一种镀Ni钢带、使用该钢带的电池钢壳及该钢壳的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种镀Ni钢带、使用该钢带的电池钢壳及该钢壳的制备方法，本发明专利技术的钢带先在内表面形成预镀镍层，然后经过热处理使预镀镍层与接触面相互渗透的表层及底层Fe‑Ni合金层，并在表层与底层Fe‑Ni合金层之间保留一部分镀Ni层，避免钢带在冲制成钢壳的过程中镀层易产生裂缝的问题；通过热处理形成的表层与底层Fe‑Ni合金层结构致密，一方面提供较好的防腐性能，另一方面Fe‑Ni合金层与Fe基体之间的结合力远远大于现有技术中镀层本身与Fe基体之间的结合力，不但提高了镀层本身与Fe基体之间的结合力，使钢壳冲制过程中镀层产生裂隙的问题大为改善、改善了电池长期贮存时的漏液问题，而保留部分镀Ni层可以防止Fe‑Ni合金层中的铁溶出。

【技术实现步骤摘要】
一种镀Ni钢带、使用该钢带的电池钢壳及该钢壳的制备方法
本专利技术涉及电池用钢带、钢壳
，具体指一种镀Ni钢带、使用该钢带的电池钢壳及该钢壳的制备方法。
技术介绍
电池用钢壳采用的是在铁基材表面镀镍的工艺，而镀镍工艺又通常分为预镀镍与后镀两种工艺。国外电池厂家主要使用预镀镍工艺。这种工艺是先在钢壳的原材料——钢带表面进行镀镍，成为预镀镍钢带后再进行拉伸冲制成钢壳。预镀镍工艺存在以下优点：(1)由于预电镀是先对钢壳的原材料钢带进行电镀，因此钢带表面电镀层的厚度就不会受到制约，从而使该工艺获得的钢壳内表面镍层具有足够的厚度；(2)钢壳在电镀后还可以进行合金化处理，进一步提高镀层的防腐蚀能力，从而节约镀层的厚度。而预镀镍工艺也存在下列问题：(1)材料成本高。由于镍是均匀镀在钢带上，冲制钢壳时产生的边角料上也有同样厚度的镍，造成镍的损耗与浪费比较大；(2)碱性电池使用这种工艺在长期贮存时电池容易引起漏液。预镀镍钢带在钢壳拉伸冲制过程中表面的镍层也被不断地拉伸变形，在位伸变形过程中镀层会产生裂隙、不良点等会不断被拉伸、扩大，形成大量直通基体的裂隙，在电池在长期贮存后，这些裂隙下面的钢带基体上的铁成份会逐渐溶出而引起电池漏液，影响电池的贮存寿命；(3)钢壳在拉伸冲制过程中产生的直通基体的裂隙容易导致电池外表面的生锈。为了解决上述问题，国内一些生产厂家开发了一种叫闪镀的技术，就是将预镀镍钢带冲成钢壳后，再在钢壳表面闪镀一层薄镍来填充镍裂隙，这种闪镀的一层薄镍虽然在短时间内特别是电池进行高温及高温高湿试验时有比较明显的改善效果，但这种闪镀镍层一方面由于镀层太薄而作用时间并不长，另一方面主这种闪镀镍层往往与基体镍层没有较好的结合力，闪镀层甚至会在镍基体表面形成龟壳状脱起，电池的实际长期贮存的效果并不理想。国内的电池用钢壳尤其是碱性电池用钢壳普遍采用的是后镀镍工艺，是先将原坯钢带拉伸冲制成钢壳，再对钢壳进行深孔镀镍。后镀镍工艺主要具有成本低、镀层表面致密性好的特点，但相对预镀镍钢壳也产生了一些新的问题：(1)受深孔电镀工艺的深镀能力限制，钢内表面镍镀层在厚度上存在着不足，通常钢壳内侧底部的镍镀层只能达到0.25左右，很难再增加，因为即使通过各种方法增加厚度(譬如曾有厂家镀到0.35微米)，镀层中的孔隙率就会大幅度增加，电池的贮存寿命迅速缩短，甚至一两年的时间就出现漏液。由于后电镀工艺生产的钢壳的表面的镍镀层比较薄，造成电池的贮存电性能相对较差，电池在贮存一定时间(譬如半年以上)电性的下降幅度要比预镀镍工艺的电池大5％左右；(2)受深孔电镀工艺的限制，钢壳外表面的电镀速度要远大于内表面的电镀速度，为了尽可能地增加内表面的镀层厚度就要同步增加外表面镀层的厚度，造成钢壳外表面的镀层厚度远高于钢壳外部正常防腐所需要的厚度，造成高价的镍金属的浪费与电镀成本的提高。例如，对于LR6钢壳来说，当内表面底部镀层厚度达到0.25微米时，钢壳头部镀层的厚度平均达到3.5微米以上，最厚处甚至超过了5微米，而外表面镍镀层的作用主要是防锈，通常2微米就足够了，这就造成镍用量的浪费、提高了电镀成本；(3)尽管后电镀工艺的镍镀层不再需要拉伸加工，理论上来说电镀层的致密性相对较好，但由于深孔电镀需要加入大量电镀添加剂等原因，电镀工艺及生产过程管理等问题会严重影响镀层质量，一旦工艺设计不合理或是镀槽液的控制出现波动，容量造成镀层孔隙率的大幅度上升等问题，严重时其孔隙率情况反而会高于预镀镍工艺生产的钢壳，电池的贮存寿命甚至会低于预镀镍工世；(4)后电镀工艺的镀层中存在着一定量的硫，它是电镀添加剂分解的产解，镀层中硫的存在会影响镀层的耐腐蚀性能，镀层在几个月的时间就会逐渐发黄氧化，同时影响到导电、造成电池使用时虚假的电量不足等问题；(5)切口处的镍花容易造成镍粉问题，混入电池后容易造成漏液。后电镀工艺还有一个更现实的问题：随着政府环保力度的加强，分散型的钢壳电镀厂家越来越感受到环保方面的压力，电镀的成本越来越高，如何提高电镀的生产效率也已经成为他们重点考虑的问题。综合起来，从技术角度来说，预镀镍工艺向电池提供的是电池贮存电性能方面的优势，因为钢壳对电池贮存电性能的影响与内表面的镀镍层的厚度有关，而与致密性无关；而电池的贮存寿命则不仅与镍镍层的厚度有关，更与镀镍层的致密性有关，后电镀工艺虽然在钢壳的内表面镍层厚度上有不足，但由于其致密性较好，因此在电池的贮存寿命方面反而要好于预镀镍工艺。因此，对于电池尤其是碱性电池来说，要同时达到贮存电性能与贮存寿命兼顾，就需要一种在钢壳内表面的厚度与致密性两者都得到兼顾的钢壳制造工艺，并且如果能够在生产成本等其它方面再有进一步的改进，则对于电池技术尤其是碱性电池技术来说将具有非同寻常的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能有效提高电镀层结合牢固度及致密性的镀Ni钢带。本专利技术所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种使用上述镀Ni钢带的电池钢壳，该电池钢壳具有较好的防腐蚀及防锈功能，使电池具有较好的贮存电性能。本专利技术所要解决的又一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种上述电池钢壳的制备方法，该方法能有效平衡钢壳内外镀层的厚度，提高生产效率、降低生产成本；同时提高镀层的致密性及其与钢壳基体之间的结合力，增强钢壳的防腐性能，避免电池漏液问题的发生，延长电池的储存寿命。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种镀Ni钢带，包括Fe基体，其特征在于：所述Fe基体的内表面上具有Ni镀层，该Ni镀层的表面具有Fe-Ni镀层或Fe镀层。在上述方案中，所述Ni镀层中靠近Fe基体的的部分在热处理作用下与Fe基体相互渗透合金化形成底层Fe-Ni合金层；当所述Ni镀层的表面为Fe镀层时，该Fe镀层在热处理作用下与所述Ni镀层相互渗透合金化形成表层Fe-Ni合金层，该表层Fe-Ni合金层与底层Fe-Ni合金层之间保留有一部分Ni镀层。作为优选，所述Fe基体表面未与Ni镀层相互渗透合金化状态下，所述Ni镀层的厚度为0.3～1.0μm，所述Fe基体表面与Ni镀层相互渗透合金化形成底层Fe-Ni合金层状态下，所述底层Fe-Ni合金层的厚度为0.15～0.6μm。优选地，所述表层Fe-Ni合金层的厚度为0.02～0.32μm。优选地，所述表层Fe-Ni合金层、层Fe-Ni合金层中Fe含量均为15％～85％。一种使用上述镀Ni钢带的电池钢壳，其特征在于：该电池钢壳由所述的镀Ni钢带拉伸冲制形成，所述钢带的内表面位于电池钢壳的内侧，所述钢带的外表面位于电池钢壳的外侧，且所述电池钢壳的外表面具有一层后电镀Ni层，该后电镀Ni层的厚度为0.5～5μm。一种电池钢壳的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)钢带预电镀钢带的预电镀包括预镀镍与预镀铁，预镀镍在钢带的内表面形成厚度为0.3～1.0μm的预镀镍层，预镀铁则是在该预镀镍层的表面形成厚度为0.01～0.2μm的预镀铁层；(2)钢带热处理将步骤(1)所得预电镀后的钢带在350℃以上进行热处理，使钢带内表面上的预镀镍层与Fe基体在交界处相互渗透形成底层Fe-Ni合金层，与预镀铁层在交界处相互渗透形成表层Fe-Ni合金层，且该表层Fe-Ni合金层与底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镀Ni钢带，包括Fe基体，其特征在于：所述Fe基体的内表面上具有Ni镀层，该Ni镀层的表面具有Fe‑Ni镀层或Fe镀层。

【技术特征摘要】
1.一种镀Ni钢带，包括Fe基体，其特征在于：所述Fe基体的内表面上具有Ni镀层，该Ni镀层的表面具有Fe-Ni镀层或Fe镀层。2.根据权利要求1所述的镀Ni钢带，其特征在于：所述Ni镀层中靠近Fe基体的的部分在热处理作用下与Fe基体相互渗透合金化形成底层Fe-Ni合金层；当所述Ni镀层的表面为Fe镀层时，该Fe镀层在热处理作用下与所述Ni镀层相互渗透合金化形成表层Fe-Ni合金层，该表层Fe-Ni合金层与底层Fe-Ni合金层之间保留有一部分Ni镀层。3.根据权利要求2所述的镀Ni钢带，其特征在于：所述Fe基体表面未与Ni镀层相互渗透合金化状态下，所述Ni镀层的厚度为0.3～1.0μm，所述Fe基体表面与Ni镀层相互渗透合金化形成底层Fe-Ni合金层状态下，所述底层Fe-Ni合金层的厚度为0.15～0.6μm。4.根据权利要求3所述的镀Ni钢带，其特征在于：所述表层Fe-Ni合金层的厚度为0.02～0.06μm。5.根据权利要求1所述的镀Ni钢带，其特征在于：所述表层Fe-Ni合金层、层Fe-Ni合金层中Fe含量均为15％～85％。6.一种使用权利要求2～5中任一权利要求所述镀Ni钢带的电池钢壳，其特征在于：该电池钢壳由所述的镀Ni钢带拉伸冲制形成，所述钢带的内表面位于电池钢壳的内侧，所述钢带的外表面位于电池钢壳的外侧，且所述电池钢壳的外表面具有一层后电镀Ni层，该后电镀Ni层的厚度为0.5～5μm。7.一种电池钢壳的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)钢带预电镀钢带的预电镀包括预镀镍与预镀铁，预镀镍在钢带的内表面形成厚度为0.3～1.0μm的预镀镍层，预镀铁则是在该预镀镍层的表面形成厚度为0.01～0.2μm的预镀铁层；(2)钢带热处理将步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：忻锋光，
申请(专利权)人：宁波堇山新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33