[发明专利]一种用作锂电池外壳材料的含钴镀镍钢带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用作锂电池外壳材料的含钴镀镍钢带及其制备方法，含钴镀镍钢带由镍-钴合金镀层和低碳钢带紧密结合而成后再电镀的特殊工艺制备而成的，具有超高的耐腐蚀性能，可用于一次电池、二次电池及18650、26650等锂离子动力电池壳体材料。

背景技术

随着便携式通讯设备、笔记本电脑、文字处理机和电动工具等行业的蓬勃发展，锂电池行业对电池壳体材料性能的要求也越来越高。锂离子动力电池的外壳不仅仅是作为一个密封的容器，它对电池的储存性能和安全性能也具有举足轻重的作用。一方面，电池壳体材料必须具有良好的耐电解液腐蚀性能，壳体材料耐腐蚀性能的好坏直接影响了锂电池的使用寿命；另一方面，当遇到撞击、颠簸、以及高速刹车引起强烈震荡等复杂多变的情况时，钢壳要承受短时的强冲击载荷，因此钢壳对锂电池的安全性能也起到较大的作用。

本发明涉及的含钴镀镍钢带是一种镍-钴合金镀层和低碳钢带紧密结合而成后再电镀的特殊工艺制备而成的，具有优良的延伸率、良好的耐腐蚀性能和冲压性能，满足锂电池行业对电池壳体耐蚀性能及安全性能较高的要求。

中国专利CN1600904A公开了一种覆镍深冲钢带及其生产方法，在低碳钢带上连续电镀2～3μm镍薄膜，通过热处理和激光冲击处理，使镍镀层和基底材料通过热扩散形成镍/铁扩散层，然后通过精整工序得到所需厚度的耐腐蚀钢带。镀层延伸率不小于8％，耐腐蚀性能达8级，具有优良的延伸率和耐腐蚀性能，主要用于高性能电池外壳。

专利CN1647293A中公开一种电池外壳表面处理钢板，其具有在电池外壳板型钢内表面的最外层上形成的镍磷合金或镍钴磷合金的扩散层；一种通过由深拉方法、DI成形或DTR来形成具有镍磷合金或镍钴磷合金扩散层的表面处理钢板而产生的电池外壳；以及一种使用该电池外壳的电池。该电池外壳可以用于生产电池特性极好的电池。

中国专利ZL93107442.8中公开了一种抗腐蚀的镀镍钢板或钢带及其制法。其主要是对至少有一边镀镍层的钢板或钢带进行退火处理后形成镍/铁扩散层，以改善镀层的结合力及耐腐蚀性能。

专利CN3198322C公开了一种适用于连续成型的高质量电池外壳和一种适用于所说外壳的表面处理钢板。所说的表面处理钢板在内外表面电镀镍-钴合金镀层可以降低电池钢壳在展薄拉伸过程中的冲压载荷，可以明显降低粉化性。

虽然现有技术对电镀工艺、退火扩散处理工艺、冷轧加工工艺均有所研究，而且都在不同程度上改善和提高了钢壳的性能。但是随着科技的发展，人们对材料性能的要求也越来越高，高耐蚀性和高界面结合能的电池外壳材料越来越受到人们的青睐。电镀后采用退火扩散处理可以在一定程度上提高镀层界面的结合能和耐蚀性能，但是热处理后镀层颜色较暗，表面颜色不均，不能满足人们对外观的要求。采用热扩散处理后再镀的方法可以有效的解决这个难题，而且由于覆镀的镀层晶粒结晶致密，耐腐蚀性能好。但是由于电镀后退火处理再覆镀的方法实施较困难，所以迄今为止，还未见到一种电镀后退火处理再覆镀的方法制得一种具有高结合力和高耐蚀性的含钴镀镍钢带面市，也未见相关专利和研究论文报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种用作锂电池外壳材料的含钴镀镍钢带及其制备方法，该用作锂电池外壳材料的含钴镀镍钢带具有高结合力和良好的耐蚀性能。

本发明的技术解决方案如下：

一种用作锂电池外壳材料的含钴镀镍钢带的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将基材预处理；

步骤2：在预处理后的基材上连续电沉积镍-钴合金镀层；

步骤3：在保护气氛下，对镍-钴合金镀层进行扩散退火处理；

步骤4：对经扩散退火处理后的镍-钴合金镀层上再镀覆一层镍-钴合金镀层；

步骤5：将经过步骤4后的含钴镀镍钢带进行冷轧加工。

步骤1中所述的预处理为电解除油、水洗、活化处理、再水洗的过程。

步骤2中，连续电沉积镍-钴合金镀层的工艺过程为：镀液配方：NiSO₄·7H₂O为250～300g/L；NiCl₂·6H₂O为30～50g/L；硼酸为30～50g/L；CoSO₄·7H₂O为2g/L；电流密度为4～6A/dm²；pH值为3.5～4.5；温度为40～60℃；阳极为镍-钴合金板；添加剂选用量为：香豆素0.1g/L，甲醛0.2ml/L，糖精0.1g/L。