一种电池极板用多孔铜带及其制备方法技术

一种电池极板用多孔铜带及其制备方法，该多孔铜带表面覆有金属锡过渡层和微粒层，具有三维结构，采用在电镀锡溶液中加入微粒的复合电镀方式在铜带表面覆上微粒层，本发明专利技术材料由于具有三维结构，增大了镀锡铜箔的有效比表面积，从而有效增大了载体材料与电池活性物质的附着面积并提高了其结合力；并且由于采用复合电镀法，而非机械法，所以不需要特制模具，同时，固体微粒加入到镀锡溶液中，工艺流程和参数容易控制，与现有工业上普遍采用的电镀工艺及设备匹配性良好，改造成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池极板材料及其制备方法，特别涉及一种电池极板用多孔铜带材料 及其制备方法。
技术介绍
目前镍锌、锌银等动力电池负极基体采用的普通多孔铜带因表面为平面结构，电池制 造厂在用这种多孔铜带进行拉浆生产时，活性物质不容易在电极表面附着，有时造成一次 拉浆不能达到目的，必须进行多次拉浆。即使一次拉浆成功，但其表面各处活性物质厚度 分布不均匀，从而影响电池质量。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种能有效提高对电池活性物质的附着力、提高拉浆效率的电池极板 用多孔铜带及制备方法。 本专利技术方案如下。本专利技术之电池极板用多孔铜带，铜带表面覆有金属锡过渡层和微粒层，所述微粒既可 以是单一的金属微粒或非金属微粒，也可以是两种以上的金属微粒或非金属微粒组成的复 合微粒，还可以是金属微粒和非金属微粒组成的复合微粒； 一般为选自金属锡粉、金属锌 粉、三氧化二钴粉、硅粉、二氧化硅粉、石墨粉中的一种或二种以上的微粒。一般，微粒层的沉积厚度为0. 5-5 u m，过渡锡层沉积厚度1-5 u m，微粒直径为0. 5-5 n m， 其中微粒的0.1-3.5pm镶嵌在镀层里，其余部分伸出镀层，尤如在铜带平面上长出了 "毛 刺"，由此形成了一种三维结构。在铜带表面和过渡金属锡层之间还可以有铁、铜或镍镀层，铁、铜或镍镀层厚度优选 0. 5-5 u m。本专利技术之电池极板用多孔铜带的制备方法，包括以下步骤(1)采用如中国专利 98120285. 3号公开的专用模具对铜箔进行冲孔，形成多孔铜带体材料；(2)在所述多孔铜 带材料的表面，采用现有的电镀、喷涂技术覆上过渡锡层，控制其厚度为l-5um; (3)将 所述覆有过渡锡层的铜带置于复合电镀锡液中，在pH为4-6，温度为室温，阴极电流密度 为0. l-lA/dn^条件下进行复合电镀而获得微粒层，其沉积厚度为l-10um;所述复合镀液是 在常规电镀锡的镀液中，加入直径为0.5-5um的金属或/和非金属固体微粒制成，固体微 粒加入量为5-100g/L，并用强制对流和溶液搅拌的方法使微粒悬浮在镀液中；所述微粒一般为选自金属锡粉、金属锌粉、三氧化二钴粉、硅粉、二氧化硅粉、石墨粉中的一种或二 种以上的微粒。对经复合电镀后的多孔铜带，最好还进行热处理，热处理温度为150-2S(TC，处理时间 为1-IO小时，以进一步改善其性能。为了获得良好的镀层结构，还可以在覆锡之前，先将穿孔后的铜带采用电镀等方式覆 上铁、铜或镍预镀层，镀层厚度优选为0.5-5um。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点(a)本专利技术之多孔铜带既保持有普通铜箔的 优点，又由于固体微粒0.3-3.5Uffl长(约为固体微粒直径的2/3)镶嵌在锡层中，形成复 合镀层，另0.2-1.5ixm长(约为固体微粒直径的1/3)伸出镀层，形成三维结构，增大了 镀锡铜箔的有效比表面积，从而大大增大了载体材料与电池活性物质的附着面积并提高了 其结合力，在制造电池极片拉浆时非常有利于活性物质的附着，填充性能明显改善，活性 物质的粘接性和导电及电化学性能显著提高，有效改善了电池生产过程中拉浆的效率；(b) 本专利技术制备这种三维结构的多孔铜带的方法中，由于采用复合电镀法，而非机械法，所以 不需要特制模具，同时固体微粒加入到镀锡溶液中，工艺流程和参数容易控制，与现有工 业上普遍采用的电镀工艺及设备匹配性良好，改造成本低；通过热处理，过渡锡镀层与固 体微粒发生互熔扩散层结构，使微粒在镀锡层中分布更加均匀，提高了镀层的结合力，而 复合镀层分散了腐蚀电流，因而镀锡铜箔更具有优良的耐蚀性。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本实施例电池极板用多孔铜带，铜带表面和过渡金属锡层之间有预镀铜层，镀层厚度 3ixrn;镀锡过渡层厚度5um;锡微粒层厚度lum，锡微粒直径1 y m，锡固体微粒均匀地分 布于镀层，有0.6-0.7um长镶嵌在镀层里，0.3-0.4iim长伸出镀层，形成一种三维结构。制备将经过穿孔、预处理等操作的多孔铜带在含有1. 5mol/L的Cu"常规硫酸铜镀液 体系中进行电镀1.5min，镀液pH为3.8，温度为室温，获得预镀铜层，镀层厚度3um;将 上述所获得预镀铜层的多孔铜带放入1. 2mol/L的Sn2+弱酸性镀锡体系中进行电镀3min，镀 液pH为6.5，镀液温度为室温，阴极电流密度为1.2A/dm2，获得过渡锡镀层，过渡层的厚 度为5um;将上述获得过渡锡层的铜带置入复合电镀液中，复合镀液的组成和工艺条件为 硫酸亚锡20g/L，明胶5g/L，柠檬酸钾60g/L，苯酚磺酸钠10g/L，直径为lum的锡粉在 强制搅拌下均匀地浮在溶液中且加入量为80g/L，电镀3min，镀液pH为4.6，温度为室温，阴极电流密度为1.5A/dm2条件下进行复合电镀而获得微粒层，镀层厚度lyra;最后，将铜 带在28(TC热处理2小时，即成。从扫描电镜或显微镜下可看到固体微粒均匀地分布于镀层，有0. 6-0. 7 ii ra长镶嵌在镀 层里，0.3-0.4um长伸出镀层。实施例2本实施例电池极板用多孔铜带，铜带表面镀锡过渡层厚度3um;锌微粒层厚度3um，. 锌微粒直径为3nm，锌固体微粒均匀地分布于镀层，有1.5-2.0um长镶嵌在镀层里， 1.0-1.5nm长伸出镀层。制备将经穿孔、预处理等操作的多孔铜带放入1.0mol/L的Sn2+弱酸性镀锡体系中进 行电镀2min，镀液pH为4.5，镀液温度为室温，获得过渡锡镀层，过渡层的厚度为3um;。 将上述获得过渡层的镀锡铜带置入复合电镀液中，复合镀液的组成和工艺条件为硫酸亚 锡30g/L，明胶5g/L，柠檬酸钾80g/L，苯酚磺酸钠10g/L，直径为3 y ra的锌粉在搅拌下 均匀地浮在溶液中且加入量为120g/L，电镀3min，镀液pH为4.6，温度为室温，阴极电流 密度为1.5A/dm2条件下进行复合电镀而获得微粒层，沉积厚度为3um，即成。从扫描电镜或显微镜下可看到固体微粒均匀地分布于镀层，有1. 5-2. Onm长镶嵌在镀 层里，1.0-1.5um长伸出镀层，形成一种三维结构。实施例3本实施例电池极板用多孔铜带，铜带表面和过渡金属锡层之间有预镀铁层，镀层厚度 0.5um;镀锡过渡层厚度liim;三氧化二钴微粒层厚度5um，三氧化二钴微粒直径5 P m， 三氧化二钴固体微粒均匀地分布于镀层，有3.0-3.5ixm长镶嵌在镀层里，1.5-2.0um长伸 出镀层。制备将经穿孔、预处理等操作的多孔铜带在含有2.0mol/L的Fe2+常规镀铁体系中进 行电镀2fflin,获得预镀铁层，镀层厚度在0.5um;在上述所获得预镀镍层的多孔铜带热喷 涂锡，获得过渡锡镀层，过渡层的厚度为lum;将上述获得过渡层的镀锡铜带置入复合电 镀液中，复合镀液的组成和工艺条件为硫酸亚锡30g/L，明胶3g/L，柠檬酸钾80g/L，苯 酚磺酸钠10g/L，直径为5 y m的三氧化二钴在搅拌下均匀地浮在溶液中且加入量为100g/L， 电镀3min，镀液pH为4.6，温度为室温，阴极电流密度为1. 5A/di^条件下进行复合电镀而 获得微粒层，沉积厚度为5um，最后，将上述铜带在280'C热处理4小时，即成。从扫描电镜或显微镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池极板用多孔铜带，其特征是：铜带表面覆有金属锡过渡层和微粒层，所述微粒为选自金属锡粉、金属锌粉、三氧化二钴粉、硅粉、二氧化硅粉、石墨粉中的一种或二种以上的微粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢红雨，龙文贵，夏健康，陈红辉，彭鹏辉，肖腾彬，朱济群，段志明，唐振武，蒋素斌，李星，
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：43[中国|湖南]