一种两步电镀制备镀镍铝极耳的方法 技术领域 本发明属于电池制造的技术领域， 涉及一种锂电池和锂离子电池的极耳， 特别是 聚合物锂离子电池、 软包装锂离子电池和硬壳锂离子电池的极耳的制备方法。
背景技术 铝及铝合金具有密度小、 延展性和韧性好、 易于加工等优良性能， 广泛作为锂电池 和锂离子电池的极耳， 特别是聚合物锂离子电池、 软包装锂离子电池和硬壳锂离子电池的 极耳。然而， 铝及铝合金本身易受腐蚀、 不耐磨、 接触电阻大、 焊接困难。而镍金属表面能够 迅速生成极薄的钝化膜， 较铝极耳有更好的抵抗腐蚀能力。因此， 多采用铆接、 超声波点焊 或激光焊等方式， 在电池使用的铝极耳上连接镍极耳 ( 即转镍 )， 再将镍极耳的另一头焊接 在 IC 电路板上。这样， 正极极片到 IC 电路板之间存在” 铝 - 铝” 、 ” 铝 - 镍” 、 ” 镍-铜 “几个 连接点 ( 或焊点 )。由于这种连接属于点连接， 连接点 ( 或焊点 ) 面积小， 存在连接 ( 或焊 接 ) 不牢、 虚连接 ( 或虚焊 )、 连接点 ( 或焊点 ) 接触电阻大、 连接点 ( 或焊点 ) 存放时易被 氧化等问题， 制备的电池存在批次性能不稳定等问题。电池放电时， 特别是大电流放电时， 连接点 ( 或焊点 ) 焊接点可能因电阻过大而产生过多的热量等问题， 使电池对外做功能力 明显减弱， 也造成电池使用的安全性问题。在充电时， 可能因连接点 ( 或焊点 ) 脱焊和焊接 电阻过大而造成充电困难及充电引起的发热、 燃烧等安全隐患。 此外， 转镍过程增加了电池 制备的步骤， 从而增加了电池的成本。
为了克服以上不足， 本发明提供了一种通过制备大片镀镍铝片获得镀镍铝极耳的 方法。这种镀镍铝极耳可以广泛作为锂电池和锂离子电池的极耳， 特别是作为聚合物锂离 子电池、 软包装锂离子电池和硬壳锂离子电池的极耳。当本发明的镀镍铝极耳作为锂电池 和锂离子电池的极耳时， 正极极片到 IC 电路板之间只有” 铝 - 铝” 、 ” 镍-铜 “连接点， 而将 原来 “铝 - 镍” 间点连接改为 “铝 - 镀镍合金” 的面连接或体连接， 明显减小了接触电阻， 改 善了连接区域的耐用性能， 提高了电池批次性能的一致性。 改善了电池的充放电性能， 特别 是大电流充放电性能。
实用新型专利 ZL2008202125092 涉及一种锂电池铝极耳， 包括带状铝条， 在铝条 的一端有化学镀镍层。不过， 该专利并没有涉及镀镍铝极耳的具体制备方法和完整的结构 形式。虽然已有不少论文和专利涉及铝上镀镍的方法， 如专利 ZL 018091091 涉及一种在含 硅的铝线、 片、 棒上镀镍的方法， 专利 ZL981149332 涉及一种在钢基材上电镀低应力镍的方 法， 专利 CN101245480 涉及一种在碳、 铁、 铜表面电镀镍的方法。不过， 这些专利都没有涉及 一种适合作为电池铝极耳的镀镍的方法。由于用于锂 ( 离子 ) 电池的镀镍铝极耳对镀镍层 的要求与普通的镀镍铝片的对镀层的要求不同， 其中， 要重点考虑镀镍铝极耳中镀镍层与 对于镀镍铝片的光 铝片之间接触电阻、 耐弯曲性能。散热性能、 耐电解液腐蚀性能等因素， 亮度并不关心。
发明内容 本发明先制备大片镀镍铝片， 再将大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳。制备大片镀 镍铝片由以下两步电镀步骤组成 ：
两 步 电 镀 的 第 一 步 镀 镍 的 溶 液 配 方， 以 1000ml 计 ： NiSO4·6H2O 240g ～ 300g， NiCl2· 6H2O 2g ～ 20g， H3BO3 35g ～ 55g， MgSO4· 7H2O 30g ～ 50g， 表面活性剂 0.01g ～ 13.5g。
镀液温度 50℃～ 70℃， 镀液 pH 3.1 ～ 5.5。
所述的表面活性剂是指浓度在 0.1g/L ～ 13.5g/L 范围的十二烷基硫酸钠、 十二烷 基苯磺酸钠或烷基酚聚氧乙烯醚， 或者是浓度在 0.01g/L ～ 2.0g/L 范围的硬脂酸、 甜菜碱 或聚山梨酯。
两步电镀的第二步镀镍的溶液配方， 以 1000ml 计 ： NiSO4·6H2O 200g ～ 400g， NiCl2·6H2O 20g ～ 100g， H3BO3 20g ～ 50g， 十二烷基硫酸钠 0.01g ～ 13.5g， 初级光亮剂 0.1g ～ 5g， 次级光亮剂 0.05g ～ 2g。
镀液温度 45℃～ 75℃， pH 3.2 ～ 5.2。
所述的初级光亮剂是糖精、 苯亚磺酸钠、 对甲苯磺酰胺或不饱和脂肪酸 ； 所述的次 级光亮剂是丁炔二醇、 丙炔醇或香豆素， 或者是丁炔二醇与环氧乙烷的反应产物， 或者是丁 炔二醇与环氧氯丙烷的反应产物。
上述两步电镀的电流波形是不对称方波、 不对称正弦波、 不对称余弦波、 不对称三 角波或者脉冲波， 或者是上述两种电流波形组合成的一种电流波形 ； 电流频率为 0.1Hz ～ 2 10000Hz， 占空比为 1/100 ～ 10000/100， 电流密度为 0.01A/dm ～ 2.5A/dm2， 电镀时间为 0.1 秒～ 35 分钟。
将制备的大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳时， 大片镀镍铝片的面积是镀镍铝极耳 的 3 倍至 10000 倍， 且镀镍铝极耳的宽度为 1 毫米至 200 毫米之间的任意宽度。这里指定 镀镍铝极耳的尺寸满足以下关系 ： 长度＞宽度＞厚度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明。 实施例仅是对本发明的进一步补充和 说明， 而不是对本发明专利的限制。
实施例 1
本实施例先制备大片镀镍铝片， 再将大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳。制备大片 镀镍铝片由以下两步电镀步骤组成 ：
第一步镀镍溶液以 1000ml 计的配方如下 ： NiSO4· 6H2O 240g， NiCl2· 6H2O 2g， H3BO3 35g， MgSO4·7H2O 30g， 十二烷基硫酸钠 0.1g， 镀液温度 50℃， 镀液 pH 3.1。
第一步电镀的电流波形为不对称方波， 电流频率为 0.1Hz， 占空比为 1/100， 电流 2 密度为 0.01A/dm ， 电镀时间为 0.1 秒。
第二步镀镍的溶液以 1000ml 计的配方如下 ： NiSO4·6H2O 200g， NiCl2·6H2O20g， H3BO3 20g， 十二烷基硫酸钠 0.01g， 苯亚磺酸钠 0.1g， 丙炔醇 0.05g。
镀液温度 45℃， pH 3.2。
第二步镀镍电流波形可以为不对称方波， 电流频率为 0.1Hz， 占空比为 1/100， 电 2 流密度为 0.01A/dm ， 电镀时间为 0.1 秒。将制备的大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳时， 大片镀镍铝片的面积是镀镍铝极耳 的 3 倍， 且镀镍铝极耳的宽度为 1 毫米。
实施例 2
本实施例先制备大片镀镍铝片， 再将大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳。制备大片 镀镍铝片由以下两步电镀步骤组成 ：
第一步镀镍溶液以 1000ml 计的配方如下 ： NiSO4·6H2O 240g， NiCl2·6H2O2g， H3BO3 35g， MgSO4·7H2O 30g， 十二烷基苯磺酸钠 13.5g， 镀液温度 50℃， 镀液 pH 3.1
第一步镀镍的电流波形为不对称正弦波， 电流频率为 0.1Hz， 占空比为 1/100， 电 2 流密度为 0.01A/dm ， 电镀时间为 0.1 秒。
第二步镀镍溶液以 1000ml 计的配方如下 ： NiSO4·6H2O 400g， NiCl2·6H2O10g， ， H3BO3 50g， 十二烷基硫酸钠 13.5g， 对甲苯磺酰胺 5g， 香豆素 0.2g。
镀液温度 75℃， 镀液 pH5.2。
第 二 步 镀 镍 电 流 波 形 为 不 对 称 三 角 波， 电 流 频 率 为 10000Hz， 占空比为 2 10000/100， 电流密度为 2.5A/dm ， 电镀时间为 35 分钟。
将制备的大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳时， 大片镀镍铝片的面积是镀镍铝极耳 的 3000 倍， 且镀镍铝极耳的宽度为 10 毫米。
实施例 3
本实施例先制备大片镀镍铝片， 再将大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳。制备大片 镀镍铝片由以下两步电镀步骤组成 ：
第一步镀镍溶液以 1000ml 计的配方如下 ： NiSO4·6H2O 300g， NiCl2·6H2O 20g， H3BO3 55g， MgSO4·7H2O 50g， 烷基酚聚氧乙烯醚 3g。
镀液温度 70℃， 镀液 pH5.5
第 一 步 镀 镍 的 电 流 波 形 为 不 对 称 三 角 波， 电 流 频 率 为 10000Hz， 占空比为 2 10000/100， 电流密度为 2.5A/dm ， 电镀时间为 35 分钟。
第二步镀镍的溶液以 1000ml 计的配方如下 ： NiSO4·6H2O 400g， NiCl2·6H2O100g， H3BO3 50g， 十二烷基硫酸钠 3g， 糖精 5g， 香豆素 2g。
镀液温度 75℃， pH 5.2。
第二步镀镍的电流波形为脉冲波， 电流频率为 10000Hz， 占空比为 10000/100， 电 2 流密度为 2.5A/dm ， 电镀时间为 35 分钟。
将制备的大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳时， 大片镀镍铝片的面积是镀镍铝极耳 的 300 倍， 且镀镍铝极耳的宽度为 100 毫米。
实施例 4
本实施例先制备大片镀镍铝片， 再将大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳。制备大片 镀镍铝片由以下两步电镀步骤组成 ：
第一步镀镍溶液以 1000ml 计的配方如下 ： NiSO4· 6H2O 300g， NiCl2· 6H2O20g， H3BO3 55g， MgSO4·7H2O 50g， 硬脂酸 0.01g。
电镀时镀液温度 70℃， 镀液 pH 5.5。
第 一 步 镀 镍 的 电 流 波 形 为 不 对 称 方 波， 电 流 频 率 为 10000Hz， 占空比为 2 10000/100， 电流密度为 2.5A/dm ， 电镀时间为 35 分钟。第二步镀镍溶液以 1000ml 计的配方如下 ： NiSO4·6H2O 200g， NiCl2·6H2O 15g， H3BO3 20g， 十二烷基硫酸钠 0.01g， 苯亚磺酸钠 0.1g， 丁炔二醇 0.05g。
镀液温度 45℃， pH 3.2。
第二步镀镍的电流波形为不对称脉冲波， 电流频率为 0.1Hz， 占空比为 1/100， 电 2 流密度为 0.01A/dm ， 电镀时间为 0.1 秒。
将制备的大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳时， 大片镀镍铝片的面积是镀镍铝极耳 的 10000 倍， 且镀镍铝极耳的宽度为 1 毫米。
实施例 5
本实施例先制备大片镀镍铝片， 再将大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳。制备大片 镀镍铝片由以下两步电镀步骤组成 ：
第一步镀镍溶液以 1000ml 计的配方如下 ： NiSO4· 6H2O 270g， NiCl2· 6H2O12g， H3BO3 45g， MgSO4·7H2O 40g， 十二烷基苯磺酸钠 0.5g。
镀液温度 60℃， 镀液 pH 4.6。
第一步镀镍的电流波形为不对称方波与脉冲波组合成一种电流波形， 电流频率为 2 1000Hz， 占空比为 50/100， 电流密度为 1.5A/dm ， 电镀时间为 15 分钟。 第二步镀镍溶液以 1000ml 计的配方如下 ： NiSO4·6H2O 300g， NiCl2·6H2O 60g， H3BO3 50g， 十二烷基硫酸钠 2.8g， 对甲苯磺酰胺 4.5g， 丙炔醇 1.5g。
镀液温度 70℃， pH 5.1。
第二步镀镍的电流波形为不对称方波， 电流频率为 5000Hz， 占空比为 10000/100， 2 电流密度为 1.1A/dm ， 电镀时间为 5 分钟。
将制备的大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳时， 大片镀镍铝片的面积是镀镍铝极耳 的 10 倍， 且镀镍铝极耳的宽度为 10 毫米。
实施例 6
本实施例先制备大片镀镍铝片， 再将大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳。制备大片 镀镍铝片由以下两步电镀步骤组成 ：
第一步镀镍溶液以 1000ml 计的配方如下 ： NiSO4·6H2O 240g， NiCl2·6H2O2g， H3BO3 35g， MgSO4·7H2O 30g， 甜菜碱 2.0g。
镀液温度 50℃， 镀液 pH 3.1。
第一步电镀的电流波形为脉冲波， 电流频率为 10000Hz， 占空比为 10/100， 电流密 2 度为 0.1A/dm ， 电镀时间为 100 秒。
第二步镀镍溶液以 1000ml 计的配方如下 ： NiSO4·6H2O 200g， NiCl2·6H2O 20g， H3BO3 20g， 十二烷基硫酸钠 0.01g， 苯亚磺酸钠 0.1g， 丁炔二醇 2g。
镀液温度 75℃， pH 5.2。
第二步镀镍的电流波形为不对称三角波， 电流频率为 10000Hz， 占空比为 1/100， 2 电流密度为 2.1A/dm ， 电镀时间为 30 秒。
将制备的大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳时， 大片镀镍铝片的面积是镀镍铝极耳 的 10000 倍， 且镀镍铝极耳的宽度为 1 毫米。
实施例 7
本实施例先制备大片镀镍铝片， 再将大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳。制备大片
镀镍铝片由以下两步电镀步骤组成 ：
第一步镀镍溶液以 1000ml 计的配方如下 ： NiSO4· 6H2O 240g， NiCl2· 6H2O 2g， H3BO3 35g， MgSO4·7H2O 30g， 聚山梨酯 0.01g。
电镀时镀液温度 50℃， 镀液 pH 5.5。
第一步镀镍的电流波形为不对称正弦波， 电流频率为 500Hz， 占空比为 1/100， 电 2 流密度为 0.01A/dm ， 电镀时间为 20 分钟。
第二步镀镍溶液以 1000ml 计的配方如下 ： NiSO4· 6H2O 400g， NiCl2· 6H2O20g， H3BO3 20g， 十二烷基硫酸钠 0.5g， 苯亚磺酸钠 1g， 香豆素 2g。
电镀镀液温度 75℃， pH 5.2。
第二步镀镍的电流波形为不对称正弦波， 电流频率为 50Hz， 占空比为 1/100， 电流 2 密度为 0.01A/dm ， 电镀时间为 1 分钟。
将制备的大片镀镍铝片裁剪为镀镍铝极耳时， 大片镀镍铝片的面积是镀镍铝极耳 的 1000 倍， 且镀镍铝极耳的宽度为 200 毫米。7