一種海綿狀泡沫鎳的製備方法
2023-06-01 16:05:16
專利名稱：一種海綿狀泡沫鎳的製備方法
技術領域：
本發明屬於海綿狀的金屬網板的製備方法，特別涉及用於作蓄電池極板和鎳加氫催化劑的海綿狀泡沫鎳的製備方法。
海綿狀泡沫鎳是由金屬鎳構成的有許多較小孔隙的一片鎳網板。這種稱之為海綿狀泡沫鎳的網板可以用來作高效高能蓄電池的電極板，由於有許多小孔隙，使鎳極板充分與蓄電池液接觸，接觸面積增大，而提高了蓄電池的性能。這種海綿狀泡沫鎳，還可以作為鎳加氫催化劑用於化學工業。可以說，它是用途廣泛的金屬網板。
已有的海綿狀泡沫鎳的製備方法，主要包括基底粗化、製作電鍍用陰極、鍍鎳、熱處理等過程。其中基底粗化是選用聚醚聚胺脂作基底，通過粗化使其孔隙變大，增加表面粗造程度。通常是用酸作粗化液。其中的製作電鍍用陰極，是將粗化後的基底(聚醚聚胺脂泡沫)用鹼中和粗化液，再水洗乾燥，浸入水溶性的導電膠中，導電膠的主要成分是石墨，經涼曬乾燥後，製作成電鍍用的陰級。其中的鍍鎳，是將製作好的電鍍用陰極裝夾放入含鎳離子的電鍍液中，對浸有水溶性的導電膠的基底通電鍍鎳。鍍鎳時間約(40～50)分鐘。熱處理過程是將鍍鎳後的基底水洗乾燥後，在(800～900)℃的溫度下，保溫1小時，燒去聚醚聚胺脂，剩下來的就是有許多孔隙的鎳網板。還可以通過校平、裁切、製成蓄電池的電極板或用於催化劑時的形狀。
通過上述過程製備的海綿狀泡沫鎳，只能製備出小塊的海綿狀泡沫鎳，而且鍍層不均勻。這是因為導電膠是水溶性的，靠近電鍍用陰極的邊緣部分鍍上鎳時，中間部分還沒有被鍍上鎳，而導電膠已經被電鍍液溶掉的緣故。由於導電膠主要成分是石墨，溶於電鍍液中，對電鍍液造成汙染，直接影響到鍍層的純度。同時，被汙染的電鍍液要經常更換，造成電鍍液的浪費，還造成對環境的汙染影響操作人員的健康。
本發明的目的在於改進已有技術的製備工藝過程，以克服已有技術的不足，製備出大面積的均勻的純度高的海綿狀泡沫鎳，並減少電鍍液的損耗和對環境的汙染。
本發明的海綿狀泡沫鎳的製備方法，其過程主要包括基底粗化或選用粗化過的聚醚聚胺脂作基底，用磁控濺射方法製作電鍍用陰極、鍍鎳、熱處理等。基底粗化過程與已有技術是相同的。也可以直接使用經過粗化的聚醚聚胺脂作基底製作電鍍用陰極;再經鍍鎳、水洗乾燥，進行熱處理。本發明所說的製作電鍍用陰極不是使用導用膠作電鍍的導體，而是採用磁控濺射的方法，在鍍膜機中，以純鎳為靶，通電後在基底的表面和孔隙內生長鎳，從而形成金屬鎳作導體的電鍍用陰極。將此電鍍用陰極裝夾，置於含鎳離子的電鍍液中進行鍍鎳，時間為(40～50)分鐘。最後的熱處理是在(800～900)℃溫度下保溫1小時，燒掉聚醚聚胺脂基底而成為海綿狀泡沫鎳。
用濺射法製作電鍍用陰極時，在氬氣氣氛中控制電流密度在(0.1～1.5)×10-2A/cm2範圍，控制濺射時間在(20～100)秒，兩電極間距離在(10～30)cm間;在濺射前先抽真空，真空度為(0.8～3.5)×10－5毫米汞柱，充入氬氣後真空度在(2～3.5)×10－4毫米汞柱。
用濺射法製作電鍍用陰極時，電流密度、濺射時間影響到基底上鎳單質的質量，濺射過多，聚醚聚胺脂表面被糊死，在鍍鎳時，基底內部將鍍不到鎳;濺射過少，鍍鎳時，鎳生長不夠牢固。因而，電流密度最好控制在(0.2～0.5)×10-2A/cm2，濺射時間最好控制在(30～60)秒。
為製作不同用途的海綿狀泡沫鎳，還需要校平、裁切、以達到實際應用的形狀和大小，再包裝形成產品，便於運輸、保管和使用。
由於本發明使用磁控濺射方法製作電鍍用陰極，在電鍍時，濺射到聚醚聚胺脂泡沫上的鎳不溶於電鍍液，使鎳的鍍層均勻而且牢固，可以製備大塊的海綿狀泡沫鎳，每塊面積可達1m2以上，且整塊是連續的;同時，由於不使用水溶性導電膠製作電鍍用陰極，而沒有雜質(主要是石墨)進入電鍍液，不僅使海綿狀泡沫鎳的純度高了，而且減少了電鍍液被石墨汙染而造成的電鍍液的浪費，大大降低了生產成本，還減少了對環境的汙染，改善了操作人員的工作條件。使用本發明的海綿狀泡沫鎳的製備方法，所得產品孔隙細密，表面積大，可以提高蓄電池或鎳加氫催化劑的使用效率。
權利要求
1.一種海綿狀泡沫鎳的製備方法，使用經過粗化的聚醚聚胺脂作基底，製作電鍍用陰極；經鍍鎳，水洗乾燥，熱處理等過程，製備出海綿狀泡沫鎳，所說的鍍鎳是在含鎳離子的電鍍液中進行，時間為(40～50)分鐘；所說的熱處理是在(800～900)℃溫度下保溫1小時，燒掉聚醚聚胺脂基底，本發明的特徵在於所說的製作電鍍用陰極是用磁控濺射的方法進行的，在鍍膜機中，以純鎳為靶，通電後，在基底表面和孔隙內生長鎳，形成含金屬鎳的電鍍用陰極。
2.按照權利要求1所述的海綿狀泡沫鎳的製備方法，其特徵在於用濺射方法製作電鍍用陰極時，在氬氣氣氛中，控制電流密度在(0.1～1.5)×10-2A/cm2範圍，控制濺射時間在(20～100)S，兩電極間距離在(10～30)cm之間，濺射前先抽真空，真空度為(0.8～3.5)×10-5毫米汞柱，充入氬氣後真空度在(2～3.5)×10－4毫米汞柱。
3.按照權利要求1或2所述的海綿狀泡沫鎳的製備方法，其特徵在於用濺射方法製作電鍍用陰極時，電流密度控制在(0.2～0.5)×10-2A/cm2，濺射時間為(30～60)S。
全文摘要
本發明的海綿狀泡沫鎳的製備方法屬用於作蓄電池極板和鎳加氫催化劑的鎳金屬網板的製備方法。使用粗化過的聚醚聚胺酯作基底，用磁控濺射方法製成電鍍用陰極，經電鍍鍍鎳、水洗乾燥、熱處理等過程製成海綿狀泡沫鎳。濺射法制電鍍用陰極時，以純鎳為靶，在氬氣氛中進行。用本發明的方法可製備出大面積海綿狀泡沫鎳，鍍層均勻牢固、整塊連續、無石墨雜質純度高、且不汙染環境；實際應用時，由於孔隙細密，接觸表面積大而效率高。
文檔編號H01M4/82GK1109922SQ95102640
公開日1995年10月11日 申請日期1995年3月11日 優先權日1995年3月11日
發明者石殿普, 張麗芳, 李文明 申請人:吉林大學