众所周知,相对于铅酸、镍氢等动力电池,锂离子动力电池因具有能量密度高、循环寿命长、环境友好等特点,逐渐成为电动汽车等领域的新宠,越来越受到广大消费者的关注,但是在锂离子动力电池大面积应用的同时,其安全性能却饱受人们诟病。极耳作为电池充放电时电流传输的纽带,其导电导热性能的优劣直接影响锂离子电池高倍率放电时的安全性能。因此采用高导电导热性能的镀镍铜带极耳代替目前锂离子电池常用的纯镍带极耳能够在一定程度上解决该问题,但是镀镍铜带在应用于锂离子电池极耳金属导电基体材料时会出现耐电解液腐蚀性能差、锡焊、点焊性能差及抗折次数低等情况。本文以铜带为基底,通过对镀层结构设计,电沉积工艺参数优化及合金化热处理等工艺步骤,制备了具备高导电、导热性且耐电解液腐蚀能力等性能优异的镀镍铜带,将其替代了原有的纯镍带作为锂离子电池负极极耳材料,达到降低产热、加速散热的目的,在一定程度上解决了锂离子动力电池高倍率放电安全问题。本文具体研究内容如下:(1)以铜带为基底,电沉积镍镀层制备了镀镍铜带极耳材料。为了提高镀镍铜带极耳材料的耐电解液腐蚀能力,探索了暗镍层对该材料性能的影响。实验结果表明,在可焊性镍层与铜基材间插入0.2μm暗镍层比直接在铜基材上电沉积可焊性镍层时具有更好的耐蚀性。同时,通过对铜基材与暗镍层晶粒尺寸测算,发现两者之间具有很好的晶格匹配度,表明暗镍层能够起到很好的增强镀层与基底结合力的效果。(2)为了得到合格的镀镍铜带极耳产品,对电沉积可焊性镍镀层的主要工艺参数如电流密度、pH值及温度等工艺参数逐一进行了优化。优化的工艺参数为电流密度5~7 A/dm2,pH值3.8~4.2,温度50~60℃,在此工艺参数下电沉积的可焊性镍镀层金属光泽性好、结构致密、晶粒结晶度好,同时电流效率可高达95%。通过对该工艺下制备的镀镍铜带极耳材料锡焊、点焊性能优异。(3)为了进一步提高材料的耐蚀及抗折性能,本文探索了合金化热处理对其综合性能的影响。在氨分解气体保护气氛下,对镀镍铜带进行550℃保温2 h退火热处理,并对该材料进行XRD测试及截面扫描,结果表明铜基材与镍镀层间形成了扩散层,且通过SEM表面形貌图可以看出镍镀层晶粒长大,结构相对均匀致密。通过极耳商业化应用测试评价,经合金化热处理后的镀镍铜带在耐蚀、点焊、锡焊及抗折等性能方面均符合制备极耳材料的要求。本文通过以上工艺步骤制备的镀镍铜带极耳材料,在耐蚀、点焊、锡焊、抗折等方面均具有优异的性能,甚至超过了国外进口极耳材料的部分性能。