鎳離子自動平衡裝置的製作方法

2023-05-08 09:39:56

專利名稱：鎳離子自動平衡裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鎳離子自動平衡裝置，用於泡沫鎳生產過程中電 沉積階段控制鍍液鎳離子濃度增長。
(二)
背景技術：
泡沬鎳為電池電極材料，目前，國內連續化泡沬鎳的生產工藝主 要分為模芯導電化處理-電沉積-熱處理。模芯導電化處理主要有塗布 導電膠、化學鍍和磁真空濺射三大類，現在塗布導電膠方式國內幾家 大的連續化泡沫鎳生產廠家已基本淘汰。電沉積階段主要分為平鍍和 立鍍兩種電鍍方式，平鍍生產線具有生產速度快，產品在生產過程中 不彎折，不宜在生產過程中產生邊裂、暗裂等裂紋。而立鍍生產設備 體積小，各項參數集中控制，傳動一致，能耗較小。綜合以上兩種電 沉積生產方式，其共同點都沒有對鍍液主鹽濃度採取控制措施。
在電沉積生產過程中，由於析氫等副反應的存在以及電流效率等 因素的影響，鎳的溶解量總是大於鎳的析出量，所以在電沉積生產過 程中，鍍液中的鎳離子持續積累，造成鍍液濃度升高， 一個生產周期 內電沉積內部條件發生不斷變化，進而影響產品質量，如面密度偏 差大，產品性能均一性不好等。泡沫鎳作為主要的現代二次電池的極 板材料，也就很難適應市場需求。同時在鍍液處理時，由於鍍液鎳離 子濃度太高，需要大量提出鍍液，造成提取液大量積累，原材料消耗， 資金佔用影響生產。
(三) 發明內容
本發明為了彌補現有技術的不足，提供一種能有效控制鎳離子濃 度增長的速度、提高產品質量、降低生產成本的鎳離子自動平衡裝置。 本發明是通過如下技術方案實現的
本發明的鎳離子自動平衡裝置，其特殊之處在於包括安裝在電 沉積生產線上的依次連接的鎳離子濃度傳感器、微電腦控制系統、高 頻開關脈衝電源、不溶性陽極。本發明的鎳離子自動平衡裝置，不溶性陽極為具有電化學催化性 能的不溶性陽極。
本發明的鎳離子自動平衡裝置，不溶性陽極以鈦為基材；基材上 塗覆有具有高電化學催化性能的貴金屬氧化物塗層，塗層中並含有高
穩定性的閥金屬氧化物；或者基材上鍍有一層銥、鉑或釕鍍層；或者 基材上有陰極電泳塗料。
本發明的鎳離子自動平衡裝置，基材為單層鈦網，或者為疊加的 多層鈦網，或者為蜂窩狀鈦板。
本裝置具體工作原理為在電沉積生產過程中，由處於鍍液中的
鎳離子濃度傳感器感知鍍液中鎳離子濃度的變化，將這種變化傳輸到 微電腦控制系統，由微電腦控制系統根據電沉積鍍液濃度工藝要求進 行數據處理，然後微電腦控制系統根據數據處理結果，向高頻開關脈 衝電源發出電流輸出指令，高頻開關脈衝電源根據電流輸出指令向不
溶性陽極施加電流，進行鎳離子析出；當鎳離子濃度繼續升高或降低
時，由鎳離子濃度傳感器將隨即變化再次傳輸到微電腦控制系統，由 微電腦控制系統進行數據處理，調整參數，加減電流，控制鎳離子析 出量，達到維持鍍液中鎳離子濃度平衡的目的。
本發明的有益效果是使用本裝置可以有效控制鎳離子濃度增長
的速度，使鎳離子溶入與析出處於平衡狀態，達到降低生產成本、提 高產品質量的目的。通過本裝置的應用，在連續化泡沬鎳的電沉積過
程中，鍍液中的鎳離子濃度可以精確控制在每升正負2克以內，從而
為電沉積生產的動態平衡提供了保證。由於鍍液濃度的平衡穩定，在 鎳離子析出時均勻一致，結晶細小，從而使泡沫鎳的產品質量有了較
大提高，如面密度的均勻性，抗拉強度、延伸率的一致性等均有提高；
同時節約了原材料消耗，減少了資金佔用，簡化了鍍液處理，降低了 生產成本。為生產出高檔次泡沬鎳提供了基礎保障。

附圖為本發明的結構示意圖。
圖中，l鎳離子濃度傳感器，2微電腦控制系統，3高頻開關脈衝 電源，4不溶性陽極，5陰極。
具體實施方式

附圖為本發明的一種實施例。
本發明的鎳離子自動平衡裝置，包括安裝在電沉積生產線上的依 次連接的鎳離子濃度傳感器1、微電腦控制系統2、高頻開關脈衝電 源3、不溶性陽極4。不溶性陽極為具有電化學催化性能的不溶性陽 極。不溶性陽極以鈦為基材；基材上塗覆有具有高電化學催化性能的 貴金屬氧化物塗層，塗層中並含有高穩定性的閥金屬氧化物；或者基 材上鍍有一層銥、鉑或釕鍍層；或者基材上有陰極電泳塗料。基材為 單層鈦網，或者為疊加的多層鈦網，或者為蜂窩狀鈦板。
在電沉積生產線上加裝一套經過特殊處理的不溶性陽極4，該陽 極應能使電極反應活化能降低即具有高的電化學催化性能，使用壽命 長，析氧過電位低，導電能力強，穩定性高，不汙染鍍液；重量輕， 易於更換等特點。本裝置中的不溶性陽極首先要求在電解過程中不被 溶解、不被腐蝕，高穩定性，高活性，長壽命。鈦作為一種質輕，機 械強度高，耐腐蝕性強的金屬是不溶性陽極的首選材料，但鈦是一種 閥性金屬，電解時做陽極極易鈍化，造成導電能力下降，活性降低， 這就需要在其基材上塗覆具有高電化學催化性能的貴金屬氧化物塗 層，塗層中並含有高穩定性的閥金屬氧化物；或者加鍍一層銥或鉑、 釕等其他能滿足要求的鍍種；或者以陰極電泳塗裝等方式塗覆；或者 其他方式塗覆。以達到在電鍍過程中不溶性陽極滿足高活性，高穩定 性，不被溶解，不被腐蝕，不汙染鍍液的要求。鈦基材的形狀可以是 網狀，也可以多層網狀疊加製成，也可以是蜂窩狀鈦板製成，或者板 材經特殊加工處理；也可以選用其他材質。
高頻開關脈衝電源3、鎳離子濃度傳感器1以及微電腦控制系統 2，隨著電沉積生產的進行將溶入鍍液中的鎳離子鍍出，進而達到控 制鎳離子增長保持鍍液濃度穩定的目的。高頻開關脈衝電源為本裝置 提供直流電，高頻開關脈衝電源與不溶性陽極連接，隨著電沉積生產 的進行將過量溶入鍍液中的鎳離子鍍出。鎳離子傳感器為鎳離子濃度 感知設備，通過鎳離子濃度傳感器感知鍍液濃度變化，提供數據輸入。 微電腦控制系統進行參數控制。高頻開關脈衝電源的正極接不溶性陽 極，高頻開關脈衝電源的負極接陰極5。
權利要求1.一種鎳離子自動平衡裝置，其特徵在於包括安裝在電沉積生產線上的依次連接的鎳離子濃度傳感器(1)、微電腦控制系統(2)、高頻開關脈衝電源(3)、不溶性陽極(4)。
2. 根據權利要求1所述的鎳離子自動平衡裝置，其特徵在於不溶性陽極(4)為具有電化學催化性能的不溶性陽極。
3. 根據權利要求2所述的鎳離子自動平衡裝置，其特徵在於不溶 性陽極(4)以鈦為基材；基材上塗覆有具有高電化學催化性能的貴 金屬氧化物塗層；或者基材上鍍有一層銥、鉑或釕鍍層；或者基材上 有陰極電泳塗料。
4. 根據權利要求3所述的鎳離子自動平衡裝置，其特徵在於基材 為單層鈦網，或者為疊加的多層鈦網，或者為蜂窩狀鈦板。
專利摘要本實用新型的鎳離子自動平衡裝置，其特殊之處在於包括安裝在電沉積生產線上的依次連接的鎳離子濃度傳感器、微電腦控制系統、高頻開關脈衝電源、不溶性陽極。本實用新型的有益效果是可以有效控制鎳離子濃度增長的速度，使鎳離子溶入與析出處於平衡狀態，達到降低生產成本、提高產品質量的目的，同時節約了原材料消耗，減少了資金佔用，簡化了鍍液處理，降低了生產成本。為生產出高檔次泡沫鎳提供了基礎保障。
文檔編號C25C5/00GK201343580SQ20082022448
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月2日 優先權日2008年12月2日
發明者孟國強, 宋小斌, 強 張, 李常興, 畢研文, 江衍勤, 王乃用, 羅衍濤, 蘇衍憲, 陸勁松 申請人:菏澤天宇科技開發有限責任公司