電池正負極連接件的製造工藝的製作方法
2023-05-08 06:48:56 2
專利名稱：電池正負極連接件的製造工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及電器元件的製造工藝，尤其涉及一種電池正負極連接件的製造工藝。
背景技術：
目前，電池正負極連接件加工工藝路線為電鍍素材→衝壓製程→清洗→包裝→入庫，為「先鍍再衝」式工藝，電鍍生產100萬件產品需要電鍍1200KG原材料，需4天時間；對先電鍍過的材料再進行衝壓衝制，因此電鍍材料會給模具和產品造成很多品質異常，製程中衝速必須比較緩慢，生產100萬產品大約需3天以上；衝制後還需要再清洗，100萬產品大約需要1天時間；包裝需2天，完成整個流程需要1個星期左右。
現有技術工藝方法存在以下問題①電鍍素材是鍍鎳，素材和電鍍層接合後材質會有很大的變化，電鍍後的材料比素材本身的硬度高，在衝制過程中模具容易磨損，產品表面會出現毛邊、毛刺、壓傷等品質異常狀況，導致模具穩定性不好；②電鍍素材後再衝制，產品會有很多斷切面，底材也會露出較多表面，在存放過程中鐵材遇空氣後容易生鏽，導致產品不良報廢；而產品本身的使用壽命也會縮短，③電鍍素材所耗費的原料和加工成本較高，電鍍素材衝制時所切下的廢料，浪費電鍍原料，同時電鍍生產效率也比較低，造成電鍍加工成本較高，生產製程主要以卷料方式進行，衝壓製程中品質異常或模具故障時，生產製程的產品不能滿足自動線要求，導致報廢率上升，產品的成本加大。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供電池正負極連接件的先進位造工藝，通過優化工藝步驟，從而模具的穩定性，提高製件的綜合性能。
本發明的目的通過以下技術方案來實現電池正負極連接件的製造工藝，其特徵在於包括以下步驟①衝壓送料、衝制、收料；②電鍍首先在40～70℃的溫度範圍、20～65A的電流範圍內進行陰極和陽極電解除油；用40～60℃水進行水洗；再活化處理；接著於15～50A、50～65℃、PH值3.8～4.5的條件下在鎳電鍍液中進行鍍鎳；用純水進行水洗；然後用50～60℃熱純水進行水洗；烘乾，收料；③包裝。
上述的電池正負極連接件的製造工藝，步驟②的電鍍，首先在55℃、25A條件下進行陰極和陽極電解除油；用60℃熱純水進行水洗；再活化處理；接著於30A、55℃、PH值4.0的條件下在鎳電鍍液中進行鍍鎳；用純水進行水洗；然後用55℃熱純水進行水洗；烘乾，收料。
上述的電池正負極連接件的製造工藝，鍍鎳電鍍液按180～260g/L硫酸鎳、40g/L硼酸、25g/L氯化鎳調配而成。
本發明技術方案的突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在①本發明技術方案採用「先衝再鍍」式工藝，對於衝制素材，其材質本身不發生變化，在衝制過程中模具磨損減少，產品品質較穩定，模具穩定性較強，生產效益提升20％；②衝制後電鍍衝切面露底材面降低到最低點，在存放過程中生鏽現象減少到25％，滿足密著性測試，延長了產品的使用壽命；同時還提高了焊接性能；③衝制後電鍍所耗費的原料減少衝制過程中如果品質不良時或未達到每盤數量要求時，衝壓可及時處理，不會再流入到電鍍過程中去，減少了電鍍成本；在電鍍製程中如果品質不良，在滿足每盤數量，可以分盤包裝，將不良品數扣出，報廢率顯著降低；④衝制後電鍍工藝改進簡化了一個清洗環節，節省了生產成本。
具體實施例方式
本發明電池正負極連接件的主要工藝路線可以表示為素材衝壓製程→電鍍→包裝→入庫。具體包括以下步驟①衝壓送料、衝制、收料；②電鍍首先在40～70℃的溫度範圍、20～65A的電流範圍內進行陰極和陽極電解除油；用40～60℃熱純水進行水洗；再活化處理；接著於15～50A、50～65℃、PH值3.8～4.5的條件下在鎳電鍍液中進行鍍鎳；用純水進行水洗；然後用50～60℃熱純水進行水洗；烘乾，收料；③包裝。
採用「先衝再鍍」式工藝方式，對於衝制素材，其材質本身不發生變化，在衝制過程中模具磨損減少。衝切面露底材面降低到最低點，滿足密著性測試要求。衝制過程中如果品質不良時或未達到每盤數量要求時，衝壓可及時處理，不會再流入到電鍍過程中去；在電鍍製程中如果品質不良，在滿足每盤數量，可以分盤包裝，將不良品數扣出；同時還提高了焊接性能。衝制後電鍍，工藝改進簡化了清洗環節。
對於電鍍工藝，影響電鍍工藝的主要因素有基材、除油、水洗、活化、鍍鎳工序。
電池正負極連接件的基材通常為鐵材質。對於除油，電解除油劑通過電流達到清洗作用，電解除油劑的主要作用並不在於清除油汙，電解除油劑是用來去除某些特定的東西。
除油之後增長水洗時間，增加空氣攪拌，逆流水洗等方法來提高水洗效率。
適合鍍鎳基材的多成份性，需要正確的活化每一種成份，選擇正確的活化效果非常重要。除淨表面的油汙後，就需要除淨所有的氧化物，以使鍍層和基底之間形成正確的原子狀態的結合。活化工藝最常見的是硫酸、鹽酸，酸及其濃度取決於基材金屬的類型和表面狀況。通過一些簡單的試驗就能確定針對特定用途的最佳活化工藝。
鍍鎳工序鎳鍍層分為半光亮鎳(又稱低應力鎳或啞鎳)和光亮鎳兩種。主要底層，鍍層厚度按照IPC-6012標準規不低於2～2.5μm。鎳鍍層具有均勻細緻、孔隙率低、延展性好等特點，而且低應力鎳具有宜於釺焊或壓焊的功能。
鍍鎳機理在陰極上，鍍液中的鎳離子獲得電子沉積出鎳原子，同時伴有少量氫氣析出。雖然Ni的標準電極電位很低，但由於氫的過電位以及鍍液中鎳離子的濃度、溫度、pH等操作條件的影響，陰極上析出氫極少，這時鍍液的電流效率可達98％以上。當pH很低時，會有大量氫氣析出，此時陰極上無鎳沉積。在陽極上，鍍鎳使用可溶性鎳陽極，陽極的主反應為金屬鎳的電化學溶解，當陽極電流密度過高，電鍍液中又缺乏陽極活化劑時，陽極將發生鈍化並伴有氧氣析出，當鍍液中有氯離子存在時，也可能發生析出氯氣的反應，陽極上金屬鎳電化學溶解使鎳離子不斷進入溶液，從而提供了陰極電沉積所需的鎳離子。但當陰極面積不夠大或鍍液中活化劑不夠時，將導致陽極鈍化而析出氧。
鍍鎳電鍍液的配製過程①在備用槽中，用熱去離子水溶解計量的硫酸鎳、氯化鎳和計量1/2的硼酸。②加熱至50～65℃，加活性炭3g/L，攪拌2h，靜置2h，過濾，將無炭粒的溶液轉入已清洗乾淨的工作槽中。③攪拌下，加入其餘量硼酸，調pH到3.0，在50～65℃下，用瓦楞形陰極，在0.3～0.5A/dm2下電解，直至陰極板上鍍層顏色均勻一致為止。一般通電量需達4Ah/L。調pH及液位，分析鍍液成分。試鍍。如果所用硫酸鎳、氯化鎳等材料純度低，則需在加活性炭之前，先加H2O21～3ml/L，攪拌半小時，加熱至65℃，保持半小時，再加活性炭並繼續按步驟進行。電鍍液的配方優選180～260g/L硫酸鎳、40g/L硼酸、25g/L氯化鎳進行調配。
電鍍液各成分作用主鹽硫酸鎳是鍍鎳溶液的主要成分，在鍍鎳中，控制Ni2+濃度55～75g/L。提高主鹽濃度，可以提高鍍層的沉積速度，並能使允許電流密度範圍擴大，但主鹽濃度太高會導致鍍液分散能力降低。主鹽濃度降低導致鍍層沉積速度降低，嚴重時會導致高電流區鍍層燒焦。為了保證陽極正常溶解，防止陽極鈍化，鍍液中需要陽極活化劑，鎳的滷族化合物如氯化鎳、溴化鎳等可以作為鎳陽極活化劑。氯化鎳濃度不能太高，否則會使鍍層應力增加，一般以氯化鎳不大於30g/L為宜。緩衝劑硼酸是鍍鎳溶液最好的緩衝劑。它可以將鍍液的酸度控制在一定範圍之內，為了達到最佳緩衝效果，硼酸濃度不能低於30g/L，最好保持在40～50g/L。添加劑的加入，改善了鍍液的陰極極化，使鍍層均勻細緻並具有半光亮鎳的光澤，同時改善了鍍液的分散能力。添加劑的主要成分是應力消除劑，由於添加劑的加入，降低了鍍層的內應力，隨著添加劑的濃度變化，可以使鍍層內應力由張應力改變為壓應力；能起到這種作用的材料有如萘磺酸、對甲苯磺醯胺、糖精等。添加劑成分選配合適，可以使鍍層均勻細緻有光澤並且可焊性好。潤溼劑能降低鍍液的表面張力，使表面張力降至35～37dyn/cm，這有利於消除鍍層的針孔、麻點。
操作條件pH控制在3.8～4.6為宜。當pH一定時，隨著電流密度增加，電流效率也增加。pH高，鎳的沉積速度快，但pH太高將導致陰極附近出現鹼式鎳鹽沉澱，從而產生金屬雜質的夾雜，使鍍層粗糙、毛刺和脆性增加。pH低些，鍍層光澤性好，但pH太低導致陰極電流效率降低，沉積速度降低，嚴重時陰極大量析氫，鍍層難以沉積。使用可溶性陽極的鍍液，隨著電極過程的進行，鍍液pH逐漸升高。使用不溶性陽極的鍍液，由於陽極析氧，使鍍液中OH-濃度減少，從而pH會降低。操作溫度對鍍層內應力影響較大，提高溫度可降低鍍層內應力，當溫度在10～35℃時，鍍層內應力有明顯降低，到60℃以上，鍍層內應力穩定。一般維持操作溫度50～65℃為宜。鍍液操作溫度的升高，提高了鍍液中離子的遷移速度，改善了溶液的電導，從而改善了鍍液的分散能力和深鍍能力，使鍍層分布均勻。同時溫度升高也可以允許使用較高的電流密度，這對高速電鍍極為重要。電流密度在達到最高的允許電流密度之前，陰極電流效率隨電流密度的增加而增加。在正常的操作條件下，當陰極電流密度4A/dm2時，電流效率可達97％，而鍍層外觀和延展性都很好。攪拌能有效地清除濃差極化，保證電極過程持續有效地進行，同時也有利於陰極表面產生的少量氫氣很快逸出，減少可能出現的針孔、麻點。攪拌方式可採用鍍液連續過濾、陰極移動和空氣攪拌，或者選擇其中的兩者相配合。對於高速鍍鎳，其電流密度高達20A/dm2以上，為了更好的清除濃差極化，應配有鍍液噴射的專用設備。鍍液連續過濾是必要的，它可及時清除鍍液中的機械雜質，又能保持鍍液流動。
綜上所述，本發明技術方案採用「先衝再鍍」式工藝，在衝制過程中模具磨損減少，產品品質較穩定；衝切面露底材面降低到最低點，有效消除存放過程中的生鏽現象，延長產品的使用壽命；衝制後電鍍所耗費的原料減少，明顯降低了電鍍成本；工藝改進簡化了清洗環節；產生了良好的經濟效益和社會效應。
以上僅是本發明的具體應用範例，對本發明的保護範圍不構成任何限制。凡採用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本發明權利保護範圍之內。
權利要求
1.電池正負極連接件的製造工藝，其特徵在於包括以下步驟——①衝壓送料、衝制、收料；②電鍍首先在40～70℃的溫度範圍、20～65A的電流範圍內進行陰極和陽極電解除油；用50～70℃熱純水進行水洗；再活化處理；接著於15～50A、50～65℃、PH值3.8～4.6的條件下在鎳電鍍液中進行鍍鎳；用純水進行水洗；然後用50～60℃熱純水進行水洗；烘乾，收料；③包裝。
2.根據權利要求1所述的電池正負極連接件的製造工藝，其特徵在於步驟②的電鍍，首先在55℃、25A條件下進行陰極和陽極電解除油；用60℃熱純水進行水洗；再活化處理；接著於30A、55℃、PH值4.0的條件下在鎳電鍍液中進行鍍鎳；用純水進行水洗；然後用55℃熱純水進行水洗；烘乾，收料。
3.根據權利要求1或2所述的電池正負極連接件的製造工藝，其特徵在於所述鎳電鍍液按180～260g/L硫酸鎳、40g/L硼酸、25g/L氯化鎳調配而成。
全文摘要
本發明涉及電池正負極連接件的製造工藝，包括以下步驟①衝壓送料、衝制、收料；②電鍍首先在40～70℃的溫度範圍、20～65A的電流範圍內進行陰極和陽極電解除油；用50～70℃熱純水進行水洗；再活化處理；接著於15～50A、50～65℃、pH值3.8～4.6的條件下在鎳電鍍液中進行鍍鎳；用純水進行水洗；然後用50～60℃熱純水進行水洗；烘乾，收料；③包裝。本發明採用「先衝再鍍」式工藝，在衝制過程中模具磨損減少，產品品質較穩定；衝切面露底材面降低到最低點，有效消除存放過程中生鏽現象；衝制後電鍍所耗費的原料減少，明顯降低了電鍍成本；工藝改進簡化了清洗環節，經濟效益和社會效應顯著。
文檔編號C25D3/02GK1976096SQ20061016123
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月15日 優先權日2006年12月15日
發明者李金龍 申請人:蘇州海創電子有限公司