[发明专利]一种碱性锌酸盐溶液中电沉积锌方法

说明书

技术领域

本发明涉及电沉积技术领域，具体的，本发明涉及在碱性锌酸盐溶液中电沉积锌方法及其产品。更具体的，本发明涉及在碱性锌酸盐溶液中电沉积锌方法和表面电沉积锌的基体。

背景技术

目前，电沉积锌也叫镀锌，主要有氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、氯化钾镀锌以及硫酸盐镀锌的不同电镀方法。其中，锌酸盐镀锌的电解液组成简单、结晶细致以及电解液处理容易等优点，被称之为碱性环保镀锌。但是，沉积锌镀层的致密度较差、镀层易钝化、电流效率较低以及深度能力较差等缺点。

所以，现阶段的碱性环保镀锌的方法仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本发明是基于发明人的下列发现而完成的：

本申请的发明人在研究过程中发现，现阶段采用碱性锌酸盐镀锌的方法，电镀出的锌层呈海绵状结构，其结构不致密且表面质量欠佳，从而会影响到镀锌集流体作为锌负极的电池使用性能。为解决该技术问题，本发明的发明人经过深入研究发现，可以预先在集流体表面先电镀上一层由铅、镉或铟形成的基底层，再在基底层的表面电镀上锌层，如此获得的镀锌层的致密度好，且该镀锌方法的电沉积效率高。并且，锌沉积处理的电解液中可进一步添加有机添加剂，能够抑制电镀过程中锌的支晶生长，从而促进电镀出的锌层更加致密。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提出一种能使锌层致密度好、电沉积效率高或者环保同时低毒性的在金属集体表面形成锌层的方法。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种在碱性锌酸溶液中电沉积锌的方法。

根据本发明的实施例，所述方法包括：(1)在基体表面形成基底层，所述基底层是由铅、镉和铟中的一种组成；(2)在所述碱性锌酸盐溶液中进行锌沉积处理，以便在所述基底层的表面形成锌层。

发明人意外地发现，采用本发明实施例的方法，该电镀过程是在碱性锌酸盐电解液的体系中，采用镀铅、镀铬或镀铟为锌沉积基底，可以有效地抑制析氢现象，并增加锌层的电沉积效率，从而降低使用碱性锌酸盐溶液在基体表面沉积锌层的电能消耗。

另外，根据本发明上述实施例的方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述基体是铜网、镍网和泡沫镍的至少一种。

根据本发明的实施例，在步骤(1)中，所述基底层是通过电镀处理在所述基体表面形成的。

根据本发明的实施例，所述基底层是由铅组成的，所述电镀处理是在20～60℃温度下的镀铅电解液中以10～100mA/cm²的电流密度进行的；其中，所述镀铅电解液含有50～130g/L的氢氟酸、40～110g/L硼酸、50～150g/L氧化铅和0.15～2g/L明胶，且所述镀铅电解液的pH为1～2。

根据本发明的实施例，所述基底层是由镉组成的，所述电镀处理是在15～40℃温度下的镀镉电解液中以5～20mA/cm²的电流密度进行的；其中，所述镀镉电解液含有20～80g/L硫酸镉、100～200g/L氯化铵、20～60g/L乙二胺四乙酸和硫脲1～3g/L，且所述镀镉电解液的pH为6～7。

根据本发明的实施例，所述基底层是由铟组成的，所述电镀处理是在15～40℃温度下的镀铟电解液中以5～20mA/cm²的电流密度进行的；其中，所述镀铟电解液含有10～50g/L硫酸铟和5～20g/L硫酸钠。

根据本发明的实施例，在步骤(2)中，所述碱性锌酸盐溶液中含有至少10g/L的氧化锌、100～550g/L的支持电解质、0.01～10g/L的添加剂；

其中，所述支持电解质包括选自氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化锂中的至少一种；

所述添加剂包括无机添加剂和有机添加剂的至少一种，所述无机添加剂包括选自Sn²⁺、Pb²⁺、Bi³⁺、In³⁺、K₂CO₃和KF中的至少一种，所述有机添加剂包括选自明胶、硫脲、十二烷基本磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇、柠檬酸和四甲基氢氧化铵中的至少一种。

根据本发明的实施例，在步骤(2)中，所述锌沉积处理是在20～80℃温度下的所述碱性锌酸盐溶液中以5～150mA/cm²的阴极电流密度进行的。

根据本发明的实施例，所述锌沉积处理的阴极为所述表面形成有所述基底层的所述基体，阳极为镍网或石墨片，且阳极与阴极极距为2～5cm，阴极与阳极极距为3～8cm。