一種鍍鎳鋁極耳的製備方法

2023-05-06 23:44:16

專利名稱：一種鍍鎳鋁極耳的製備方法
技術領域：
本發明屬於電池製造的技術領域，涉及一種鋰電池和鋰離子電池使用的鋁極耳的 製備方法。
背景技術：
鋁及鋁合金具有密度小、延展性和韌性好、易於加工等優良性能，廣泛作為鋰電池 和鋰離子電池的極耳。這裡的鋰離子電池包括聚合物鋰離子電池、軟包裝鋰離子電池和硬 殼鋰離子電池。然而，鋁及鋁合金本身易受腐蝕、不耐磨、接觸電阻大、焊接困難。而鎳金屬 表面能迅速生成極薄的鈍化膜，較鋁極耳有更好抵抗腐蝕能力。因此，多採用鉚接、超聲波 點焊或雷射焊等方式，在電池使用的鋁極耳上連接鎳極耳(即轉鎳)，再將鎳極耳的另一頭 焊接在IC電路板上。這樣，正極極片到IC電路板之間存在」鋁-鋁」、」鋁-鎳」、」鎳-銅 「幾個連接點(或焊點)。由於這種連接點或焊點屬於點連接，連接面積小，存在連接(或焊 接)不牢、虛連接(或虛焊)、連接點(或焊點)接觸電阻大、連接點(或焊點)存放時易被 氧化等問題，造成製備的電池存在批次性能不穩定等問題。轉鎳過程使用的鎳極耳的大小 為30mmX3mmX0. 1mm，使用昂貴鎳金屬的量較大，此外，轉鎳增加了製備電池步驟，從而增 加了電池的成本。實用新型專利200820215661. 6涉及一種一端有鎳層的鋁極耳，實用新型專利 200820009887.0涉及一種一端表面覆上鎳、銅、錫或其它可以直接上錫的金屬的鋁極耳。專 利200810236321. 6涉及一種一端鍍有鎳層的鋁極耳。實用新型專利200920058776. 3涉 及一種不需轉鎳的鋁極耳，其正極在鋁極耳外還有鎳鍍層。實用新型專利200920042215. 4 涉及一種聚合物鋰電池使用的鋁極耳卷料，該鋁極耳與卷盤之間有一段鍍鎳層。實用新 型專利ZL2008202125092涉及一種鋰電池鋁極耳，包括帶狀鋁條，在鋁條的一端有化學 鍍鎳層。不過，該專利並沒有涉及鍍鎳鋁極耳的具體製備方法和完整的結構形式。專利 CN101436653A公開了一種鋰電池極耳的製作工藝，增加了極耳基材金屬帶的預處理和表面 處理或極耳基材金屬帶的表面處理，可以有效除去金屬帶表面的氧化物，且增強了金屬帶 的表面活性。然而，該專利使用的仍然是一般的轉鎳技術。專利CN100337346C涉及一種不 同形狀的鋰離子電池極耳的製備方法。以上專利雖然涉及試圖製備鋁條鍍鎳的思路，但並沒有涉及鋁條鍍鎳的具體方 法。雖然在鋁金屬或鋁合金上電鍍鎳層已經進行了不少的研究，然而通常在鋁金屬或鋁合 金上鍍鎳是為了改善其外觀和防腐，而作為鍍鎳鋁條作為極耳使用時，極耳是封裝在電池 內部中，並不需要考慮鍍鎳鋁極耳的外觀，重點考慮對極耳使用的特性要求，如鍍層電阻率 的大小、鍍層散熱的速率快慢、鍍層上錫性能、耐彎曲性能等。由於對鍍鎳鋁極耳的不同性 能要求，因此，必須採用區別於傳統的電鍍方法製備鍍鎳鋁極耳。

發明內容
為實現本發明的目的採用的方案是將大片鋁片先在浸鋅溶液中進行浸鋅處理，再在電鍍的鍍鎳溶液中進行鍍鎳處理，最後將鍍鎳的大片鋁片裁剪為鍍鎳鋁極耳。(1)配方浸鋅溶液的配方，以IOOOml的浸鋅溶液計ZnSO480g --150g
FeCl3 6H200. 5g 『 5g
NiSO4 6H2030g 乂 60gNa3C6H5O7 · 2H20IOg 30gNaKC4H4O6 · 4H20120g 240gNaOHIOOg 240gNaNO30. 5g IOg浸鋅處理的時間為1秒 120秒；電鍍鍍鎳溶液配方，以IOOOml的鍍鎳溶液計NiSO4 · 6H20240g 300g
NiCl2 · 6H202g 20g
H3BO335g ～70g
MgSO4 · 7H2030g --70g
表面活性劑A0 『12g
表面活性劑B0 '2. Og配方中表面活性劑A和表面活性劑B的用量不能同時取0值。(2)電鍍條件鍍液溫度50°C 80°C ；鍍液pH 3. 1 5. 5 ；電鍍的直流電0. ΙΑ/dm2 2. OA/dm2 ； 電鍍時間1秒 50分鐘。所述的表面活性劑A是指十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或烷基酚聚氧乙烯 醚。所述的表面活性劑B是指硬脂酸、卵磷脂、甜菜鹼、脂肪酸甘油酯或聚山梨酯。(3)製備過程將大片鋁片先進行浸鋅處理，再進行鍍鎳處理，最後將鍍鎳的大片鋁片裁剪為鍍 鎳鋁極耳。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明進一步說明。實施例僅是對本發明的進一步補充和說 明，而不是對本發明專利的限制。實施例1浸鋅溶液的配方，以IOOOml的浸鋅溶液計ZnSO480FeCl3 · 6H200. 5NiSO4 · 6H2030gNa3C6H5O7 · 2H20 IOgNaKC4H4O6 · 4H20 120g
NaOHIOOgNaNO30. 5g電鍍鍍鎳溶液配方，以IOOOml的鍍鎳溶液計NiSO4 · 6H20240gNiCl2 · 6H202gH3BO335gMgSO4 · 7H2030g十二烷基硫酸鈉 6g脂肪酸甘油酯2g電鍍條件鍍液溫度50°C ；鍍液pH 3. 1 ；電鍍電流為直流電0. ΙΑ/dm2 ；電鍍時間 1秒。製備過程將大片鋁片先進行浸鋅處理，浸鋅處理的時間為1秒，再進行鍍鎳處理，最後將鍍 鎳的大片鋁片裁剪為長χ寬χ厚為81mmX5mmX0. 1mm，面積為405mm2的鍍鎳鋁極耳。實施例2浸鋅溶液的配方，以IOOOml的浸鋅溶液計ZnSO4150gFeCl3 · 6H205gNiSO4 · 6H2060gNa3C6H5O7 · 2H20 30gNaKC4H4O6 · 4H20 240gNaOH240gNaNO3IOg電鍍鍍鎳溶液配方，以1000ml的鍍鎳溶液計NiSO4 · 6H20 300gNiCl2 · 6H20 20gH3BO370gMgSO4 · 7H20 70g硬脂酸2. Og(2)電鍍條件鍍液溫度80°C ；鍍液pH5. 5 ；電鍍電流為直流電2A/dm2 ；電鍍時間50分鐘。製備過程將大片鋁片先進行浸鋅處理，浸鋅處理的時間為120秒。再進行鍍鎳處理，最後將 鍍鎳的大片鋁片裁剪為長χ寬χ厚為80mmX4mmX0. 3mm，面積為320mm2的鍍鎳鋁極耳。實施例3浸鋅溶液的配方，以IOOOml的浸鋅溶液計ZnSO490gFeCl3 · 6H203gNiSO4 · 6H2045g
Na3C6H5O7 · 2H2020gNaKC4H4O6 · 4H20180gNaOH240gNaNO38g電鍍鍍鎳溶液配方，以1000ml的鍍鎳溶液計NiSO4 · 6H20300gNiCl2 · 6H20 20gH3BO340 gMgSO4 · 7H20 50g十二烷基苯磺酸鈉12g(2)電鍍條件鍍液溫度600C ；鍍液ρΗ4· 5 ；電鍍電流為直流電:0. 15A/dm2 ；電鍍時間20分鐘。製備過程將大片鋁片先進行浸鋅處理，浸鋅處理的時間為60秒。再進行鍍鎳處理，最後將 鍍鎳的大片鋁片裁剪為長χ寬χ厚為80mmX5mmX0· 4mm，面積為400mm2的鍍鎳鋁極耳。實施例4(1)配方浸鋅溶液的配方，以IOOOml的浸鋅溶液計(/L)ZnSO4120gFeCl3 · 6H201. 5gNiSO4 · 6H2060gNa3C6H5O7 · 2H2018gNaKC4H4O6 · 4H20200gNaOH240gNaNO35g電鍍鍍鎳溶液配方，以1000ml的鍍鎳溶液計NiSO4 · 6H20240gNiCl2 · 6H20 20gH3BO335gMgSO4 · 7H20 30g烷基酚聚氧乙烯醚3g甜菜鹼2g(2)電鍍條件鍍液溫度70 ；鍍液pH 5. 0 ；電鍍電流為直流電0. 8A/dm2 ；電鍍時間30分鐘。(3)製備過程將大片鋁片先進行浸鋅處理，浸鋅處理的時間為10秒。再進行鍍鎳處理，最後將 鍍鎳的大片鋁片裁剪為長χ寬χ厚為IOOmmX 5mmX0. 4mm，面積為500mm2的鍍鎳鋁極耳。
權利要求
一種鍍鎳鋁極耳的製備方法，其特徵在於在大片鍍鎳鋁片先在浸鋅溶液中進行浸鋅處理，再在電鍍的鍍鎳溶液中進行鍍鎳處理，最後將製備的大片鍍鎳鋁片裁剪為鍍鎳鋁極耳，其中所述的浸鋅溶液的配方，以1000ml的浸鋅溶液計ZnSO4 80g～150gFeCl3·6H2O0.5g～5gNiSO4·6H2O30g～60gNa3C6H5O7·2H2O10g～30gNaKC4H4O6·4H2O120g～240gNaOH 100g～240gNaNO3 0.5g～10g浸鋅時間為1秒～120秒；所述的電鍍鍍鎳溶液配方，以1000ml的鍍鎳溶液計NiSO4·6H2O 240g～300gNiCl2·6H2O 2g～20gH3BO335g～70gMgSO4·7H2O 30g～70g表面活性劑A 0g～12g表面活性劑B 0g～2.0g在上述配方中，表面活性劑A和表面活性劑B的用量不能同時取0值；電鍍條件為鍍液溫度50℃～80℃；鍍液pH 3.1～5.5；電鍍的直流電0.1A/dm2～2.0A/dm2；電鍍時間1秒～50分鐘。
2.根據權利要求1所述的一種鍍鎳鋁極耳的製備方法，其特徵在於所述的表面活性劑 A是指十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或烷基酚聚氧乙烯醚。
3.根據權利要求1所述的一種鍍鎳鋁極耳的製備方法，其特徵在於所述的表面活性劑 B是指硬脂酸、卵磷脂、甜菜鹼、脂肪酸甘油酯或聚山梨酯。
4.根據權利要求1所述的一種鍍鎳鋁極耳的製備方法，其特徵在於所述的配方中表面 活性劑A和表面活性劑B的用量不能同時取0值。
全文摘要
本發明屬於電池製造的技術領域，涉及一種鋰電池和鋰離子電池使用的鋁極耳的製備方法。其特徵在於首先將大片鋁片在浸鋅溶液中進行浸鋅處理，再在電鍍鍍鎳溶液中進行鍍鎳處理，最後將鍍鎳的大片鋁片裁剪為鍍鎳鋁極耳。其中，所述鍍鎳溶液配方(g/L)NiSO4·6H2O 240～300，NiCl2·6H2O 2～20，H3BO3 35～70，MgSO4·7H2O 30～70，表面活性劑A 0～12，表面活性劑B 0～2.0；所述的浸鋅溶液的配方(g/L)ZnSO4為80～150，FeCl3·6H2O為0.5～5，NiSO4·6H2O為30～60，Na3C6H5O7·2H2O為10～30，NaKC4H4O6·4H2O為120～240，NaOH為100～240，NaNO3為0.5～10。採用鍍層鋁極耳作為電池正極集流體的鋰離子電池具有製備工序簡單，安全可靠等顯著優點。
文檔編號H01M2/22GK101899696SQ20101024161
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月30日 優先權日2010年7月30日
發明者童慶松 申請人:福建師範大學