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采用无Pd/Ni化学镀制备泡镍基体新工艺(一)

时间:2019-12-23 分享到:

针对现行间歇式电化学方法制备泡沫镍工艺中采用化学镀对高分子泡沫模体表面覆载导电层的前处理过程所存在的问题,提出了一种操作方便,成本低廉的催化层覆载方法,运用这种方法所制得的泡沫镍,各项性能指标均能满足镍系列碱性蓄电池电极极板基体的要求。

目前越来越多的碱性蓄电池生产厂家已经注意到这样的一个事实-泡沫镍作为MH/Ni和Cd/Ni碱性蓄电池电极极板的基体,在要求常温,中低倍率充放、单体容量小于10Ah的圆柱形和方形电池中使用,较粘结式极板基体和烧结多孔镍基体具有无可比似的优点。泡沫镍的制备工艺路线为:以合适的高分子泡沫体作为模体,在泡沫模体的表面( 包括内表面)覆载足够厚度或足够重量的金属镍,然后通过高温烧结除去泡沫模体,留下与泡沫模体具有相同几何结构的泡沫镍,再在还原性气氛下进行还原、退火,得到性能符合要求的泡沫镍。

由于便携式小型电器的快速发展,要求有与之相应的电源来配套迫使人们寻求与这种电源相适应的极板基体,并将泡沫镍加以应用,于是泡沫镍便进入了产业生产。现有泡沫镍的生产方式可分间歇式和连续式两大类;从覆载金属镍的方法上看,可分为气相沉积和电化学沉积两种,气相沉积法又包括真空蒸镀和羰基镍气相选择分解镀等,对于电化学沉积法,依据电化学沉积前高分子泡沫模体表面导电层的覆载方法的不同,分为涂覆导电胶法和化学镀法等。目前国内普遍使用的是间歇式涂层覆导电胶和进行化学镀的电化学沉积工艺。开发出适合于国内情况的连续式泡沫镍生产线是当前国内泡沫镍生产线。

一种真空直流电弧蒸镀制备泡沫镍的方法。将高分子泡沫模体置于压力不高于0.133Pa的真空腔中的两个金属镍电极之间,以20-150V和40-50A的直流电产生电弧,使激发的金属镍原子沉积于泡沫模体上,这种方法的显著缺点是沉积速度慢,所需设备也复杂,对条件控制要求严格,这种方法几乎没有工业化生产的价值。另一种气相选择分解羰基镍制备泡沫镍的方法,并且给出一套装装置进行连续化生产,在充满羰基镍和一氧化碳混合气体并略具正压的分解腔内,让经过特殊表面处理(如涂覆炭黑或其它涂料)的高分子泡沫模体通过,并对分解腔与进行特定的波长的红外光照射,使四羰基合镍在泡沫模体上分解,分解产生的镍沉积在泡沫模体上,通过控制红外光源的波长使四羰基合镍在分解腔的其它部分不致分解,但这种方法封孔问题和残碳问题仍有待解决。

电化学法制备泡沫镍是最早使用的方法之一,其主要过程为:高分子泡沫模体的亲水化处理、覆载催化层、化学镀、电镀等。它虽然工序长、操作繁锁,但镀层均匀、工艺成熟,如若工艺控制得好,生产成本也较低,目前国内多数泡沫镍生产厂家仍在使用这种工艺,但这种工艺在覆载催化层过程中仍存在如下问题:

1、敏化液中含正二阶锌离子,极易被空气氧化,敏化液不稳定;
2、活化液中含正二阶钯离子,正二阶钯离子易被正二阶锌离子还原钯,故对敏化后模体的洗涤要求高;
3、活化后的模体上吸附的正二阶钯离子,又会加速化学镀液的分解;
4、经敏化、活化后的模体,从表面状态无法判定催化层覆载是否成功,只待完成化学镀之后才能判定,故废品率较高;

针对上述问题,一种无锡无钯化学制备泡沫镍的新工艺生产,这种操作方便,成本低廉,几乎不出现废品的催化层覆载方法。

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