一种用于锂离子电池钢壳的表面防腐处理方法与流程

本发明涉及一种用于锂离子电池钢壳的表面防腐处理方法。

背景技术：

1、锂离子电池的封装主要有三条技术路线，钢壳圆柱、铝壳方形及铝塑膜软包，其中，钢壳圆柱型锂离子电池由于其结构坚固的优点广泛应用于电动工具、无绳白色家电、家用储能、电动两轮车及电动汽车领域。这里的“钢壳”实际指代的是一类由铁镀镍板材经过冲压成型得到的圆柱壳体，并非由不锈钢构成。由于“钢壳”中的fe/ni在酸性电解液体系中不稳定，存在酸蚀的可能性，并由此引发一系列的锂电池自放电现象，所以如何增强“钢壳”的耐腐蚀性、降低因其引发的自放电率，成为一直困扰着钢壳圆柱锂电池制造业的行业性难题。

2、目前行业内“钢壳”的制造过程主要包括冲压、清洗和涂油三道工艺。其中涂油工艺也叫防锈工艺，是为了隔绝镀镍层与空气、水的接触，在表面采用一种弱碱性物质与矿物油的防锈试剂组合（一般是脂肪酸、二环己胺、壬基酚聚氧乙烯醚）对壳体表面的保护措施。经过涂油处理的钢壳在干燥空气中可以维持数年不生锈，但是在酸性电解液的持续化学腐蚀下，尤其是叠加高温因素后，表面的镍镀层会逐渐溶解，渐渐露出里面的铁，从而失去保护作用。实验数据表明，弱碱性化合物与矿物油的防锈试剂组合不能有效阻止壳体被电解液酸蚀（由高温存储10天开始自放电变成7天开始自放电，没有体现出防腐效果）。因此，亟需一种更加有效、经济的方法对“钢壳”-电解液体系提供持续的保护。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种用于锂离子电池钢壳的表面防腐处理方法，该方法能有效提高锂离子电池钢壳表面的防腐性能。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

3、一种用于锂离子电池钢壳的表面防腐处理方法，包括以下步骤：

4、s1.将碱、氧化剂、胶体产生剂加入溶剂中，搅拌至混合均匀得到碱性钝化处理液；

5、s2.将锂离子电池钢壳浸泡于步骤s1得到的碱性钝化处理液中，加热至25-60℃后静置10-20分钟，取出后分别用自来水和去离子水各清洗一次，最后经过80℃热空气烘干。

6、进一步地，本发明所述步骤s1中，碱为naoh、koh、rboh、csoh中的其中一种或几种。

7、进一步地，本发明所述步骤s1中，氧化剂为nano2、nano3、na2co3中的其中一种或几种。

8、进一步地，本发明所述步骤s1中，胶体产生剂为na3po4、na2hpo4中的其中一种或两种。

9、进一步地，本发明所述步骤s1中，溶剂为水、乙醇、乙二醇、n-甲基吡咯烷酮中的其中一种或几种。

10、进一步地，本发明所述步骤s1中，碱、氧化剂、胶体产生剂、溶剂的质量比为（150-200）：（20-30）：（10-20）：（800-1500）。

11、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

12、1）本发明采用的碱性钝化处理液利用了金属镍与铁的布拜图（pourbaixdiagram），即在高强度的碱性溶液中，镍/铁金属与溶液在其界面处发生表面氧化反应生成不溶的镍/铁氢氧化物和磷酸盐胶体沉淀，形成一层具有良好的耐蚀性且致密的钝化膜，对基体金属能起到隔离保护作用，且氢氧化物与磷酸盐的交替层叠使钝化膜兼具较高的强度和化学稳定性。由于该反应属于吸氧腐蚀，适量的氧化剂与加热条件一起有助于加速钝化反应的动力学，缩短处理时间的同时促进生成更厚且保护效果更强的钝化膜。

13、2）本发明使用的胶体产生剂——磷酸的钠盐能够通过皂化功能清洁基体表面，增加钝化膜的附着力，同时还能够通过较强的络合作用将金属表面的氧化物、氢氧化物部分转化为磷酸盐胶体，进一步提高钝化膜的致密性；此外，磷酸的钠盐还能够调节碱性钝化处理液的ph值，使其保持在适宜的碱性范围内，有利于钝化反应的进行。

14、3）经过本发明方法处理后的锂离子电池钢壳由高温存储10天开始自放电延后至31天内不发生自放电，表现出极佳的防腐效果。

技术特征：

1.一种用于锂离子电池钢壳的表面防腐处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池钢壳的表面防腐处理方法，其特征在于：所述步骤s1中，碱为naoh、koh、rboh、csoh中的其中一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池钢壳的表面防腐处理方法，其特征在于：所述步骤s1中，氧化剂为nano2、nano3、na2co3中的其中一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池钢壳的表面防腐处理方法，其特征在于：所述步骤s1中，胶体产生剂为na3po4、na2hpo4中的其中一种或两种。

5.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池钢壳的表面防腐处理方法，其特征在于：所述步骤s1中，溶剂为水、乙醇、乙二醇、n-甲基吡咯烷酮中的其中一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池钢壳的表面防腐处理方法，其特征在于：所述步骤s1中，碱、氧化剂、胶体产生剂、溶剂的质量比为（150-200）：（20-30）：（10-20）：（800-1500）。

技术总结
本发明提供一种用于锂离子电池钢壳的表面防腐处理方法，包括以下步骤：S1.将碱、氧化剂、胶体产生剂加入溶剂中，搅拌至混合均匀得到碱性钝化处理液；S2.将锂离子电池钢壳浸泡于步骤S1得到的碱性钝化处理液中，加热至25‑60℃后静置10‑20分钟，取出后分别用自来水和去离子水各清洗一次，最后经过80℃热空气烘干。本发明能有效提高锂离子电池钢壳表面的防腐性能。

技术研发人员：陈璇
受保护的技术使用者：江苏睿恩新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15