[发明专利]一种表面镀覆金属层的电池钢壳及其加工工艺

说明书

本发明涉及电池钢壳技术领域，具体为一种表面镀覆金属层的电池钢壳及其加工工艺。包括以下步骤：步骤1：将低碳钢带表面打磨、碱洗、酸洗、水洗，置于Ni‑Fe镀液中，电镀得到Ni‑Fe金属层，为钢带A；步骤2：将钢带A的表面磁控溅射Ni‑Fe‑Co，合金靶材为Ni‑Fe10at%‑Co10at%，工艺参数：外部磁场2~5T、溅射功率为30~50W，沉积速率为0.03~0.05nm/s；得到Ni‑Fe‑Co金属层，为钢带B；步骤3：将钢带B置于Ni‑Fe‑Co‑P镀液中，电镀得到Ni‑Fe‑Co‑P金属层，得到钢带C；步骤4：将钢带C退火、时效、平整处理后得到电池钢带，冲制得到电池钢壳。本技术方案中，通过优化镀覆金属层，梯度设置各层中金属的比例，降低厚度，提高冲压性能，从而提高电池钢壳的物理稳定性、抗压性和耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及电池钢壳技术领域，具体为一种表面镀覆金属层的电池钢壳及其加工工艺。

背景技术

近年来，能源结构的调整，让新能源汽车的技术开发和应用越来越被重视，这也使得作为新能源汽车核心的动力电池组成为了重点研究对象。其中，电池外壳是保护电池内部材料不受损、保障电池使用性和安全性的主要介质，因此需要其具有较高物理稳定性和冲压性能。

目前，电池外壳一般分为铝壳和钢壳，虽然铝壳具有良好的耐腐蚀性、可塑性和加工成型性；但是，相较于钢壳，在物理稳定性和抗压性上远低于钢壳，因此，一般柱式锂电池中均以钢壳为主，安全性更高。钢壳通常以不锈钢、低碳钢为主；由于不锈钢不太适合冲压工艺，因此，大多研究都在低碳钢上，一般为了增强耐腐蚀性，对镀覆镍层，提高腐蚀性、耐冲压性能。现有技术中，电池壳一是整体硬度不高，二是大多都是冲压工艺得到的，冲压过程中会造成裂纹出现或镀层脱落，导致抗压性下降、耐腐蚀性下降。另一方面，通常会镀覆较厚的金属层，从而增强耐腐蚀性，但是，较厚的金属层存在原料成本增加，冲压性能下降等缺陷。

综上，解决上述问题，制备一种表面镀覆金属层的电池钢壳具有重要价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面镀覆金属层的电池钢壳及其加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种表面镀覆金属层的电池钢壳的加工工艺，包括以下步骤：

步骤1：将低碳钢带表面打磨、碱洗、酸洗、水洗，置于Ni-Fe镀液中，电镀得到Ni-Fe金属层，为钢带A；

步骤2：将钢带A的表面磁控溅射Ni-Fe-Co，得到Ni-Fe-Co金属层，为钢带B；

步骤3：将钢带B置于Ni-Fe-Co-P镀液中，电镀得到Ni-Fe-Co-P金属层，得到钢带C；

步骤4：将钢带C退火、时效、平整处理后得到电池钢带，冲制得到电池钢壳。

较为优化地，所述Ni-Fe金属层的厚度为0.6~1μm；Ni-Fe-Co金属层的厚度为0.12~0.17μm；Ni-Fe-Co-P金属层的厚度为2.5~3.5μm。

较为优化地，步骤2中，磁控溅射Ni-Fe-Co的工艺过程中，合金靶材为Ni-Fe10at%-Co10at%；工艺参数：外部磁场2~5T、溅射功率为30~50W，沉积速率为0.03~0.05nm/s。

较为优化地，步骤1中，所述Ni-Fe镀液的组分包括以下物质：100~120g/L的硫酸镍、30~40g/L硼酸、20~30g/L硫酸铁、10~20g/L乳酸、10~20g/L乳酸钠、0.1~0.2g/L十二烷基硫酸钠、0.8~0.9g/L糖精；

所述Ni-Fe金属层的电镀工艺参数为：温度为40~50℃，电流密度为3~4A/dm²，电镀时间160~240秒。