一种镍电沉积层及包括该镍电沉积层的制件制造技术

本发明专利技术提出了一种镍电沉积层及包括该镍电沉积层的制件，所述镍电沉积层中包括镍金属颗粒，所述镍金属颗粒的粒径为10～250nm，其是采用镍电沉积液通过电沉积的方法制备。所述镍电沉积液为氨性体系的溶液，相比于酸性体系的溶液进行电沉积，本发明专利技术的氨性体系为碱性体系，电沉积过程不产生酸雾，阳极反应为析氮反应，对环境无腐蚀污染；氨性体系下无自由的H

【技术实现步骤摘要】
一种镍电沉积层及包括该镍电沉积层的制件
本专利技术属于金属表面处理领域，涉及金属基件表面的电沉积金属镀层方法，尤其涉及一种镍电沉积层及包括该镍电沉积层的制件。
技术介绍
镍是一种银白色金属，具有良好的耐腐蚀性和极高的耐磨性能，广泛用于抗腐蚀合金和抗磨损合金的制备，如锂电池用镀镍铜极耳；也常用于加氢催化剂、陶瓷制品、电子线路以及镍化合物制备等等。目前镍的电沉积常常采用的是酸性体系，即采用硫酸镍或氯化镍等作为主盐，硼酸或者其他弱酸作为缓冲剂，再加入其他添加剂，混合均匀后按照一定的电沉积工艺参数进行镍的沉积制备。然而，该方法容易产生大量的酸雾，对作业环境带来较大的污染；同时，酸性体系中存在的氢离子在阴极板上极易获得电子从而发生析氢的副反应，导致电流效率低于95％；氢气的析出则容易造成镍沉积层疏松多孔、结构致密性差、耐腐蚀性差等；另外，氯离子在阳极板上发生反应形成的氯气则可能进一步恶化生产环境，给操作员工带来极大的身体伤害。
技术实现思路
为了解决目前常规的酸性体系电沉积镍的过程中存在的不足，本专利技术提出了一种镍电沉积层及包括该镍电沉积层的制件。本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：一种镍电沉积层，其中，所述镍电沉积层中包括镍金属颗粒，所述镍金属颗粒的粒径为10～250nm。根据本专利技术，所述镍电沉积层的磨损量为6-10mg/h。根据本专利技术，所述镍电沉积层的硬度为≥110HV，如110-200HV。本专利技术还提供上述的镍电沉积层的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：电沉积镍电沉积液，制备得到所述镍电沉积层；其中，所述镍电沉积液包括氨水、镍盐、第一添加剂和第二添加剂；其中，所述第一添加剂选自动物胶；所述第二添加剂选自铵盐。根据本专利技术，所述第一添加剂选自动物胶，所述动物胶选自骨胶、皮胶、明胶中的一种、两种或三种，所述第一添加剂的加入量为0.5-5g/L。根据本专利技术，所述铵盐选自下述式(I)所示化合物的一种：式(I)中，R1、R2、R3和R4相同或不同，彼此独立地选自烷基和芳基取代烷基；X选自卤素。根据本专利技术，所述铵盐选自十六烷基三甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵中的一种、两种或更多种。根据本专利技术，所述第二添加剂的加入量为0.2-1.0g/L。根据本专利技术，所述氨水(NH3·H2O)的浓度为2.0-5.0mol/L。根据本专利技术，所述镍盐选自氯化镍、或氯化镍和氧化镍的组合。根据本专利技术，所述镍电沉积液中Ni2+的量为25-100g/L。根据本专利技术，所述电沉积的温度为35-65℃；所述电沉积的时间为0.5-8h，所述电沉积是采用直流电沉积的方式，电流密度为250-600A/m2。根据本专利技术，所述电沉积的阴极板采用钢基材、钛基材、铜基材或铝基材等。例如为碳素钢或合金钢，也或者为锂电池的铜极耳用无氧铜。根据本专利技术，所述电沉积的阳极板采用石墨板。根据本专利技术，所述阴极板和阳极板之间的距离为3-5cm。一种制件，所述制件包括制件基体和制件基体表面的镍层，所述镍层为上述的镍电沉积层。根据本专利技术，所述基体例如为钢基材、钛基材、铜基材或铝基材等。具体例如为碳素钢或合金钢，也或者为锂电池的铜极耳用无氧铜。根据本专利技术，所述制件为锂电池用极耳，其包括基体无氧铜和基体表面的镍层，所述镍层为上述的镍电沉积层。本专利技术的有益效果：本专利技术提出了一种镍电沉积层及包括该镍电沉积层的制件，所述镍电沉积层是通过电沉积镍电沉积液的方法制备得到的，所述镍电沉积液为氨性体系的溶液。所述镍电沉积液包括氨水、镍盐、第一添加剂和第二添加剂，通过电沉积的方法制备得到高耐磨抗腐蚀的镍电沉积层。相比于酸性体系的溶液进行电沉积，本专利技术的镀电沉积液为碱性体系，具体的是氨性体系，电沉积过程不产生酸雾，阳极反应为析氮反应，对环境无腐蚀污染；氨性体系下无自由的H+离子，阴极无析氢副反应产生，电流效率高，且能确保镍在阴极板上的沉积更为稳定、均匀，得到的镍电沉积层具有均匀性好、致密度高，从而能大大提高镀镍板材的耐磨性和抗腐蚀性等。具体的，本专利技术将所述电沉积方法用于锂离子电池的极耳镀镍，制备得到的镀镍极耳的镍层均匀性好、致密度高，提高了极耳的耐磨性和抗腐蚀性、从而极大提高了极耳的使用寿命。具体实施方式<镍电沉积液>如前所述，本专利技术提供一种镍电沉积液，所述镍电沉积液包括氨水、镍盐、第一添加剂和第二添加剂；其中，所述第一添加剂选自动物胶；所述第二添加剂选自铵盐。在本专利技术的一个优选方案中，所述第一添加剂选自动物胶，例如选自骨胶、皮胶、明胶中的一种、两种或三种。所述第一添加剂的加入可以增强阴极极化，提高镍的沉积还原过电位，达到细化晶粒的效果。在本专利技术的一个优选方案中，所述第一添加剂的加入量为0.5-5g/L；例如为0.5g/L、0.6g/L、0.7g/L、0.8g/L、0.9g/L、1g/L、1.5g/L、2g/L、2.5g/L、3g/L、3.5g/L、4g/L、4.5g/L、5g/L。在本专利技术的一个优选方案中，所述第二添加剂选自铵盐。示例性地，所述铵盐选自下述式(I)所示化合物的一种：式(I)中，R1、R2、R3和R4相同或不同，彼此独立地选自烷基和芳基取代烷基；X选自卤素(如氟、氯、溴、碘等)。例如，R1、R2、R3和R4中一个选自长链烷基或芳基取代烷基，其他三个相同且选自C1-C6烷基。例如，所述铵盐选自十六烷基三甲基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵中的一种、两种或更多种。所述第二添加剂的加入可以抑制电沉积过程杂质在阴极的还原，提高电流效率，提高镍电沉积层的平整度和光亮度。在本专利技术的一个优选方案中，所述第二添加剂的加入量为0.2-1.0g/L，例如为0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L、0.7g/L、0.8g/L、0.9g/L、1g/L。在本专利技术的一个优选方案中，所述氨水(NH3·H2O)的浓度为2.0-5.0mol/L；例如为2mol/L、2.5mol/L、3mol/L、3.5mol/L、4mol/L、4.5mol/L、5mol/L。所述氨水的加入可以使镍电沉积液形成氨性体系，避免了H+离子在阴极的析出，同时还促进了阳极的析氮反应，避免了酸雾现象的产生，提高了电流效率。在本专利技术的一个优选方案中，所述镍盐选自氯化镍、或氯化镍和氧化镍的组合。在本专利技术的一个优选方案中，所述镍电沉积液中Ni2+的量为25-100g/L；例如为25g/L、30g/L、35g/L、40g/L、45g/L、50g/L、55g/L、60g/L、65g/L、70g/L、75g/L、80g/L、85g/L、90g/L、95g/L、100g/L。在本专利技术的一个优选方案中，所述镍电沉积液的pH为10-14。<镍电沉积液的制备方法>本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镍电沉积层，其中，所述镍电沉积层中包括镍金属颗粒，所述镍金属颗粒的粒径为10～250nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种镍电沉积层，其中，所述镍电沉积层中包括镍金属颗粒，所述镍金属颗粒的粒径为10～250nm。


2.根据权利要求1所述的镍电沉积层，其中，所述镍电沉积层的磨损量为6-10mg/h。


3.根据权利要求1或2所述的镍电沉积层，其中，所述镍电沉积层的硬度为≥110HV。


4.权利要求1-3任一项所述的镍电沉积层的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：
电沉积镍电沉积液，制备得到所述镍沉积层；
其中，所述镍电沉积液包括氨水、镍盐、第一添加剂和第二添加剂；其中，所述第一添加剂选自动物胶；所述第二添加剂选自铵盐。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述第一添加剂选自动物胶，所述动物胶选自骨胶、皮胶、明胶中的一种、两种或三种，所述第一添加剂的加入量为0.5-5g/L。


6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述铵盐选自下述式(I)所示化合物的一种：

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【专利技术属性】
技术研发人员：林文荣，李素丽，李俊义，徐延铭，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44