专利名称：一种海绵状泡沫镍的制备方法
技术领域：
本发明属于海绵状的金属网板的制备方法，特别涉及用于作蓄电池极板和镍加氢催化剂的海绵状泡沫镍的制备方法。
海绵状泡沫镍是由金属镍构成的有许多较小孔隙的一片镍网板。这种称之为海绵状泡沫镍的网板可以用来作高效高能蓄电池的电极板，由于有许多小孔隙，使镍极板充分与蓄电池液接触，接触面积增大，而提高了蓄电池的性能。这种海绵状泡沫镍，还可以作为镍加氢催化剂用于化学工业。可以说，它是用途广泛的金属网板。
已有的海绵状泡沫镍的制备方法，主要包括基底粗化、制作电镀用阴极、镀镍、热处理等过程。其中基底粗化是选用聚醚聚胺脂作基底，通过粗化使其孔隙变大，增加表面粗造程度。通常是用酸作粗化液。其中的制作电镀用阴极，是将粗化后的基底(聚醚聚胺脂泡沫)用碱中和粗化液，再水洗干燥，浸入水溶性的导电胶中，导电胶的主要成分是石墨，经凉晒干燥后，制作成电镀用的阴级。其中的镀镍，是将制作好的电镀用阴极装夹放入含镍离子的电镀液中，对浸有水溶性的导电胶的基底通电镀镍。镀镍时间约(40～50)分钟。热处理过程是将镀镍后的基底水洗干燥后，在(800～900)℃的温度下，保温1小时，烧去聚醚聚胺脂，剩下来的就是有许多孔隙的镍网板。还可以通过校平、裁切、制成蓄电池的电极板或用于催化剂时的形状。
通过上述过程制备的海绵状泡沫镍，只能制备出小块的海绵状泡沫镍，而且镀层不均匀。这是因为导电胶是水溶性的，靠近电镀用阴极的边缘部分镀上镍时，中间部分还没有被镀上镍，而导电胶已经被电镀液溶掉的缘故。由于导电胶主要成分是石墨，溶于电镀液中，对电镀液造成污染，直接影响到镀层的纯度。同时，被污染的电镀液要经常更换，造成电镀液的浪费，还造成对环境的污染影响操作人员的健康。
本发明的目的在于改进已有技术的制备工艺过程，以克服已有技术的不足，制备出大面积的均匀的纯度高的海绵状泡沫镍，并减少电镀液的损耗和对环境的污染。
本发明的海绵状泡沫镍的制备方法，其过程主要包括基底粗化或选用粗化过的聚醚聚胺脂作基底，用磁控溅射方法制作电镀用阴极、镀镍、热处理等。基底粗化过程与已有技术是相同的。也可以直接使用经过粗化的聚醚聚胺脂作基底制作电镀用阴极;再经镀镍、水洗干燥，进行热处理。本发明所说的制作电镀用阴极不是使用导用胶作电镀的导体，而是采用磁控溅射的方法，在镀膜机中，以纯镍为靶，通电后在基底的表面和孔隙内生长镍，从而形成金属镍作导体的电镀用阴极。将此电镀用阴极装夹，置于含镍离子的电镀液中进行镀镍，时间为(40～50)分钟。最后的热处理是在(800～900)℃温度下保温1小时，烧掉聚醚聚胺脂基底而成为海绵状泡沫镍。
用溅射法制作电镀用阴极时，在氩气气氛中控制电流密度在(0.1～1.5)×10-2A/cm2范围，控制溅射时间在(20～100)秒，两电极间距离在(10～30)cm间;在溅射前先抽真空，真空度为(0.8～3.5)×10－5毫米汞柱，充入氩气后真空度在(2～3.5)×10－4毫米汞柱。
用溅射法制作电镀用阴极时，电流密度、溅射时间影响到基底上镍单质的质量，溅射过多，聚醚聚胺脂表面被糊死，在镀镍时，基底内部将镀不到镍;溅射过少，镀镍时，镍生长不够牢固。因而，电流密度最好控制在(0.2～0.5)×10-2A/cm2，溅射时间最好控制在(30～60)秒。
为制作不同用途的海绵状泡沫镍，还需要校平、裁切、以达到实际应用的形状和大小，再包装形成产品，便于运输、保管和使用。
由于本发明使用磁控溅射方法制作电镀用阴极，在电镀时，溅射到聚醚聚胺脂泡沫上的镍不溶于电镀液，使镍的镀层均匀而且牢固，可以制备大块的海绵状泡沫镍，每块面积可达1m2以上，且整块是连续的;同时，由于不使用水溶性导电胶制作电镀用阴极，而没有杂质(主要是石墨)进入电镀液，不仅使海绵状泡沫镍的纯度高了，而且减少了电镀液被石墨污染而造成的电镀液的浪费，大大降低了生产成本，还减少了对环境的污染，改善了操作人员的工作条件。使用本发明的海绵状泡沫镍的制备方法，所得产品孔隙细密，表面积大，可以提高蓄电池或镍加氢催化剂的使用效率。
权利要求
1.一种海绵状泡沫镍的制备方法，使用经过粗化的聚醚聚胺脂作基底，制作电镀用阴极；经镀镍，水洗干燥，热处理等过程，制备出海绵状泡沫镍，所说的镀镍是在含镍离子的电镀液中进行，时间为(40～50)分钟；所说的热处理是在(800～900)℃温度下保温1小时，烧掉聚醚聚胺脂基底，本发明的特征在于所说的制作电镀用阴极是用磁控溅射的方法进行的，在镀膜机中，以纯镍为靶，通电后，在基底表面和孔隙内生长镍，形成含金属镍的电镀用阴极。
2.按照权利要求1所述的海绵状泡沫镍的制备方法，其特征在于用溅射方法制作电镀用阴极时，在氩气气氛中，控制电流密度在(0.1～1.5)×10-2A/cm2范围，控制溅射时间在(20～100)S，两电极间距离在(10～30)cm之间，溅射前先抽真空，真空度为(0.8～3.5)×10-5毫米汞柱，充入氩气后真空度在(2～3.5)×10－4毫米汞柱。
3.按照权利要求1或2所述的海绵状泡沫镍的制备方法，其特征在于用溅射方法制作电镀用阴极时，电流密度控制在(0.2～0.5)×10-2A/cm2，溅射时间为(30～60)S。
全文摘要
本发明的海绵状泡沫镍的制备方法属用于作蓄电池极板和镍加氢催化剂的镍金属网板的制备方法。使用粗化过的聚醚聚胺酯作基底，用磁控溅射方法制成电镀用阴极，经电镀镀镍、水洗干燥、热处理等过程制成海绵状泡沫镍。溅射法制电镀用阴极时，以纯镍为靶，在氩气氛中进行。用本发明的方法可制备出大面积海绵状泡沫镍，镀层均匀牢固、整块连续、无石墨杂质纯度高、且不污染环境；实际应用时，由于孔隙细密，接触表面积大而效率高。
文档编号H01M4/82GK1109922SQ95102640
公开日1995年10月11日 申请日期1995年3月11日 优先权日1995年3月11日
发明者石殿普, 张丽芳, 李文明 申请人:吉林大学