提高泡沫鎳一致性的生產(chǎn)工藝及所用的基材預(yù)處理裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及泡沫鎳生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種提高泡沫鎳一致性的生產(chǎn)工藝，同時(shí)還公開(kāi)了實(shí)現(xiàn)該工藝使用的基材預(yù)處理裝置。它主要通過(guò)在對(duì)基材進(jìn)行導(dǎo)電化處理之前，利用基材預(yù)處理裝置對(duì)基材進(jìn)行拉伸、定寬度，使由該基材生產(chǎn)出來(lái)的泡沫鎳的面密度偏差小于5%，批量抗拉強(qiáng)度偏差在15%以下、延伸率偏差在10%以下。本發(fā)明通過(guò)基材自動(dòng)定間距、定比例拉伸，改變因基材自身隨卷繞半徑增大帶來(lái)的明暗周期間距的變化，將這一變化控制在一定范圍之內(nèi)。經(jīng)過(guò)拉伸后的基材明暗周期變化間距由100mm～600mm，縮短為100～300mm；基材拉伸比例可為10～30%，從而保證了產(chǎn)品面密度的一致性，進(jìn)而保證了產(chǎn)品強(qiáng)度、延伸率的一致性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】提高泡沬鎳一致性的生產(chǎn)工藝及所用的基材預(yù)處理裝置
[0001](一)【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及泡沫鎳生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種提高泡沫鎳一致性的生產(chǎn)工藝，同時(shí)還公開(kāi)了實(shí)現(xiàn)該工藝使用的基材預(yù)處理裝置。
[0002](二)【背景技術(shù)】
泡沫鎳材料，具有體積密度高(> 175g/m3)，比表面積大，孔隙率高(96%以上)等特點(diǎn)，在電池行業(yè)中，可作為鎳氫電池正、負(fù)極板的集流體和活性物質(zhì)的載體。制作高能電池電極板時(shí)，泡沫鎳的多孔特性，可使極板活性物質(zhì)得到充分利用，進(jìn)而減小電池內(nèi)阻，增大反應(yīng)面積，提高電池性能。產(chǎn)品的生產(chǎn)流程為導(dǎo)電化處理、電沉積、氧化還原、分切包裝。核心工序?yàn)殡姵练e工序。
[0003]采用現(xiàn)有生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)的泡沫鎳，由于受到基材的影響，具有明顯的明暗周期，且周期間隔隨卷繞半徑而增加，間隔變化范圍在150mnT600mm之間，由此導(dǎo)致面密度偏差均在7%以上，批量抗拉強(qiáng)度偏差在25%以上、延伸率偏差在15%以上。泡沫鎳產(chǎn)品面密度一致性直接影響鎳氫電池容量的一致性,鎳氫電池的一致性是電池組壽命的關(guān)鍵影響因素，制約了組合鎳氫電池在電動(dòng)工具及混合動(dòng)力汽車(chē)及純電動(dòng)汽車(chē)上的應(yīng)用。在鎳氫電池生產(chǎn)過(guò)程中，泡沫鎳延伸率的一致性，影響到電池極片涂漿的一致性，進(jìn)而影響電池的容量。
[0004](三)
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種生產(chǎn)面密度偏差小于5%，批量抗拉強(qiáng)度偏差在15%以下、延伸率偏差在10%以下的高一致性泡沫鎳生產(chǎn)工藝及實(shí)現(xiàn)該工藝所使用的基材預(yù)處理裝置。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:` 一種提高泡沫鎳產(chǎn)品一致性的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:導(dǎo)電化處理:采用真空磁控濺射鍍鎳、化學(xué)鍍鎳或浸涂導(dǎo)電膠；電沉積；熱處理，其特征是，在進(jìn)行導(dǎo)電化處理前，先進(jìn)行基材預(yù)處理，其過(guò)程為:基材經(jīng)放卷機(jī)構(gòu)沿縱向展開(kāi)，經(jīng)導(dǎo)輥進(jìn)入明暗區(qū)鑒別區(qū)域，采用高清攝像裝置采集成像，判別明暗區(qū)區(qū)域的長(zhǎng)短及間距，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)PLC控制器變送給后級(jí)拉伸裝置，自動(dòng)調(diào)整拉伸裝置的間距；當(dāng)基材進(jìn)入拉伸輥時(shí)，根據(jù)采集的信號(hào)，由PLC動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)各級(jí)的氣缸的壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)基材不同區(qū)域定比例拉伸的控制；在拉伸的同時(shí)，采用熱定型設(shè)備，對(duì)拉伸后的基材進(jìn)行定型；拉伸后對(duì)基材切分加工成統(tǒng)一的寬度后，經(jīng)收卷機(jī)構(gòu)收集成卷，提供給導(dǎo)電化生產(chǎn)。
[0006]實(shí)現(xiàn)上述生產(chǎn)工藝所用的基材預(yù)處理裝置，其特征是，包括依次排列設(shè)置的放卷機(jī)構(gòu)、高清攝像機(jī)、固定拉伸裝置、加熱定型箱、活動(dòng)拉伸裝置、定寬度切邊裝置和收卷機(jī)構(gòu)，所述固定拉伸裝置包括第一上轉(zhuǎn)動(dòng)輥和第一下轉(zhuǎn)動(dòng)輥，所述活動(dòng)拉伸裝置包括沿基材縱向設(shè)置的滑軌、設(shè)在滑軌上的底座、可使底座在滑軌上移動(dòng)的橫向傳動(dòng)裝置，底座上設(shè)有第二上轉(zhuǎn)動(dòng)輥和第二下轉(zhuǎn)動(dòng)輥，所述第二上轉(zhuǎn)動(dòng)輥上連接有可使其上下運(yùn)動(dòng)的豎向傳動(dòng)裝置，所述橫向傳動(dòng)裝置、豎向傳動(dòng)裝置、高清攝像機(jī)和加熱定型箱分別與PLC控制器連接，所述定寬度切邊裝置包括基座，基座上設(shè)有長(zhǎng)條形刀架，刀架的兩端設(shè)有可移動(dòng)的切邊刀具。
[0007]所述橫向傳動(dòng)裝置和豎向傳動(dòng)裝置為氣缸或液壓缸。
[0008]所述刀架上設(shè)有刻度線(xiàn)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明通過(guò)基材自動(dòng)定間距、定比例拉伸，改變因基材自身隨卷繞半徑增大帶來(lái)的明暗周期間距的變化，將這一變化控制在一定范圍之內(nèi)。經(jīng)過(guò)拉伸后的基材明暗周期變化間距由IOOmm~600_，縮短為100~300_ ;基材拉伸比例可為10~30%，從而保證了產(chǎn)品面密度的一致性，進(jìn)而保證了產(chǎn)品強(qiáng)度、延伸率的一致性。
[0010](四)【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0011]圖1為本發(fā)明中的基材預(yù)處理裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中固定拉伸裝置的右視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1中活動(dòng)拉伸裝置的右視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖1中定寬度切邊裝置的右視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中，I放卷機(jī)構(gòu)，2固定拉伸裝置，21固定基座，22第一上轉(zhuǎn)動(dòng)輥，23第一下轉(zhuǎn)動(dòng)輥，3加熱定型箱，4活動(dòng)拉伸裝置，41滑軌，42底座，43橫向傳動(dòng)裝置，44第二上轉(zhuǎn)動(dòng)輥，45第二下轉(zhuǎn)動(dòng)輥，46豎向傳動(dòng)裝`置，5定寬度切邊裝置，51基座，52刀架，53切邊刀具，54緊固螺栓，55刻度線(xiàn)，6收卷機(jī)構(gòu)，7高清攝像機(jī)。
[0013](五)【具體實(shí)施方式】
以下為本發(fā)明的具體實(shí)施例。該種提高泡沫鎳產(chǎn)品一致性的生產(chǎn)工藝，包括如下步
驟:
基材預(yù)處理:基材經(jīng)放卷機(jī)構(gòu)沿縱向展開(kāi)，經(jīng)導(dǎo)輥進(jìn)入明暗區(qū)鑒別區(qū)域，采用高清攝像裝置采集成像，判別明暗區(qū)區(qū)域的長(zhǎng)短及間距，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)PLC控制器變送給后級(jí)拉伸裝置，自動(dòng)調(diào)整拉伸裝置的間距；當(dāng)基材進(jìn)入拉伸輥時(shí)，根據(jù)采集的信號(hào)，由PLC動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)各級(jí)的氣缸的壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)基材不同區(qū)域定比例拉伸的控制；在拉伸的同時(shí)，采用熱定型設(shè)備，對(duì)拉伸后的基材進(jìn)行定型；拉伸后對(duì)基材切分加工成統(tǒng)一的寬度后，經(jīng)收卷機(jī)構(gòu)收集成卷，提供給導(dǎo)電化生產(chǎn)；
導(dǎo)電化處理:采用真空磁控濺射鍍鎳、化學(xué)鍍鎳或浸涂導(dǎo)電膠；
電沉積:所用的鍍液為普通瓦特液，連續(xù)化帶狀生產(chǎn)作業(yè)。
鍍液的工藝參數(shù)如下:
硫酸鎳(NiSO4.7H20)180—300g/L
氯化鎳(NiCl2.6H20)20—50g/L
硼酸(H3BO3)30—45g/L
溫度40— 55°C
PH 值4.0 — 4.5。
[0014]熱處理:在400-1300°C之間在氫氣保護(hù)氛圍下進(jìn)行。
[0015]基材預(yù)處理過(guò)程中使用的基材預(yù)處理裝置，如圖1至圖4所示，包括依次排列設(shè)置的放卷機(jī)構(gòu)1、高清攝像機(jī)7、固定拉伸裝置2、加熱定型箱3、活動(dòng)拉伸裝置4、定寬度切邊裝置5和收卷機(jī)構(gòu)6，其中高清攝像機(jī)7位于基材的上方，加熱定型箱3為橫放的兩端開(kāi)口的筒狀，固定拉伸裝置2包括固定底座42、第一上轉(zhuǎn)動(dòng)輥22和第一下轉(zhuǎn)動(dòng)輥23，第一上轉(zhuǎn)動(dòng)輥22和第一下轉(zhuǎn)動(dòng)輥23設(shè)置在固定基座21上，第一上轉(zhuǎn)動(dòng)輥22位于第一下轉(zhuǎn)動(dòng)輥23上方；活動(dòng)拉伸裝置4包括沿基材縱向設(shè)置的滑軌41、設(shè)在滑軌41上的底座42、可使底座42在滑軌41上移動(dòng)的橫向傳動(dòng)裝置43，橫向傳動(dòng)裝置43為氣缸或液壓缸，底座42上設(shè)有第二上傳動(dòng)輥44和第二下傳動(dòng)輥45，第二上傳動(dòng)輥44位于第二下傳動(dòng)輥45上方，第二上傳動(dòng)輥44上連接有可使其上下運(yùn)動(dòng)的豎向傳動(dòng)裝置46，豎向傳動(dòng)裝置46有兩個(gè)，分別位于第二上傳動(dòng)輥44的兩端，它可以是氣缸或液壓缸，橫向傳動(dòng)裝置43、豎向傳動(dòng)裝置46、高清攝像機(jī)7和加熱定型箱3分別與PLC控制器連接；定寬度切邊裝置5包括基座51，基座51上設(shè)有長(zhǎng)條形刀架52，刀架52的兩端設(shè)有切邊刀具53，切邊工具通過(guò)緊固螺栓54緊固在刀架52，在刀架52上還設(shè)有刻度線(xiàn)55。
[0016]工作過(guò)程如下:將基材放到放卷機(jī)構(gòu)I上，從高清攝像機(jī)7下、第一上轉(zhuǎn)動(dòng)輥22和第一下傳動(dòng)輥23之間、加熱定型箱3、第二上傳動(dòng)輥44和第二下傳動(dòng)輥45之間、刀架52和基座51之間依次穿過(guò)，高清攝像機(jī)7將拍到的明暗區(qū)信號(hào)傳送給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)再分別傳送給加熱定型箱3、橫向傳動(dòng)裝置43和豎向傳動(dòng)裝置46，當(dāng)遇到暗區(qū)時(shí)，加熱定型箱3開(kāi)始加熱定型，同時(shí)豎向傳動(dòng)裝置46將第二上傳動(dòng)輥44向下推將基材壓緊后，橫向傳動(dòng)裝置43推動(dòng)基座51沿基材行進(jìn)方向移動(dòng)，由于基材在拉伸時(shí)出現(xiàn)寬度上的變化，因此拉伸后在經(jīng)過(guò)刀架52有切邊刀具53進(jìn)行切邊定寬度，然后再經(jīng)過(guò)收卷機(jī)構(gòu)6收集成卷，提供給導(dǎo)電化生產(chǎn)；經(jīng)過(guò) 拉伸后的基材明暗周期變化間距由IOOmm~600mm，縮短為100~300mm ;基材拉伸比例可為10~30%。
[0017]以下為對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果:
取連續(xù)聚氨酯海綿(孔徑110PPI，厚度1.6mm寬度1050mm)兩卷，各200米，分別標(biāo)識(shí)為
1、II。將II進(jìn)行等間距定比例拉伸，間距控制在150~250mm，拉伸比例為10%，在100~150°C溫度下定型。定型后，將基材分切為IOlOmm寬度，導(dǎo)電化是采用磁控真空濺射鍍鎳工藝，1、II在同一條件下進(jìn)行導(dǎo)電化處理，其中，電流20~30A，工作真空度0.2~0.5Pa，速度0.5~1.0m/min ;然后將1、II在普通泡沫鎳電沉積鍍液中進(jìn)行電沉積，沉積的面密度為280g/m2。
[0018]最后將電沉積后的1、II在相同條件下熱處理:工藝過(guò)程是將仍存留在泡沫鎳內(nèi)部的基材通過(guò)高溫氧化的方法加以清除，然后在氫氣氛圍下還原燒結(jié)，改善其晶格結(jié)構(gòu)，最終得到性能良好的泡沫鎳。氧化溫度為550~650°C停留時(shí)間20分鐘，還原溫度為850~980°C停留時(shí)間40分鐘、分解氣流量35m3/h。取上述本發(fā)明得到的泡沫鎳II與普通泡沫鎳I做理化性能測(cè)試結(jié)果如下表。
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種提高泡沫鎳產(chǎn)品一致性的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:導(dǎo)電化處理:采用真空磁控濺射鍍鎳、化學(xué)鍍鎳或浸涂導(dǎo)電膠；電沉積；熱處理，其特征是，在進(jìn)行導(dǎo)電化處理前，先進(jìn)行基材預(yù)處理，其過(guò)程為:基材經(jīng)放卷機(jī)構(gòu)沿縱向展開(kāi)，經(jīng)導(dǎo)輥進(jìn)入明暗區(qū)鑒別區(qū)域，采用高清攝像裝置采集成像，判別明暗區(qū)區(qū)域的長(zhǎng)短及間距，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)PLC控制器變送給后級(jí)拉伸裝置，自動(dòng)調(diào)整拉伸裝置的間距；當(dāng)基材進(jìn)入拉伸輥時(shí)，根據(jù)采集的信號(hào)，由PLC動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)各級(jí)的氣缸的壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)基材不同區(qū)域定比例拉伸的控制；在拉伸的同時(shí)，采用熱定型設(shè)備，對(duì)拉伸后的基材進(jìn)行定型；拉伸后對(duì)基材切分加工成統(tǒng)一的寬度后，經(jīng)收卷機(jī)構(gòu)收集成卷，提供給導(dǎo)電化生產(chǎn)。
2.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝所用的基材預(yù)處理裝置，其特征是，包括依次排列設(shè)置的放卷機(jī)構(gòu)(I)、高清攝像機(jī)(7)、固定拉伸裝置(2)、加熱定型箱(3)、活動(dòng)拉伸裝置(4)、定寬度切邊裝置(5)和收卷機(jī)構(gòu)(6)，所述固定拉伸裝置(2)包括第一上轉(zhuǎn)動(dòng)輥(22)和第一下轉(zhuǎn)動(dòng)輥(23)，所述活動(dòng)拉伸裝置(4)包括沿基材縱向設(shè)置的滑軌(41)、設(shè)在滑軌(41)上的底座(42)、可使底座(42)在滑軌(41)上移動(dòng)的橫向傳動(dòng)裝置(43)，底座(42)上設(shè)有第二上轉(zhuǎn)動(dòng)輥(44)和第二下轉(zhuǎn)動(dòng)輥(45)，所述第二上轉(zhuǎn)動(dòng)輥(44)上連接有可使其上下運(yùn)動(dòng)的豎向傳動(dòng)裝置(46)，所述橫向傳動(dòng)裝置(43)、豎向傳動(dòng)裝置(46)、高清攝像機(jī)(7)和加熱定型箱(3 )分別與PLC控制器連接，所述定寬度切邊裝置(5 )包括基座(51)，基座(51)上設(shè)有長(zhǎng)條形刀架(52)，刀架(52)的兩端設(shè)有可移動(dòng)的切邊刀具(53)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基材預(yù)處理裝置，其特征是，所述橫向傳動(dòng)裝置(43)和豎向傳動(dòng)裝置(46)為氣缸或液壓缸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基材預(yù)處理裝置，其特征是，所述刀架(52)上設(shè)有刻度線(xiàn)(55)。`
【文檔編號(hào)】C25D1/08GK103695968SQ201310742319
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】宋小斌, 畢研文, 李偉, 王乃用, 江衍勤, 劉俊林, 蘇衍憲, 李常興, 孟國(guó)強(qiáng), 姜守振 申請(qǐng)人:菏澤天宇科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司