一种泡沫镍的制作方法，该方法的步骤包括聚氨酯海绵导电化、电沉积及烧结，其特征在于，所述烧结步骤是将电沉积后的泡沫聚氨酯直接在还原气氛中热解烧结，其中，还原气氛为氨分解气，还原温度为４００～１０００℃，还原时间为３０～６０分钟，分解气消耗量为０．４～０．８Ｌ／ｇ。本发明专利技术的方法具有成品率高、能耗低、泡沫镍机械性能优良等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种泡沫镍的制作方法
本专利技术涉及电池电极材料的制作方法，特别是涉及一种电池电极用的泡沫镍材料的制作方法。
技术介绍
泡沫镍是一种用于制作电池电极的材料，普通泡沫镍材料的生产工艺为：先将聚氨酯海绵导电化，再进行电沉积，最后进行烧结。上述步骤中，导电化处理一般包括化学镀、涂覆导电胶、真空镀三种方式；电沉积可以是硫酸盐或氨基磺酸盐镀镍；现有的烧结工艺是先通过空气烧除聚氨酯海绵，然后在氢气还原气氛下还原烧结两个步骤来完成的，其中，空气烧除聚氨酯海绵是在300～700℃温度下进行氧化脱碳处理；还原处理是在800～1000℃氢气还原气氛条件下还原30-60分钟，还原气氛为氨分解气，分解气量消耗量为0.8-1.2L/g(每克镍需消耗0.8-1.2升氨分解气)。现有烧结工艺中，在去除聚胺酯海绵的同时，通常情况下，泡沫镍也被完全氧化，且泡沫镍经氧化后变脆，稍受外力作用就会开裂；如果受热不均，泡沫镍会变形拱起，容易开裂且成品率低；若烧解温度过高或时间过长，则会出现较严重氧化，致使氧化皮增厚，并产生内部晶界氧化，即使进行还原处理，还是会使多孔金属有不密实连接，导致机械强度降低。由于采用氧化工艺，造成设备投资及电耗增高，且还原时所需温度高，氢气用量大，能耗高。-->
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，以有效改进泡沫镍材料生产中的烧结工艺，而提供一种成品率高、能耗低、泡沫镍机械性能优良的泡沫镍的制作方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种改进的泡沫镍的制作方法，该方法的步骤包括聚氨酯海绵导电化、电沉积及烧结，其特征在于，所述烧结步骤是将电沉积后的泡沫聚氨脂直接在还原气氛中热解烧结，其中，还原气氛为氨分解气，还原温度为400～1000℃，还原时间为30～60分钟，分解气消耗量为0.4～0.8L/g。(每克镍需消耗0.4-0.8升氨分解气)所述氨分解气为氮气和氢气的混合气体，氮气和氢气的体积比为1∶3。本专利技术的方法的反应机理在于，电沉积后含聚胺脂海绵的泡沫镍直接在氢气还原气氛中热解烧结，其中的碳与氢气作用，生成CH4、C2H6等气态碳氢化合物，上述气化过程足可以把多孔体中的石墨C较干净的去除。本专利技术的贡献在于，它有效解决了现有技术中存在的泡沫镍在烧结过程中存在的易开裂，变形拱起，成品率低，能耗高，泡沫镍机械性能不稳定等缺点。由于去除了传统方法中的空气烧解步骤(即氧化步骤)，而直接在还原气氛中进行热解烧结，因而取得了显著的效果，本专利技术的方法与现有技术相比具有如下显著特点：一、泡沫镍无开裂现象，成品率高。二、由于无空气氧化步骤，因而能耗及设备投资成本低。三、由于无空气氧化步骤，因而泡沫镍机械性能和化学性能好且性能稳定。四、泡沫镍制作成本低。五、烧结后产品强度、柔韧性好，碳、氧含量低，色泽均匀、呈银白色金属光泽。-->附图说明图1是现有烧结技术制作的泡沫镍的扫描电子显微镜图图2为本专利技术的方法制作的泡沫镍的扫描电子显微镜图。具体实施方式本专利技术的泡沫镍的制作方法是在泡沫镍材料制作过程的烧结步骤，去除传统方法中的空气烧解步骤(即氧化步骤)，而直接在还原气氛中进行热解烧结。本专利技术的方法的步骤为：聚胺脂海绵导电化-电沉积-烧结。其中，聚胺脂海绵导电化和电沉积采用常规工艺，导电化可以是化学镀、涂覆导电胶、磁控溅射；电沉积可以是硫酸盐体系也可以是氨基磺酸盐体系。烧结步骤的工艺条件如下：温度400～1000℃，还原时间30～60分钟，还原气氛为氨分解气，分解气量消耗量为0.4～0.8L/g。(每克镍需消耗0.4-0.8升氨分解气)烧结后产品强度、柔韧性好，碳、氧含量低，色泽均匀、呈银白色金属。通过如下实施例可以更好地理解本专利技术。实施例1取连续聚氨酯海绵(孔径110PPI、厚度1.9mm、宽度1000mm)两卷，各150m进行导电化，分别标识为I、II。导电化采用涂覆导电胶工艺，I、II两卷在同一条件下涂胶，胶的固含量7～10％(重量)、pH值10～11、温度10～30℃、粘度5～20mPas；然后在同一条件下采用硫酸盐镀镍体系电镀镍，镀镍质量430±25g/m2。将I按现有技术方法进行烧结，即在650温度条件下氧化8分钟，然后在900℃、930℃、900℃温度氢气还原气氛下还原40分钟，分解气量1L/g，冷却后即制得泡沫镍I。再将II按本专利技术的烧-->结制作工艺进行烧结，即直接在650℃、850℃、650℃温度氢气还原气氛下还原40分钟，分解气量为0.6L/g，冷却后即制得泡沫镍II。性能测试比较例1实施例1中泡沫镍I、II在烧结过程中开裂不良如表1： 表1 开裂处数 开裂面积(m2) 不良率(总面积按150m2计) 泡沫镍I 8 3 2％ 泡沫镍II 0 0 0由表1可知，本专利技术的方法烧结的泡沫镍无开裂现象，不良率为0，明显地提高了泡沫镍的成品率。性能测试比较例2将实施例中的泡沫镍I、II做物理(机械)、化学性能测试，其结果如表2： 表2 性能 I II 厚度(mm) 1.9 1.9 面密度(g/m2) 430±25 430±25 孔径(PPI) 110 110 外观 银白色、色泽均匀 银白色、色泽均匀 纵向抗拉强度(N/mm) 2.3 2.8 横向抗拉强度(N/mm) 1.9 2.3 横向柔韧性(次) 9 10 镍(％) 99.3 99.5 硫(ppm) 30 34--> 碳(ppm) 110 110 氧(ppm) 450 50上表中的柔韧性测试是用直径为10mm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。以下柔韧性测试均同此法。由表2可知，采用本专利技术的方法制作的泡沫镍，其机械性能(抗拉强度、柔韧性)明显优于现有技术制作的泡沫镍；化学性能比较中碳、硫含量两者无明显差异，但采用本专利技术的方法制作的泡沫镍其氧含量明显低于现有技术制作的泡沫镍。性能测试比较例3将上述实施例中泡沫镍I、II用扫描电子显微镜进行扫描，得到如图1、2所示的SEM图。其扫描电子显微镜采用日本电子株式会社的JSM-5610LV型扫描电子显微镜。由上图可见，现有技术所制作的泡沫镍与本专利技术的方法所制作的泡沫镍有着相同的表面形状和内部组织结构。性能测试比较例4实施例中泡沫镍I、II在烧结过程中所需能耗如表3： 表3 空气烧解 温度(℃) 空气烧解 时间(分 钟) 还原温度 (℃) 还原时间 (分钟) 氨分解气 量 (L/g) 泡沫镍I 650 8 900、930、 900 40 1 泡沫镍II 无空气烧 解 0 650、850、 650 40 0.6-->由表3中可知，采用本专利技术的方法，其能耗、还原气量明显低于现有技术的方法。本专利技术的方法明显降低了成本，而且没有氧化步骤，因此降低了设备成本。实施例2只改变本专利技术烧结技术中的分解气量为0.8L/g，其余步骤和工艺条件同实施例1。性能测试比较例5实施例2中泡沫镍I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种泡沫镍的制作方法，其步骤包括聚氨酯海绵导电化、电沉积及烧结，其特征在于，所述烧结步骤是将电沉积后的泡沫聚氨脂直接在还原气氛中热解烧结，其中，还原气氛为氨分解气，还原温度为４００～１０００℃，还原时间为３０～６０分钟，分解气消耗量为０．４～０．８Ｌ／ｇ。
【技术特征摘要】
1、一种泡沫镍的制作方法，其步骤包括聚氨酯海绵导电化、电沉积及烧结，其特征在于，所述烧结步骤是将电沉积后的泡沫聚氨脂直接在还原气氛中热解烧结，其中，还原气氛为氨分解气，还原温度为400～...
【专利技术属性】
技术研发人员：李维，刘涛，陈永阳，檀世同，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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