[发明专利]一种超低面密度、高开孔率的泡沫镍及其制作方法

说明书

       

（一）      技术领域

    本发明涉及一种泡沫镍的制作方法，特别涉及一种超低面密度、高开孔率的泡沫镍及其制作方法。

（二）      背景技术

    普通泡沫镍材料（如：海绵状泡沫镍材料）作为具有多孔的金属镍网板，是一种用于制作电池电极的材料，其基本的生产工艺主要包括：首先将聚氨酯泡绵导电化，其次进行电沉积，最后热处理除掉泡绵基体并改变镍的晶体结构。其中，导电化处理一般包括化学镀、涂覆导电胶和真空镀三种，电沉积是在镍盐中镀镍，热处理是在还原气氛下高温进行的。普通泡沫镍作为电池电极的集流体和活性物质的载体，制作电池电极板时，利用这些空隙，可使极板活性物质得到充分利用，增大反应面积，减小内阻，从而提高电池性能，但目前生产的普通泡沫镍的面密度都在250 g/m²以上，纵、横向存在明显差异，且开孔率较低，对提高电池活性物质的填充量，提高电池的质量等有较大难度，很难适应动力电池的发展需求。

（三）      发明内容

    本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种降低面密度、增大泡绵开孔率的超低面密度、高开孔率的泡沫镍及其制作方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种超低面密度、高开孔率的泡沫镍，其特征在于：所述泡沫镍面密度为150～200g/m²，厚度为1.0～1.6 mm。

该超低面密度、高开孔率的泡沫镍的制作方法，以聚氨酯泡绵作为基体，包括基体导电化处理、电沉积镀镍和氢气气氛下热处理过程，其特征在于：在基体导电化处理之前增加聚氨酯泡绵孔型梳理的过程。

该超低面密度、高开孔率的泡沫镍的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

（ⅰ）聚氨酯泡绵孔型梳理：将聚氨酯泡绵进行孔型梳理，改变原有的泡绵孔型结构，消除泡绵纵、横向之间的差异；

（ⅱ）基体导电化处理：孔型梳理过的聚氨酯泡绵通过预抽真空的方法将聚氨酯泡绵中夹带的水分、液体、气体与杂质净化掉，最后利用磁控真空溅射的方法进行导电化处理，制得导电化聚氨酯泡绵基体；

（ⅲ）电沉积镀镍：聚氨酯泡绵经导电化处理后先经过5%～10%的定比例拉伸，然后以电沉积方式进行电铸，形成不同面密度的泡沫镍；

（ⅳ）氢气气氛下热处理：将仍存留在泡沫镍内部的聚氨酯泡绵骨架通过明火燃烧将其清除，然后通过高温氧化处理除掉尚未充分分解的泡绵残余物以及中间品表面存留的积碳，最后在氢气氛围下进行还原烧结，改善其晶体结构，得到超低面密度、高开孔率的泡沫镍。

步骤（ⅰ）中聚氨酯泡绵孔型梳理包括氧化溶解、还原、一级清洗、二级清洗、挤压干燥、烘干整形以及附属的循环、传动控制系统。

步骤（ⅲ）中电沉积方式为连续化带状的连续作业方式。

步骤（ⅲ）中电沉积槽液为氨基磺酸盐型或硫酸盐型，其工艺参数如下：

（A）氨基磺酸盐型镀液的配比与参数：

         氨基磺酸镍[Ni（NH₂SO₃）₂·4H₂O]    350～550g/L

         氯化镍（NiCl₂·6H₂O）              7～15g/L

         氟化钠（NaF）                     2～5g/L

         硼酸(H₃BO₃)                        30～50g/L

         pH值                              3.0～3.5

         温度                              40～50℃

（B）硫酸盐型镀液的配比与参数：

     硫酸镍（NiSO₄·7H₂O）              200～300g/L

         氯化镍（NiCl₂·6H₂O）              25～50g/L

         硼酸(H₃BO₃)                        35～45g/L