75PPI 95% порьозност Никелова пяна за отрицателен електрод на NiMH батерия

1. Избор на субстрат от полимерна пяна

Производството започва с полиуретанова пяна-с отворени клетки като жертвен шаблон. Полиуретановата пяна предлага напълно взаимосвързана три-измерна мрежова структура с равномерно разпределение на порите. PPI (пори на инч) спецификация-обикновено в диапазона от 75PPI до 130PPI за батерийни-продукти-определя крайния отвор на пяната и повърхностна площ. Полимерната пяна служи като архитектурна форма за металния скелет, който трябва да бъде изграден.

2. Кондуктивно лечение (кондуктивизация)

Полиуретановата пяна е електрически изолираща, изискваща проводяща обработка преди отлагането на метал. Прилагат се три стандартни метода: безелектрическо никелиране, проводящо адхезивно покритие или вакуумно отлагане. Баните за безелектрическо никелиране работят при pH 9,0–9,5 и температура 45 градуса, като използват 30 g/L NiSO₄ като източник на никел и 30 g/L NaH₂PO₂ като редуциращ агент, постигайки скорости на отлагане от приблизително 40 mg/(cm³·h). Проводимият слой осигурява равномерно разпределение на тока по време на последващо електроотлагане-съпротивлението директно влияе върху равномерността на покритието, като по-високото съпротивление забавя скоростта на нарастване на тока.

3. Електроотлагане (никелиране)

Проводимата пяна се превръща в катод, потопен в богата на никел-електролитна баня, обикновено разтвори за никелиране на основата на сулфамат или-сулфат. Плътността на тока и времето за покритие контролират крайната дебелина на никеловия слой. Сулфаматните бани поддържат проводимост над 200 mS/cm при 20 градуса. Дву{7}}етапна-зона за предварително нанасяне на покритие, отлагаща 0,5–19 g/m² никел, последвана от основна зона на покритие с обръщане на потока на електролита при честоти между 1 mHz и 0,1 Hz-подобрява еднородността на покритието в три-измерния субстрат. Усъвършенстваните процеси използват импулсно електроотлагане с параметри от 2,0 A/dm² плътност на тока, 1000 Hz честота и работен цикъл 1:5 за фино-зърнести, равномерни отлагания.

4. Термична обработка (отстраняване на полимер и синтероване)

Покритият композит се подлага на контролирана термична обработка в непрекъсната лентова пещ. Температурите достигат 600 градуса –1000 градуса в редуциращи атмосфери като газ от разлагане на амоняк (съотношение N₂:H₂ 1:3) или чист водород. Това едно-етапно синтероване постига две цели едновременно: пиролиза на полиуретановия шаблон и металургично свързване на отложените никелови частици в самоподдържаща се-структура. Третирането с редуцираща атмосфера изразходва 0,4–1,2 L газ от разлагане на грам обработен никел. Бързото нагряване до По-голямо или равно на 600 градуса създава пукнатини в никеловия слой, което позволява на газовете от разлагането на полимера да излязат, като същевременно минимизира остатъчното въглеродно замърсяване. Окончателното отгряване в редуцираща атмосфера (800–1000 градуса, 30–60 минути) превръща крехкия като -отложен никел в пластичен материал, отговарящ на спецификациите за удължение: надлъжно по-голямо или равно на 5%, напречно по-голямо или равно на 12%. Контролираното охлаждане под N₂/H₂ атмосфера завършва процеса, като се получава непрекъсната никелова пяна с порьозност, по-голяма или равна на 95%, надлъжна якост на опън, по-голяма или равна на 1,25 N/mm², и максимална ширина 930 mm.