專利名稱：一種用于鋰離子電池負極極耳的鎳金屬條的表面處理方法
技術領域：
本發明涉及鋰離子電池鎳金屬條的表面處理，處理后的金屬鎳條，不僅具有優良的錫焊性，而且與極耳膠熱壓粘合后具有極佳的耐電解液性能，可用于生產鋰離子電池，特別是聚合物鋰離子電池的負極極耳。
背景技術：
鋰離子電池是一種可充電電池，由于其工作電壓高、循環壽命長、比能量高、無記憶效應、自放電小等優點，被廣泛應用于手機、筆記本電腦、攝像機等數碼產品及新能源電動車等電子設備和器件中。聚合物鋰離子電池以固態聚合物電解質代替液態電解質，這種聚合物可以是“干態”的，也可以是“膠態”的，目前大部分采用膠態聚合物電解質。與液態鋰離子電池相比，聚合物鋰離子電池更加安全，因為電解液泄漏的可能性更小，并且聚合物鋰離子電池可以做到更小、更薄，且可制成任意形狀的電池。因此，聚合物鋰離子電池的市場需求一直在持續增長。鎳極耳是聚合物鋰離子電池中用于將負極從電芯中引出來的金屬導電體，要求具有優良的耐電解液性和錫焊性。然而現有的聚合物鋰離子電池鎳極耳錫焊性不理想，使電池的制造工藝變得復雜。通常的做法是在進行錫焊前，先用砂紙在錫焊處進行打磨，這不僅增加工序，降低生產效率，而且導致成本上升。中國專利(申請號為200910190249.2)公開了一種聚合物電池極耳及其表面處理方法，其采用氟化氫銨、氧化鉻、硼酸、磷酸鈉對極耳進行處理，所得極耳的耐電解液性優良，但是錫焊性差的問題仍沒有解決。綜上所述，急需一種新的鎳金屬表面處理技術，在提高其耐電解液性能的同時，保持鎳的錫焊性不變，以便在其表面 直接進行錫焊。

發明內容
本發明的目的在于提供一種新的鎳金屬表面處理方法，經過該方法處理的金屬鎳條不僅具有優良的耐電解液性能，而且具有良好的可錫焊性，可直接在其表面進行錫焊，以用于聚合物鋰離子電池負極極耳的生產。本發明是通過以下技術方案實現的:一種用于鋰離子電池負極極耳的鎳金屬條的表面處理方法，其特征在于，所述的表面處理方法包括以下步驟:I)、配制第一步處理液，第一步處理液以水或去離子水為溶劑，每升處理液中至少含有:六價鉻化合物0.5 30g/l磷化合物 10 60g/l氟化合物 0.5 20g/l，所述的六價鉻化合物為選自氧化鉻、氯化鉻、鉻酸鋰、鉻酸鈉、重鉻酸鉀、重鉻酸鈉中的一種或幾種，所述的磷化合物為選自磷酸、多聚磷酸、焦磷酸及其鹽類化合物中的一種或幾種，所述的氟化合物為選自氟化鈉、氟化銨、氟化鉀、氫氟酸、氟硼酸、酸性氟化鈉中的一種或幾種；2)、將第一步處理液加熱至30 70°C施用在鎳金屬條表面，處理時間為2 IOmin ；3)、配制第二步處理液，第二步處理液以水或去離子水為溶劑，每升處理液中至少含有:有機酸 5 40g/l氟化合物0.5 20g/l無機酸 5 40g/l 所述的有機酸為選自草酸、檸檬酸、丙烯酸、丁二酸、酒石酸、蘋果酸中的一種或幾種，所述的氟化合物為選自氟化鈉、氟化銨、氟化鉀、氫氟酸、氟硼酸、酸性氟化鈉中的一種或幾種，所述的無機酸為選自硝酸、氫氟酸、磷酸、硼酸、鹽酸、硫酸中的一種或幾種，4)、將經步驟2)處理的鎳金屬條用水清洗后，將第二步處理液加熱至40 80°C施用在鎳金屬條表面，處理時間為2 IOmin ；5)、將鎳金屬條經60 150°C加熱干燥，形成化學轉化膜層。上述鎳金屬條的鎳純度在99.5%以上，厚度為0.02 0.2mm。所述的磷酸、多聚磷酸、焦磷酸的鹽為磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、磷酸鋅、磷酸三銨、磷酸三鈉、磷酸三鉀、焦磷酸鈉、焦磷酸鉀、焦磷酸二氫二鈉中的一種或幾種。所述的將處理液施用在鎳金屬條表面的施用方法為:通過浸沒法、棒涂法、旋涂法、噴涂法中的一種將處理液涂布在鎳金屬條表面。本發明所述的鎳經表面處理后在表面形成一層化學轉化膜層，這層化學轉化膜層將鎳和極耳膠牢固的粘附在一起并且對所使用的凝膠電解液和凝膠電解液變質或水解所產生的氫氟酸具有耐腐蝕性，可以使鎳保持良好的錫焊性。所述鎳表面的化學轉化膜層能夠容易地實現，例如，在鎳表面施用含有六價鉻化合物、氟化合物、磷化合物的水處理液，經水清洗后再施用含有有機酸、氟化合物、無機酸的水處理液,經水清洗后加熱干燥有益效果本發明用于制備聚合物鋰離子電池的負極極耳，經過本發明技術處理過的鎳金屬條，與日本DNP的黃膠、昭和的黑膠經過熱壓粘合后，具有優良的耐電解液性能，經85°C電解液直接浸泡4.5小時，粘結強度基本不變，能夠保證封裝后的電池在后續儲存及使用過程中長久的密封性，提高了電池及其用電設備的安全性。經過本發明技術處理過的鎳金屬條，不僅具有優良的耐電解液性能而且具有良好的錫焊性能，可在其表面直接進行錫焊，簡化了極耳的制造工藝，并可降低生產成本。
具體實施方式
處理液中所含有的成分如下:成分(A)六價鉻化合物A-1:三氧化鉻A-2:鉻酸鈉A-3:重鉻酸鈉成分(B)磷化合物B-1:磷酸B-2:焦磷酸鈉成分(C)氟化合物

C-1:氟化鈉C-2:氟化鉀成分(D)有機酸D-1:草酸D-2:檸檬酸D-3:丙烯酸成分(E)無機酸E-1:鹽酸E-2:硝酸第一步處理液:在每升水中，按照表一所示每種上述成分的量(mol)混合，制備含水處理劑a至e。表一
權利要求
1.一種用于鋰離子電池負極極耳的鎳金屬條的表面處理方法，其特征在于，所述的表面處理方法包括以下步驟: 1)、配制第一步處理液，第一步處理液以水或去離子水為溶劑，每升處理液中至少含有: 六價鉻化合物0.5 30g/l 磷化合物 10 60g/l 氟化合物 0.5 20g/l， 所述的六價鉻化合物為選自氧化鉻、氯化鉻、鉻酸鋰、鉻酸鈉、重鉻酸鉀、重鉻酸鈉中的一種或幾種，所述的磷化合物為選自磷酸、多聚磷酸、焦磷酸及其鹽中的一種或幾種，所述的氟化合物為選自氟化鈉、氟化銨、氟化鉀、氫氟酸、氟硼酸、酸性氟化鈉中的一種或幾種； 2)、將第一步處理液加熱至30 70°C施用在鎳金屬條表面，處理時間為2 IOmin； 3)、配制第二步處理液，第二步處理液以水或去離子水為溶劑，每升處理液中至少含有: 有機酸 5 40g/l 氟化合物0.5 20g/l 無機酸 5 40g/l 所述的有機酸為選自草酸、檸檬酸、丙烯酸、丁二酸、酒石酸、蘋果酸中的一種或幾種，所述的氟化合物為選自氟化鈉、氟化銨、氟化鉀、氫氟酸、氟硼酸、酸性氟化鈉中的一種或幾種， 所述的無機酸為選自硝酸、氫氟酸、磷酸、硼酸、鹽酸、硫酸中的一種或幾種， 4)、將經步驟2)處理的鎳金屬條用水清洗后，將第二步處理液加熱至40 80°C施用在鎳金屬條表面，處理時間為2 IOmin ； 5)、將鎳金屬條經60 150°C加熱干燥，形成化學轉化膜層。
2.如權利要求1所述的用于鋰離子電池負極極耳的鎳金屬條的表面處理方法，其特征在于，所述的磷酸、多聚磷酸、焦磷酸的鹽為磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、磷酸鋅、磷酸三銨、磷酸三鈉、磷酸三鉀、焦磷酸鈉、焦磷酸鉀、焦磷酸二氫二鈉中的一種或幾種。
3.如權利要求1所述的用于鋰離子電池負極極耳的鎳金屬條的表面處理方法，其特征在于，所述的將處理液施用在鎳金屬條表面的施用方法為:通過浸沒法、棒涂法、旋涂法、噴涂法中的一種將處理液涂 布在鎳金屬條表面。
4.如權利要求1所述的用于鋰離子電池負極極耳的鎳金屬條的表面處理方法，其特征在于，所述的鎳金屬條的鎳純度大于99.5%，厚度為0.02 0.2mm。
全文摘要
本發明公開了一種用于鋰離子電池負極極耳的鎳金屬條的表面處理方法，該處理方法分兩步進行，第一步處理液中至少包含六價鉻化合物，氟化合物，磷化合物；第二步處理液中至少包含有機酸，無機酸，氟化合物。將處理液施用在鎳金屬條表面后，經加熱干燥形成化學轉化膜。用本發明的方法處理的鎳金屬條，與極耳膠熱壓粘合后，具有極佳的耐電解液性能，用電解液直接浸泡，85℃下4.5小時內其粘結強度幾乎不變；同時，處理后的鎳金屬條仍具有良好的錫焊性能，可在其表面直接進行錫焊。該金屬鎳條用于鋰離子電池極耳的生產，可以簡化生產工藝，并降低成本。
文檔編號C23C22/38GK103194743SQ20131008048
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月13日 優先權日2013年3月13日
發明者徐世愛, 梁昌盛, 徐立球 申請人:華東理工大學