無汞扣式電池負(fù)極蓋材料的制備及性能研究.pdf

1、堿性鋅錳扣式電池因其工作電壓穩(wěn)定、適用性強(qiáng)等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于電動玩具、計(jì)算器以及電子儀表等相關(guān)領(lǐng)域。然而，該類電池中的負(fù)極鋅膏易與負(fù)極蓋中析氫過電位較低的鎳、鐵等雜質(zhì)金屬發(fā)生析氫反應(yīng)。由此產(chǎn)生的氫氣無法排出則會導(dǎo)致電池的鼓脹。針對以上問題，傳統(tǒng)的制備工藝是向負(fù)極鋅膏中添加汞，進(jìn)而生成汞齊，抑制氫氣析出。然而汞對環(huán)境和人體都有著巨大的危害，無汞化是必然的趨勢。而先對堿性鋅錳扣式電池負(fù)極蓋材料進(jìn)行表面處理，然后沖壓成型的方法是實(shí)現(xiàn)該類電池?zé)o

2、汞化的主要方法之一，即先將帶材單面逐層電沉積錫、銦鍍層，再沖壓成負(fù)極蓋。該方法優(yōu)勢明顯，但由于錫(銦)鍍層過軟，在沖壓的過程中存在粘粘磨具和鍍層脫落等問題。因此，能否制備出硬度適于沖壓、致密性好、不易脫落的錫(銦)鍍層，就成為我們關(guān)注的重點(diǎn)問題。為了解決上述問題，本文采用逐層電沉積的方法，在傳統(tǒng)的銅鎳鋼帶基底上制備不同鍍層結(jié)構(gòu)的錫(銦)鍍層，然后對其進(jìn)行重熔處理，以提高其硬度和抗沖壓性能，并用EDS、SEM、硬度測試、電池氣脹率測試等方

3、法對材料的成分、微觀結(jié)構(gòu)、硬度和裝配后電池的防氣脹性能進(jìn)行了研究，具體內(nèi)容如下：
　　1.為了研究材料的鍍層結(jié)構(gòu)對其性能的影響，本文采用逐層電沉積的方法，以銅鎳鋼帶為基底，分別制備出基底上只鍍錫，基底上先鍍錫再鍍銦和基底上先鍍銦再鍍錫三種鍍層結(jié)構(gòu)的樣品。通過EDS和硬度測試，以及材料所裝配電池的氣脹率測試，得到如下結(jié)論：三種不同鍍層結(jié)構(gòu)的樣品硬度無明顯差別，均在48左右；然而，銅鎳鋼帶基底上逐層電沉積錫、銦鍍層的樣品所裝配的電池氣

4、脹率在三者中最低，僅為50％。故采取逐層鍍錫、銦的鍍層結(jié)構(gòu)作為負(fù)極蓋材料最佳結(jié)構(gòu)。
　　2.為了研究材料制備的后處理工藝對材料性能的影響，本文采取電阻加熱重熔的方式對逐層鍍錫、銦的材料進(jìn)行后處理，并通過SEM、硬度以及電池的氣脹率三個方面對材料性能進(jìn)行了表征，研究結(jié)果表明：材料經(jīng)過重熔后，晶粒細(xì)化，表面形貌變得致密，硬度由重熔前的47.38提高至57.80；且重熔后材料所裝配電池的氣脹率僅為5%，基本達(dá)到市面上無汞扣式電池的氣脹率