提高泡沫镍一致性的生产工艺所用的基材预处理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及泡沫镍生产领域，特别涉及一种提高泡沫镍一致性的生产工艺，同时还公开了实现该工艺使用的基材预处理装置。它主要通过在对基材进行导电化处理之前，利用基材预处理装置对基材进行拉伸、定宽度，使由该基材生产出来的泡沫镍的面密度偏差小于5%，批量抗拉强度偏差在15%以下、延伸率偏差在10%以下。本实用新型通过基材自动定间距、定比例拉伸，改变因基材自身随卷绕半径增大带来的明暗周期间距的变化，将这一变化控制在一定范围之内。经过拉伸后的基材明暗周期变化间距由100mm～600mm，缩短为100～300mm；基材拉伸比例可为10～30%，从而保证了产品面密度的一致性，进而保证了产品强度、延伸率的一致性。
【专利说明】提高泡沬镍一致性的生产工艺所用的基材预处理装置
[0001](一)【技术领域】
[0002]本实用新型涉及泡沫镍生产领域，特别涉及一种提高泡沫镍一致性的生产工艺所用的基材预处理装置。
[0003](二)【背景技术】
[0004]泡沫镍材料，具有体积密度高(≥175g/m3)，比表面积大，孔隙率高(96%以上)等特点，在电池行业中，可作为镍氢电池正、负极板的集流体和活性物质的载体。制作高能电池电极板时，泡沫镍的多孔特性，可使极板活性物质得到充分利用，进而减小电池内阻，增大反应面积，提高电池性能。产品的生产流程为导电化处理、电沉积、氧化还原、分切包装。核心工序为电沉积工序。
[0005]采用现有生产工艺所生产的泡沫镍，由于受到基材的影响，具有明显的明暗周期，且周期间隔随卷绕半径而增加，间隔变化范围在150mnT600mm之间，由此导致面密度偏差均在7%以上，批量抗拉强度偏差在25%以上、延伸率偏差在15%以上。泡沫镍产品面密度一致性直接影响镍氢电池容量 的一致性,镍氢电池的一致性是电池组寿命的关键影响因素，制约了组合镍氢电池在电动工具及混合动力汽车及纯电动汽车上的应用。在镍氢电池生产过程中，泡沫镍延伸率的一致性，影响到电池极片涂浆的一致性，进而影响电池的容量。
[0006](三)
【发明内容】
[0007]本实用新型为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种生产面密度偏差小于5%，批量抗拉强度偏差在15%以下、延伸率偏差在10%以下的高一致性泡沫镍生产工艺所用的基材预处理装置。
[0008]本实用新型是通过如下技术方案实现的:
[0009]一种提高泡沫镍产品一致性的生产工艺所用的基材预处理装置，其特征是，包括依次排列设置的放卷机构、高清摄像机、固定拉伸装置、加热定型箱、活动拉伸装置、定宽度切边装置和收卷机构，所述固定拉伸装置包括第一上转动辊和第一下转动辊，所述活动拉伸装置包括沿基材纵向设置的滑轨、设在滑轨上的底座、可使底座在滑轨上移动的横向传动装置，底座上设有第二上转动辊和第二下转动辊，所述第二上转动辊上连接有可使其上下运动的竖向传动装置，所述横向传动装置、竖向传动装置、高清摄像机和加热定型箱分别与PLC控制器连接，所述定宽度切边装置包括基座，基座上设有长条形刀架，刀架的两端设有可移动的切边刀具。
[0010]所述横向传动装置和竖向传动装置为气缸或液压缸。
[0011 ] 所述刀架上设有刻度线。
[0012]本实用新型的有益效果是:
[0013]本实用新型通过基材自动定间距、定比例拉伸，改变因基材自身随卷绕半径增大带来的明暗周期间距的变化，将这一变化控制在一定范围之内。经过拉伸后的基材明暗周期变化间距由IOOmm~600mm，缩短为100~300mm ;基材拉伸比例可为10~30%，从而保证了产品面密度的一致性，进而保证了产品强度、延伸率的一致性。[0014](四)【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0016]图1为本实用新型中的基材预处理装置的主视结构示意图；
[0017]图2为图1中固定拉伸装置的右视结构示意图；
[0018] 图3为图1中活动拉伸装置的右视结构示意图；
[0019]图4为图1中定宽度切边装置的右视结构示意图。
[0020]图中，I放卷机构，2固定拉伸装置，21固定基座，22第一上转动辊，23第一下转动辊，3加热定型箱，4活动拉伸装置，41滑轨，42底座，43横向传动装置，44第二上转动辊，45第二下转动辊，46竖向传动装置，5定宽度切边装置，51基座，52刀架，53切边刀具，54紧固螺栓，55刻度线，6收卷机构，7高清摄像机。
[0021](五)【具体实施方式】
[0022]附图为本实用新型的具体实施例。一种提高泡沫镍产品一致性的生产工艺，包括如下步骤:
[0023]基材预处理:基材经放卷机构沿纵向展开，经导辊进入明暗区鉴别区域，采用高清摄像装置采集成像，判别明暗区区域的长短及间距，并转换成电信号，经PLC控制器变送给后级拉伸装置，自动调整拉伸装置的间距；当基材进入拉伸辊时，根据采集的信号，由PLC动态调节各级的气缸的压力，实现对基材不同区域定比例拉伸的控制；在拉伸的同时，采用热定型设备，对拉伸后的基材进行定型；拉伸后对基材切分加工成统一的宽度后，经收卷机构收集成卷，提供给导电化生产；
[0024]导电化处理:采用真空磁控溅射镀镍、化学镀镍或浸涂导电胶；
[0025]电沉积:所用的镀液为普通瓦特液，连续化带状生产作业。
[0026]镀液的工艺参数如下:
[0027]硫酸镍(NiSO4.7H20)180—300g/L
[0028]氯化镍(NiCl2.6H20)20—50g/L
[0029]硼酸(H3BO3)30—45g/L
[0030]温度40—55°C
[0031]PH 值4.0—4.5。
[0032]热处理:在400_1300°C之间在氢气保护氛围下进行。
[0033]基材预处理过程中使用的基材预处理装置，如图1至图4所示，包括依次排列设置的放卷机构1、高清摄像机7、固定拉伸装置2、加热定型箱3、活动拉伸装置4、定宽度切边装置5和收卷机构6，其中高清摄像机7位于基材的上方，加热定型箱3为横放的两端开口的筒状，固定拉伸装置2包括固定底座42、第一上转动辊22和第一下转动辊23，第一上转动辊22和第一下转动辊23设置在固定基座21上，第一上转动辊22位于第一下转动辊23上方；活动拉伸装置4包括沿基材纵向设置的滑轨41、设在滑轨41上的底座42、可使底座42在滑轨41上移动的横向传动装置43，横向传动装置43为气缸或液压缸，底座42上设有第二上传动辊44和第二下传动辊45，第二上传动辊44位于第二下传动辊45上方，第二上传动辊44上连接有可使其上下运动的竖向传动装置46，竖向传动装置46有两个，分别位于第二上传动辊44的两端，它可以是气缸或液压缸，横向传动装置43、竖向传动装置46、高清摄像机7和加热定型箱3分别与PLC控制器连接；定宽度切边装置5包括基座51，基座51上设有长条形刀架52，刀架52的两端设有切边刀具53，切边工具通过紧固螺栓54紧固在刀架52，在刀架52上还设有刻度线55。
[0034]工作过程如下:将基材放到放卷机构I上，从高清摄像机7下、第一上转动辊22和第一下传动辊23之间、加热定型箱3、第二上传动辊44和第二下传动辊45之间、刀架52和基座51之间依次穿过，高清摄像机7将拍到的明暗区信号传送给PLC控制系统，PLC控制系统再分别传送给加热定型箱3、横向传动装置43和竖向传动装置46，当遇到暗区时，加热定型箱3开始加热定型，同时竖向传动装置46将第二上传动辊44向下推将基材压紧后，横向传动装置43推动基座51沿基材行进方向移动，由于基材在拉伸时出现宽度上的变化，因此拉伸后在经过刀架52有切边刀具53进行切边定宽度，然后再经过收卷机构6收集成卷，提供给导电化生产；经过拉伸后的基材明暗周期变化间距由IOOmm~600mm，缩短为100~300mm ;基材拉伸比例可为10~30%。
[0035]以下为对比试验结果:
[0036]取连续聚氨酯海绵(孔径110PPI，厚度1.6mm宽度1050mm)两卷，各200米，分别标识为1、II。将II进行等间距定比例拉伸，间距控制在150~250mm，拉伸比例为10%，在100~150°C温度下定型。定型后，将基材分切为IOlOmm宽度，导电化是采用磁控真空溅射镀镍工艺，1、II在同一条件下进行导电化处理，其中，电流20~30A，工作真空度0.2~
0.5Pa，速度0.5~1.0m/min ;然后将1、II在普通泡沫镍电沉积镀液中进行电沉积，沉积的面密度为280g/m2。
[0037]最后将电沉积后的1、II在相同条件下热处理:工艺过程是将仍存留在泡沫镍内部的基材通过高温氧化的方法加以清除，然后在氢气氛围下还原烧结，改善其晶格结构，最终得到性能良好的泡沫镍。氧化温度为550~650°C停留时间20分钟，还原温度为850~980°C停留时间40分钟、分解气流量35m3/h。取上述本实用新型得到的泡沫镍II与普通泡沫镍I做理化性能测试结果如下表。
[0038]
【权利要求】
1.一种提高泡沫镍产品一致性的生产工艺所用的基材预处理装置，其特征是，包括依次排列设置的放卷机构(I)、高清摄像机(7)、固定拉伸装置(2)、加热定型箱(3)、活动拉伸装置(4)、定宽度切边装置(5)和收卷机构(6)，所述固定拉伸装置(2)包括第一上转动辊(22)和第一下转动辊(23)，所述活动拉伸装置(4)包括沿基材纵向设置的滑轨(41)、设在滑轨(41)上的底座(42 )、可使底座(42 )在滑轨(41)上移动的横向传动装置(43 )，底座(42)上设有第二上转动辊(44)和第二下转动辊(45)，所述第二上转动辊(44)上连接有可使其上下运动的竖向传动装置(46)，所述横向传动装置(43)、竖向传动装置(46)、高清摄像机(7 )和加热定型箱(3 )分别与PLC控制器连接，所述定宽度切边装置(5 )包括基座(51)，基座(51)上设有长条形刀架(52)，刀架(52)的两端设有可移动的切边刀具(53)。
2.根据权利要求1所述的基材预处理装置，其特征是，所述横向传动装置(43)和竖向传动装置(46)为气缸或液压缸。
3.根据权利要求2所述的基材预处理装置，其特征是，所述刀架(52)上设有刻度线(55)。
【文档编号】C25D1/08GK203768477SQ201320879808
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】毕研文, 王乃用, 刘俊林, 宋小斌, 李伟, 江衍勤, 苏衍宪, 田利 申请人:菏泽天宇科技开发有限责任公司