在导电性多孔网带上进行连续电沉积的方法和设备技术

本发明专利技术是关于在导电性多孔基体带上连续电沉积金属或合金制取多孔金属或合金带卷的方法和设备。它将基体带在网状传送带的支撑下，一同沿水平方向导入两级镀槽内，基体带被沉积上金属后，导入收带轮，传送带与之脱离，从镀槽下面返回镀槽口。两级镀槽水平方向串联放置，镀槽内的镀液从贮液槽内通过泵打到其上方，遇到受镀带转向侧面，从进出带口流出，形成紊流，最终汇集贮液槽。该方法生产的多孔金属带卷克服了受镀带受张力影响易变形，镀带镀层不均匀以及大电流操作易发热等缺点。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
在导电性多孔网带上进行连续电沉积的方法和设备本专利技术是关于在导电性多孔基体带上连续电沉积金属或合金制取多孔金属或合金带卷的方法和设备。特别是关于碱性电池电极的发泡镍基板材料的制取方法和设备。发泡金属电极基板材料，一般将一定尺寸的片状绝缘性发泡基体表面金属化或涂覆导电涂料使之获得一定的导电性，然后进行电沉积，使镀层达到规定厚度，再将这种复合结构的多孔体热离解除去原先的聚合物骨架，并还原，烧结成具有三维网状结构的多孔材料。然而这种尺寸受到限制的片状材料不能满足现代电池的连续生产的需要。八十年代中后期，连续制取发泡的多孔金属带卷的方法越来越得到重视。最初的连续电沉积是将阴极辊浸入镀液中，获得一定的导电性的发泡基体带在阳极和阴极之间贴着阴极辊表面通过。这种方法存在的缺点是带的外侧镀层厚，而贴着阴极辊的一侧镀层薄，被镀带在施镀过程中受到张力，使带伸长孔隙变形，而且阴极辊表面被施加镀层，形成毛刺，影响电沉积过程进行。JP公开平1-290792(1989)提出一种水平走向的高电流密度的连续电沉积的方法。该方法获得初步导电性的基体带施镀达到要求厚度的一半，再以它作为另一基体的托带进行第二次沉积，而达到所需镀层厚度。第二根基体带又作为下一次的托带，这样每条基体带都经过两次电沿积。镀液用泵加压，经过多个喷嘴，垂直地高速穿过被镀基体带的孔隙。这种方法存在的主要缺点是作为托带的经过第一次电沉积的基体带，其强度不够，不能保证第二次沉积的顺利进行。再则垂直方向经过多喷嘴向受镀带表面高速喷射，会损坏表面的导电层，并使镀液受到污染。US 4978431(1970)介绍了一种受镀基体带上下往复走向的连续电沉积的方法。该方法使用的基体带是一种涂覆导电涂料的聚氨酯泡沫。基体带通过导辊依次反复上下经过多个镀区，使镀层达到要求的厚度。这种方法由于采用上下往复走向，布置紧凑，节省占地面积，但很难消除由于张力产生的孔隙变形。US，5100518(1992)介绍了一种在绝缘性薄带上(例如聚酰亚胺，厚0.05mm)上连续电沉积铜的方法。该方法采取水平方向走带，但带在放-->卷，通过镀槽和收卷过程中均保持侧立姿势。带经过两个阴极导电体(铍青铜片)导电。带的两个侧面安装两排阳极。镀液由泵进行循环。这种方法适用于致密的绝缘体薄带的连续电沉积。综上所述，目前采用连续电沉积方法制造发泡金属带卷，在技术上主要存在以下问题：(1)基体带在电沉积过程中受张力影响，而使孔隙和带体变形；(2)大电流操作的情况下阴极辊和导电滑块等部件易发热，受镀带与阴极辊接触部位易过热、打弧；(3)电沉积过程中易出现基体带外表面与内侧镀层不均匀，采用镀液强力冲击，虽然有所改善，但会对导电层和镀液带来不利影响。本专利技术的目的在于克服上述连续电沉积方法中存在的问题，设计一种水平式侧向紊流连续电沉积的方法和设备。本专利技术的主要特点在于受镀带基本上沿水平方向移动，并且采用绝缘体网状传送带作为托带，托着基体带一同移动，使基体带平整不变形，受张力影响可限制到最小程度。侧向紊流，既可避免对镀带表面导电层的强烈冲刷，也可增强内部孔隙中镀液的更新，促进气体排出，减少阴极极化，使镀层均匀。镀液从镀槽两侧的进出口流出，还可以起到冷却阴极辊和阴极辊至进出带口之间的受镀带的作用。镀槽前后两个阴极辊与相邻的过渡辊在排布方式上略呈一高一低，使受镀基体带在阴极辊的接触形成适当的包角，以加大接触面，改善导电状况。另外，为满足镀层厚度的要求，适应随镀层加厚而相应提高电流密度的操作，使受镀基体带连续经过两个镀槽，其电流密度也作相应提高。在第一级镀槽内基体带电阻较大，导电性差，因此以较高的电压、较小的电流密度进行沉积；第二极镀槽内基体带已电沉积上金属层电阻较小，导电性相对较好，因此以较低的电压、较高的电流密度进行沉积；最终达到要求的镀层厚度。当然，如果要求更厚的镀层，也可以串联第三级、第四级镀槽。本专利技术主要靠如下方法和设备实现。在导电性多孔带或经金属化处理的绝缘多孔带上进行连续电沉积的方法，是将上述的多孔带作为基体带依次从放带轮经导辊、阴极辊进入镀槽，出槽后再经阴极辊、导辊进入收带轮。其特点在于基体带从放带轮放出后，在网状绝缘体传送带的支撑下，一同基本上沿水平方向以每分钟15-100cm的速度导入镀槽内并且与位于镀槽前和镀槽后的阴极辊形成弧形接触包角；基体带连续电沉积-->上金属或合金层后，最终导入收带轮。镀槽内的镀液从贮液槽内泵到镀槽上方，经孔板流到基体带上后沿基体带流向侧面，从进带口和出带口流出，再经收液槽流到贮液槽内。镀液温度30-70℃。上述的电沉积的方法，使用两个电镀槽。第一个电镀槽的电流密度为10-35A/dm2，第二个电镀槽的电流密度为35-80A/dm2。其中的传送带从基体带进入镀槽前开始支撑，至基体带离开镀槽之后脱离；再从镀槽下面返回到镀槽入口前，形成闭环式传送。上述的电沉积的方法所使用的设备，由两个电镀槽、收液槽，一个贮液槽和一个闭环式传送带组成。两个镀槽以水平方向串联放置，贮液槽置于镀槽之下，每个镀槽留有进带口和出带口，在被镀带的上下侧各安装一个电位相同的、由金属钛制成的阳极框。在镀槽外面离开进出带口处各安装有阴极辊；再在阴极辊外侧安装有过渡导辊，该导辊的最高点稍高于阴极辊的最低点；在镀槽外围有一收液槽，收液槽装有流出管，通向贮液槽，贮液槽通过泵和管路与镀槽联接。上述方法所用设备，在其中的镀槽上方加盖一孔板；并在镀槽中与进出带口相对应的水平位置，安装一个由绝缘网体和框架构成的通道。下面结合附图详细说明附图1是以两个镀槽为例进行连续电沉积的方法和设备示意图。附图2镀槽(即沉积槽)结构示意图。附图3通道简图。在附图中，(1)放带轮、(2)基体带、(3)传送带、(4)-(9)过渡导辊、(10)-(11)张紧导辊、(10)为移动后的张紧辊)(12)收带轮、(13)-(16)阴极导辊、(17)第一级沉积槽、(18)第二级沉积槽、(19)贮液槽、(20)-(21)泵、(22)收液槽、(23)流出管、(24)沉积槽、(25)调节阀、(26)孔板、(28)通道框架、(27)、(29)阳极块、(27′)上阳极框、(29′)下阳极框、(30)、(30’)进出带口、(31)、(32)泵管路、(33)通道网体。如附图1所示，已赋与导电性的基体带(2)如聚氨酯泡沫塑料，通过放带轮(1)在传送带(3)的衬托下，导入电镀槽(17、18)，经电沉积达到镀层的厚度后，导入收带轮，(12)打卷。传送带进行闭环式传送，从基体带(2)进入第一级镀槽(17)前即导辊(4)位置开始衬托，至基体(2)离开第二级镀槽后即导辊(9)位置脱离。传送带(3)采用柔性绝缘体网带制成，孔径大约1mm左右，它靠张紧导辊(10、11)张紧，由主电机带动。张紧导辊、各过渡导辊(4-9)和阴极导辊的线速度一致。调整张-->紧导辊的位置如10至10’，使传送带张紧，达到提高传动可靠性的目的。基体带(2)初始进入镀槽时，由一段金属导带引入，导带的作用在于弥补基体带导电性不足，在阴极辊(13)与镀槽进带口(30)间架一导电桥。当通过阴极辊(16)之后，基体带(2)导入收带轮(12)。收带轮(12)通过自动控制保持与传送带(3)相同的线速度从而保证受镀基带(2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在导电性多孔带或经金属化处理的绝缘多孔带上进行连续电沉积的方法，是将上述的多孔带作为基体带依次从放带轮经导辊、阴极辊进入镀槽，出槽后再经阴极辊、导辊进入收带轮；其特征在于基体带从放带轮放出后，在网状绝缘体传送带的支撑下，一同以每分钟１５－１００ｃｍ的速度导入镀槽内；并且与位于镀槽前和镀槽后的阴极辊形成弧形接触包角；基体带连续电沉积上金属或合金层后，最终导入收带轮；镀槽内的镀液从贮液槽内泵到镀槽上方，经孔板流到基体带上后沿基体带流向侧面，从进带口和出带口流出，再经收液槽流到贮液槽内；镀液温度３０－７０℃。

【技术特征摘要】
1.一种在导电性多孔带或经金属化处理的绝缘多孔带上进行连续电沉积的方法，是将上述的多孔带作为基体带依次从放带轮经导辊、阴极辊进入镀槽，出槽后再经阴极辊、导辊进入收带轮；其特征在于基体带从放带轮放出后，在网状绝缘体传送带的支撑下，一同以每分钟15-100cm的速度导入镀槽内；并且与位于镀槽前和镀槽后的阴极辊形成弧形接触包角；基体带连续电沉积上金属或合金层后，最终导入收带轮；镀槽内的镀液从贮液槽内泵到镀槽上方，经孔板流到基体带上后沿基体带流向侧面，从进带口和出带口流出，再经收液槽流到贮液槽内；镀液温度30-70℃。2.如权利要求1所述的电沉积的方法，其特征在于使用两个电镀槽；第一个电镀槽的电流密度为10-35A/dm2；第二个电镀槽的电流密度为35-80A/dm2。  3.如权利要求1所述的电沉积的方法，其特征在于传...

【专利技术属性】
技术研发人员：于根新，
申请(专利权)人：天津市有色金属研究所，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]