用于高端扣式锂电池外壳的镀镍不锈钢带的制备技术研究

发布时间：2017-10-17 06:04

  本文关键词：用于高端扣式锂电池外壳的镀镍不锈钢带的制备技术研究

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【摘要】：外壳作为扣式锂电池中集结构性与功能性为一体的关键组成部分,其质量的好坏直接影响了电池的存储性能、安全性能以及电池的充放电性能,同时也影响了扣式锂电池产品的外观品质。目前中低端扣式锂电池的壳盖普遍采用304不锈钢带和430不锈钢带制备而成,高附加值的高端扣式锂电池的壳盖需要采用冲压性能、耐摩擦性能、耐腐蚀性能、锡焊性能、电导率都比较好的430不锈钢带单面镀镍材料。而该材料较先进的生产技术目前被国外垄断。为了探索一种能满足高端扣式锂电池对壳盖要求的430不锈钢带单面镀镍钢带的制备技术,本文通过优化电沉积工艺、高温快速连续热扩散处理工艺以及材料的表面纳米级精整处理工艺等技术工艺制备了不同的430不锈钢带单面镀镍材料,并对材料的性能以及材料制备成电池后的性能做了表征。主要研究内容如下:(1)探索了不同热扩散处理温度及保温时间下材料的镀层与基材的扩散情况。通过金相显微镜、SEM、EDS等方法观察测试样品截面。结果表明,950℃,保温30s是最适合于430不锈钢带单面电沉积镍镀层材料的快速高温连续热扩散处理工艺。(2)探索了表面纳米级精整处理对热扩散处理后材料性能的影响。采用原子力显微镜、显微硬度计、万能拉伸试验机、粗糙度仪对未热扩散处理、经过热扩散处理以及经过热扩散处理后加表面纳米级精整处理的三种样品进行表征。结果表面:热扩散处理后加上表面纳米级精整处理的样品,综合性能较好。(3)测试了不同工艺下的材料的耐腐蚀性。结果表明热扩散处理后加上表面纳米级精整处理的钢带经过盐雾实验测试,耐蚀效果最好,该工艺下制备的材料组装成的电池168小时后生锈率为2%,为未热扩散处理、热扩散处理以及热扩散处理后加表面纳米级精整处理的三种工艺中耐蚀性最好的。综上所述,采用950℃保温30s热扩散处理后加上表面纳米级精整处理的工艺制备的430不锈钢带单面电沉积镍材料的综合性能最好,而且生产效率高,质量稳定,达到高端扣式锂电池对壳盖材料的要求,同时满足产业化要求。
【关键词】：430不锈钢带 高温快速连续热扩散 表面纳米级精整 锂电池 外壳
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM912;TG178
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 扣式锂电池的组成及产业发展现状9-12
• 1.1.1 扣式锂电池9
• 1.1.2 扣式锂电池的分类9-10
• 1.1.3 扣式锂电池的结构10-11
• 1.1.4 扣式锂电池的用途及市场分析11-12
• 1.2 扣式锂电池壳盖12-15
• 1.2.1 扣式锂电池壳盖简介12-13
• 1.2.2 扣式锂电池壳盖的制备13-14
• 1.2.3 扣式锂电池壳盖材料分类14-15
• 1.3 扣式锂电池壳盖材料的最新研究进展15-16
• 1.3.1 430不锈钢带表面镀层及电沉积工艺研究15
• 1.3.2 热扩散处理对覆有镀层的金属性能的影响15-16
• 1.3.3 表面纳米级精整工艺对覆有镀层的金属性能的影响16
• 1.4 本文选题背景及主要研究内容16-18
• 1.4.1 本文选题背景16-17
• 1.4.2 本文主要研究内容17-18
• 第2章 实验过程与测试方法18-29
• 2.1 引言18
• 2.2 镀镍不锈钢带的制备工艺设计18-21
• 2.2.1 高端扣式锂电池壳盖材料的研究现状18-19
• 2.2.2 探索高温快速连续热扩散处理工艺19-20
• 2.2.3 探索表面纳米级精整工艺对材料性能的影响20
• 2.2.4 高端扣式锂电池外壳的不锈钢镀镍材料的制备工艺20-21
• 2.3 电沉积实验21-24
• 2.4 高温快速连续热扩散处理实验24-26
• 2.4.1 高温快速连续热扩散处理实验装置24-25
• 2.4.2 高温快速连续热扩散处理实验过程25-26
• 2.5 表面纳米级精整实验26
• 2.6 样品性能表征方法26-27
• 2.7 小结27-29
• 第3章 热扩散对镀镍不锈钢带微观结构的影响及性能评价29-37
• 3.1 引言29
• 3.2 不同热扩散处理工艺下扣式锂电池壳盖材料的微观形貌表征29-35
• 3.2.1 材料的微观形貌分析仪器29-30
• 3.2.2 热扩散处理工艺下扣式锂电池壳盖材料的截面形貌分析..223.3 小结30-35
• 3.3 小结35-37
• 第4章 表面纳米级平整对热扩散处理后镀镍不锈钢带性能的影响37-49
• 4.1 引言37
• 4.2 表面纳米级精整对热扩散处理后镀镍不锈钢带微观形貌的影响.294.2.1 粗糙度微观检测37-41
• 4.2.1 粗糙度微观检测37-40
• 4.2.2 孔隙率微观检测40-41
• 4.3 表面纳米级精整对热扩散处理后镀镍不锈钢带力学性能的影响.334.3.1 表面粗糙度测试41-45
• 4.3.1 表面粗糙度测试41-42
• 4.3.2 拉伸性能测试42-44
• 4.3.3 显微硬度测试44-45
• 4.4 表面纳米级精整对热扩散处理后镀镍不锈钢耐腐蚀性的影响45-47
• 4.4.1 中性盐雾实验45-46
• 4.4.2 高温高湿实验46-47
• 4.5 小结47-49
• 第5章 总结与展望49-51
• 5.1 总结49-50
• 5.2 展望50-51
• 参考文献51-54
• 致谢54-55
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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本文编号：1047176