池、镍氢电池等等，这些电池可较好地用作无绳电气装置(cordlessequipments)、电动汽车等的电源。形成电池壳体的片料是使用复合钢，它不是由钢片制成，而是由在钢片的表面形成的镍和镍合金等金属制成，通过减小电池壳体内表面的接触电阻，改进电池的性能，提高其外表面的耐腐蚀性和外观，通过减少加工工序，降低电池壳体的生产成本。

迄今为止，电池壳体是通过拉延加工(drawing processing)，如多次冲压加工(multi-drawing processing)(传递拉延加工(transfer drawing processing))或DI(拉延和压薄)拉延加工而形成的。一般来说，使用镀镍钢片作为通过上述拉延加工形成电池壳体的片料。镀镍钢片是通过在具有特定厚度的普通冷轧钢片上镀镍而制得的。另外，使用在普通冷轧钢片上镀镍，然后进行退火和再次硬化冷轧的方法，或者使用在未退火冷轧钢片上镀镍，然后进行退火和硬化冷轧的方法，使钢片和镀镍层相互扩散，在钢片和镀镍层之间形成铁/镍扩散层。这样，制得具有特定厚度的镀镍钢片。

然而，由于通过在钢片表面直接镀镍而形成的镀镍钢片，镀层和钢片之间的粘附性不太理想，因此镀层不能随钢片而变形，这就可能脱离钢片(取决于形状)。而且，由于镀镍层硬而脆，其不脱离钢片部分会开裂，而且即使镀镍层的量越来越多，仍然会不可避免地形成针孔。因此，普通的方法在加工性和耐腐蚀性方面存在问题。

在普通的冷轧钢片上或者不退火冷轧钢片上镀镍并经退火和硬化冷轧而制得的镀镍钢片中，在钢片与镀镍层之间的界面形成冶金连接(metallurgically connected)的铁/镍扩散层。因此可以提高镀层对钢片的粘附性，并且可以提高镀镍钢片的耐腐蚀性和加工性。但是对于镀镍钢片，在钢片上镀所需量的镍之后，经退火处理只在钢片和镀镍层之间的界面形成铁/镍扩散层，镀镍层存在于其上部。因此很难使铁/镍扩散层的厚度和镀镍层的厚度均匀。

作为退火处理方法，可以使用分批退火法和连续退火法。在分批退火法中，铁/镍的扩散更容易在温度较高的料卷的外部和上部开始(与其内部和下部相比)。所以，铁/镍扩散层在高温部分是厚的，因而镀镍层是薄的，而铁/镍扩散层在低温部分是薄的，因而镀镍层是厚的。因此，镀镍层的厚度和形成的铁/镍扩散层的厚度必然都是不均匀的。在连续退火法中，在高温下进行短时间加热。所以镀镍层和钢片的扩散速度在短时间内是快的，不能控制铁/镍扩散层的厚度。

然而，在形成电池壳体的镀镍钢片中，必须使铁/镍扩散层的厚度均匀。如果铁/镍扩散层的厚度不均匀，则在随后的加工(如拉延加工)中制得的产物是有问题的。即，镀镍钢片的一部分耐腐蚀性差，在该部分铁/镍扩散层较所需的厚度薄，而铁/镍扩散层较所需的厚度厚的部分会开裂，所以耐腐蚀性非常差。

在由上述镀镍钢片制成的电池壳体中，有时需要在电池壳体外表面和内表面形成铁/镍扩散层和/或具有同样厚度或不同厚度的镀镍层。但由于用上述方法难以控制铁/镍扩散层的厚度，因而难以在电池壳体的外表面和内表面形成铁/镍扩散层和/或具有同样厚度或不同厚度的镀镍层。

而且，由于用上述常规方法制得的镀镍钢片通常是通过在钢片表面进行毛面镀覆(dull plating)，然后形成铁/镍扩散层而形成的，制得的镀镍钢片的上层不够亮。尤其是当通过拉延镀镍钢片形成具有正面侧壁的整体顶部连接(integrally top-attached)的电池壳体时，拉延部分经过高度加工，因而不亮。电池壳体的正面侧壁不亮，导致电池产品的价值低下。

一般来说，在选择电池壳体材料时，其加工性(拉延性)、耐腐蚀性和亮度是重要的因素。对于形成电池壳体的片材对应于电池壳体周壁外表面的部分，耐腐蚀性和亮度是重要的。而且，如果电池壳体周壁的内表面的粗糙度小，则与加入电池壳体的物质接触的圆周内表面光滑，因而具有高的接触电阻。结果，电池的性能变差。因此，对于对应于电池壳体周壁内表面的材料表面，表面粗糙度是一个重要的因素，它影响电池的性能。即，较好的是使电池壳体周壁内表面的表面粗糙度大，使接触电阻低，则电池具有较好的性能，而使电池壳体周壁的外表面具有光滑明亮的表面，使电池壳体的周壁外表面具有高度耐腐蚀性和良好的外观。