超低面密度、高开孔率的泡沫镍及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种超低面密度、高开孔率的泡沫镍及其制作方法。该方法，以聚氨酯泡绵作为基体，包括基体导电化处理、电沉积镀镍和氢气气氛下热处理过程，在基体导电化处理之前增加聚氨酯泡绵孔型梳理的过程。本发明专利技术的有益效果是：在聚氨酯泡绵导电化处理之前增加了孔型梳理的过程，改变了泡绵孔型原有结构，增大了泡绵的开孔率，消除了纵、横向之间的差异，以此为基体制作的泡沫镍在降低面密度的同时，其各项物理性能得到明显改善，生产的泡沫镍既适用于高端产品提升电池性能又适用于低端产品降低材料成本，可制作高容量动力电池。

Foamed nickel with ultra-low surface density and high porosity and method for making the same

The invention discloses a foamed nickel with ultra-low surface density and high porosity and a method for making the same. This method, with polyurethane foam as the matrix, including matrix conductive treatment, electrodeposition of nickel and hydrogen atmosphere heat treatment process, increase the process of polyurethane foam pass before combing electrochemical processing of matrix guide. The beneficial effect of the invention is: the process of combing pass before polyurethane foam conductive treatment, change the original structure of global cotton pass, increase the opening rate of foam, eliminating the difference between vertical and horizontal, as a matrix made of nickel foam in the lower surface density at the same time, the the physical properties are significantly improved, the production of foam nickel is not only suitable for high-end products to enhance the cell performance and is suitable for low-end products to reduce the cost of materials, production of high capacity power battery.

【技术实现步骤摘要】
超低面密度、高开孔率的泡沫镍及其制作方法
本专利技术涉及一种泡沫镍的制作方法，特别涉及一种超低面密度、高开孔率的泡沫镍及其制作方法。
技术介绍
普通泡沫镍材料(如：海绵状泡沫镍材料）作为具有多孔的金属镍网板，是一种用于制作电池电极的材料，其基本的生产工艺主要包括：首先将聚氨酯泡绵导电化，其次进行电沉积，最后热处理除掉泡绵基体并改变镍的晶体结构。其中，导电化处理一般包括化学镀、涂覆导电胶和真空镀三种，电沉积是在镍盐中镀镍，热处理是在还原气氛下高温进行的。普通泡沫镍作为电池电极的集流体和活性物质的载体，制作电池电极板时，利用这些空隙，可使极板活性物质得到充分利用，增大反应面积，减小内阻，从而提高电池性能，但目前生产的普通泡沫镍的面密度都在250g/m2以上，纵、横向存在明显差异，且开孔率较低，对提高电池活性物质的填充量，提高电池的质量等有较大难度，很难适应动力电池的发展需求。
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种降低面密度、增大泡绵开孔率的超低面密度、高开孔率的泡沫镍及其制作方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种超低面密度、高开孔率的泡沫镍，其特征在于：所述泡沫镍面密度为150〜200g/m2,厚度为1.0〜1.6mm。该超低面密度、高开孔率的泡沫镍的制作方法，以聚氨酯泡绵作为基体，包括基体导电化处理、电沉积镀镍和氢气气氛下热处理过程，其特征在于：在基体导电化处理之前增加聚氨酯泡绵孔型梳理的过程。该超低面密度、高开孔率的泡沫镍的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：⑴聚氨酯泡绵孔型梳理：将聚氨酯泡绵进行孔型梳理，改变原有的泡绵孔型结构，消除泡绵纵、横向之间的差异；⑵基体导电化处理：孔型梳理过的聚氨酯泡绵通过预抽真空的方法将聚氨酯泡绵中夹带的水分、液体、气体与杂质净化掉，最后利用磁控真空溅射的方法进行导电化处理，制得导电化聚氨酯泡绵基体；⑶电沉积镀镍：聚氨酯泡绵经导电化处理后先经过5%〜10%的定比例拉伸，然后以电沉积方式进行电铸，形成不同面密度的泡沫镍；⑷氢气气氛下热处理：将仍存留在泡沫镍内部的聚氨酯泡绵骨架通过明火燃烧将其清除，然后通过高温氧化处理除掉尚未充分分解的泡绵残余物以及中间品表面存留的积碳，最后在氢气氛围下进行还原烧结，改善其晶体结构，得到超低面密度、高开孔率的泡沫镍。步骤⑴中聚氨酯泡绵孔型梳理包括氧化溶解、还原、一级清洗、二级清洗、挤压干燥、烘干整形以及附属的循环、传动控制系统。步骤⑶中电沉积方式为连续化带状的连续作业方式。本专利技术的有益效果是：在聚氨酯泡绵导电化处理之前增加了孔型梳理的过程，改变了泡绵孔型原有结构，增大了泡绵的开孔率，消除了纵、横向之间的差异，以此为基体制作的泡沫镍在降低面密度的同时，其各项物理性能得到明显改善，生产的泡沫镍既适用于高端产品提升电池性能又适用于低端产品降低材料成本，可制作高容量动力电池。具体实施方式通过下面的实施例可以更好的理解本专利技术.实施例1:取连续聚氨酯泡绵(厚度1.6mm、宽度1000mm)两卷各50m，一卷标识为I，另一卷经过孔型梳理，标识为II，将I、II用相同工艺进行真空溅射导电化处理，磁控真空溅射工艺参数：控制溅射能量6〜13kw，速度0.3〜8m/min连续溅射，溅射保底真空度（0.3〜3.0)X10-2Pa，充入氩气溅射时真空度（1〜4)X10-1Pa，然后将I、II放入普通泡沫镍用电解槽中，相同工艺条件下电沉积，沉积280g/m2终止电沉积，再将I、II在相同条件下进行热处理，其工艺参数为：氧化温度600〜650°C，停留时间15min，还原温度800〜1000°C，停留时间40min，分解气流量25m3/h。I为普通泡沫镍，II为本专利技术超低面密度、高开孔率的泡沫镍。取上述本专利技术得到的泡沫镍II与普通泡沫镍I做理化性能测试，结果如表1所示。表1性能III厚度（mm)1.61.6PPI95120面密度（g/m2)280280纵向拉伸强度（N/cm2)80100横向拉伸强度（N/cm2)60100柔韧性(次）67镍（％)99.699.6铁（ppm)7575铜（ppm)88锰（ppm)4242硫（ppm)2828碳（ppm)8585表1中的柔韧性测试是用直径为25mm的不锈钢棒卷绕泡沫镍一圈，不开裂为一次，打开再卷绕，重复上述动作，直到开裂为止所卷绕的次数，下同。从表1可以看出，采用本专利技术所制作的的泡沫镍，在其面密度与普通泡沫镍相同时，其机械性能(抗拉强度、柔软性）明显优于现有技术制作的泡沫镍，尤其是横向拉伸强度远远大于普通泡沫镍。实施例2:按实施例1所述，只改变第II卷的电沉积面密度为150g/m2,其它工艺条件不变。取上述本专利技术得到的泡沫镍II与普通泡沫镍I做理化性能测试，结果如表2所示。表2性能III厚度（mm)1.61.6PPI95120面密度（g/m2)280150纵向拉伸强度（N/cm2)8085横向拉伸强度（N/cm2)6085柔韧性(次）67镍（％)99.699.6铁（ppm)7575铜（ppm)88锰（ppm)4242硫（ppm)2828碳（ppm)8585从表2可以看出，采用本专利技术所制作的泡沫镍，在其面密度远远低于普通泡沫镍时，其机械强度仍优于普通泡沫镍。实施例3:按实施例1所述，改变第II卷聚氨酯泡绵的厚度为1mm，电沉积面密度为150g/m2,其它工艺条件不变。取上述本专利技术得到的泡沫镍II与普通泡沫镍I做理化性能测试，结果如表3所示。表3性能III厚度（mm)1.61.0PPI95140面密度（g/m2)280150纵向拉伸强度（N/cm2)8090横向拉伸强度（N/cm2)6090柔韧性(次）68镍（％)99.699.6铁（ppm)7575铜（ppm)88锰（ppm)4242硫（ppm)2828碳（ppm)8585从表3可以看出，采用本专利技术所制作的泡沫镍，在其面密度和厚度都低于普通泡沫镍时，其机械强度也较普通泡沫镍要好。上述实施例和性能测试比较表明，本专利技术制作的泡沫镍，其机械性能远远高于普通泡沫镍，尤其是横向拉伸强度得到显著改善，消除了泡沫镍横、纵向的差异，降低了成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】
超低面密度、高开孔率的泡沫镍，其特征在于

【技术特征摘要】
1.超低面密度、高开孔率的泡沫镍，其特征在于：所述泡沫镍面密度为150〜200g/m2,厚度为1.0〜1.6mm。2.如权利要求1所述的超低面密度、高开孔率的泡沫镍的制作方法，以聚氨酯泡绵作为基体，包括基体导电化处理、电沉积镀镍和氢气气氛下热处理过程，其特征在于，在基体导电化处理之前增加聚氨酯泡绵孔型梳理的过程。3.如权利要求2所述的超低面密度、高开孔率的泡沫镍的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：⑴聚氨酯泡绵孔型梳理，将聚氨酯泡绵进行孔型梳理，改变原有的泡绵孔型结构，消除泡绵纵、横向之间的差异；⑵基体导电化处理：孔型梳理过的聚氨酯泡绵通过预抽真空的方法将聚氨酯泡绵中夹带的水分、液体、气体与杂质净化掉，最后利用磁控真空溅射的方法进行导电化处理，制得导电化聚氨酯泡绵基体；⑶电沉积...

【专利技术属性】
技术研发人员：余兴华，易秋珍，钟建夫，朱济群，
申请(专利权)人：常德力元新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43