[发明专利]一种防腐蚀的镍包铜带材及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及电池元件技术领域，尤其涉及一种防腐蚀的镍包铜带材及其制备方法和应用。镍包铜带材从上至下包括镍层、铜层、镍层，其中铜层四周由镍密封，铜原子与镍原子之间存在相互渗透；所述镍包铜带材是将液态铜喷射到镍层上，再与另一镍层共轧制而成；铜层中分散有石墨烯、碳纳米管中至少一种；石墨烯或碳纳米管在铜管含量为1％～10％。本发明提供的一种防腐蚀的镍包铜带材，具有在保护铜镍间高结合强度的情况下，镍将铜包裹在内有效防铜腐蚀的优点；采用碳纳米管和/或石墨烯先与铜粉研磨，再加热搅拌分散在铜液中，大大增强了复合带材的力学强度和电导率，主要用于制作电池极耳。

技术领域

本发明涉及电池元件技术领域，尤其涉及一种防腐蚀的镍包铜带材及其制备方法和应用。

背景技术

镍铜复合带广泛应用于电池、电器元件等领域，极耳是从电池电极中牵引出来的导电体，传统的极耳使用的是镍带，该种极耳的导电性较差；改进后的极耳使用的是铜镀镍带材，其中镍层负责与电池电极焊接啮合，铜层则提供良好的导电性。这种元件虽然保证了导电性与焊接性能，但是由于铜的两侧并不是全部包覆镍层，一侧铜暴露在外面与电解液直接接触，导致电解液顺着铜层发生腐蚀，并且铜与镍间结合强度不够时，带材的导电性会大大下降。

如中国专利CN202011312525.0公开了一种多喷嘴沉积轧制制备高性能带材方法及装置，将合金全部熔融、雾化，喷射至轧辊上轧制出高强度合金带材，由于从一开始熔融全部合金，无法保持铜在内镍在外的固态形状，镍包铜的防腐蚀性能无法得到保障。

发明内容

根据现有技术缺乏防腐蚀的镍包铜带材及其制备工艺，本发明提供一种防腐蚀的镍包铜带材，具有在保护铜镍间高结合强度的情况下，镍将铜包裹在内有效防铜腐蚀的优点；本发明还提供一种防腐蚀的镍包铜带材的制备方法，制备出来的镍包铜带材具有在保护铜镍间高结合强度的情况下，镍将铜包裹在内有效防铜腐蚀的优点；本发明还提供用一种防腐蚀的镍包铜带材或用一种防腐蚀的镍包铜带材的制备方法制作的镍包铜带材制作的电池极耳，具有良好的导电性且铜不易发生腐蚀，使用寿命长。

本发明以以下技术方案实现：

一种防腐蚀的镍包铜带材，所述镍包铜带材从上至下包括镍层、铜层、镍层，其中铜层四周由镍密封，铜原子与镍原子之间存在相互渗透；所述镍包铜带材是将液态铜喷射到镍层上，再与另一镍层共轧制而成。

优选的，所述铜层中分散有石墨烯、碳纳米管中至少一种。

优选的，所述石墨烯或碳纳米管在铜管含量为1％～10％。

一种防腐蚀的镍包铜带材的制备方法，包括以下步骤：

1)将液态铜置入喷射沉积设备中，将两条镍带的端部置于两条轧辊之间；

2)将液相铜雾化成液滴后喷射沉积到其中一条镍带的一侧，同时初步轧制复合；

3)将步骤2)中的镍包铜复合带进一步轧制、退火并反复多次，再清洗干净。

优选的，步骤1)中所述液态铜经熔融制得，熔融温度大于铜熔点且小于铜沸点。

优选的，步骤1)中所述轧棍距离为300μm～1500μm；步骤1)中所述液态铜由以下步骤制得：

步骤(1)在保护气氛下将铜粉、多壁碳纳米管和/或石墨烯＝7～10:1进行机械研磨混合得混合物I，再加入N-甲基吡咯烷酮NMP，机械搅拌得到混合物II；

步骤(2)将步骤(1)制备的混合物II加热使铜粉熔融，并搅拌得到混合物III；

步骤(3)将固态铜加热至熔融，加入步骤(2)中的混合物III，并搅拌使碳纳米管和/或石墨烯完全分散，得到碳纳米管和/或石墨烯-液态铜。