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碱性锌锰扣式电池因其工作电压稳定、适用性强等优势,广泛应用于电动玩具、计算器以及电子仪表等相关领域。然而,该类电池中的负极锌膏易与负极盖中析氢过电位较低的镍、铁等杂质金属发生析氢反应。由此产生的氢气无法排出则会导致电池的鼓胀。针对以上问题,传统的制备工艺是向负极锌膏中添加汞,进而生成汞齐,抑制氢气析出。然而汞对环境和人体都有着巨大的危害,无汞化是必然的趋势。而先对碱性锌锰扣式电池负极盖材料进行表面处理,然后冲压成型的方法是实现该类电池无汞化的主要方法之一,即先将带材单面逐层电沉积锡、铟镀层,再冲压成负极盖。该方法优势明显,但由于锡(铟)镀层过软,在冲压的过程中存在粘粘磨具和镀层脱落等问题。因此,能否制备出硬度适于冲压、致密性好、不易脱落的锡(铟)镀层,就成为我们关注的重点问题。为了解决上述问题,本文采用逐层电沉积的方法,在传统的铜镍钢带基底上制备不同镀层结构的锡(铟)镀层,然后对其进行重熔处理,以提高其硬度和抗冲压性能,并用EDS、SEM、硬度测试、电池气胀率测试等方法对材料的成分、微观结构、硬度和装配后电池的防气胀性能进行了研究,具体内容如下:1.为了研究材料的镀层结构对其性能的影响,本文采用逐层电沉积的方法,以铜镍钢带为基底,分别制备出基底上只镀锡,基底上先镀锡再镀铟和基底上先镀铟再镀锡三种镀层结构的样品。通过EDS和硬度测试,以及材料所装配电池的气胀率测试,得到如下结论:三种不同镀层结构的样品硬度无明显差别,均在48左右;然而,铜镍钢带基底上逐层电沉积锡、铟镀层的样品所装配的电池气胀率在三者中最低,仅为50%。故采取逐层镀锡、铟的镀层结构作为负极盖材料最佳结构。2.为了研究材料制备的后处理工艺对材料性能的影响,本文采取电阻加热重熔的方式对逐层镀锡、铟的材料进行后处理,并通过SEM、硬度以及电池的气胀率三个方面对材料性能进行了表征,研究结果表明:材料经过重熔后,晶粒细化,表面形貌变得致密,硬度由重熔前的47.38提高至57.80;且重熔后材料所装配电池的气胀率仅为5%,基本达到市面上无汞扣式电池的气胀率要求。3.通过控制变量法,研究锡、铟层厚度与材料所装配的电池的气胀率之间的关系,进而确定最佳的锡、铟层厚度。结果表明:现有实验条件下最佳锡层厚度为5μm;最佳铟层厚度为0.1μm。综上所述,本文首先在铜镍钢带基底上逐层电沉积5μm的锡镀层和0.1μm的铟镀层,然后辅以重熔的后处理工艺,制备得到了所装配电池气胀率仅为5%的负极盖材料,基本达到了市场化的要求,采用预镀方法实现了碱性锌锰扣式电池的无汞化。