集流材料是组成电池的重要部件。本文选取冲孔钢带为研究对象,通过减薄、表面粗糙化、镍沉积和热处理工艺改善冲孔镀镍钢带的性能。首次应用电解加工方法同步实现了冲孔钢带的减薄和表面粗糙化。减小冲孔钢带(钢带)的厚度,能更好地解决极板的卷绕性能,提高单位体积内活性物质的载量,增大电池的容量；加大冲孔钢带表面粗糙度,从而增大其比表面积,能改善沉积层与冲孔钢带结合强度,增强与活性材料的粘结性,减小接触电阻和电化学极化,提高电池的电化学性能。对于0.045mm冲孔钢带在最优电解加工条件下,厚度减小了16.56μm；电解加工后表面粗糙度由0.23μm增加到0.491μm,表面残余应力由102.5Mpa降至24.87Mpa。利用氧化还原反应原理和E-pH图,通过加入抗坏血酸,增强了电解加工溶液的稳定性,详细分析了抗坏血酸还原Fe3+离子的反应机理,推导出动力学方程,计算出二级反应速率常数是5.5688(mol/L)-1.min-1。抗坏血酸可重复使用,无毒、对环境友好。利用柠檬酸钠较高的缓冲容量和配位性质,结合镍-柠檬酸钠体系电位-pH图,成功地实现了用柠檬酸钠取代硼酸用作镍沉积溶液的缓冲剂,消除了硼酸对人类和环境造成极大的危害。在pH=3-5范围内,硼酸和柠檬酸钠镀镍溶液的缓冲容量分别是0.01lmol/L和0.025mol/L,实验结果表明：柠檬酸钠是一种优良、实用和对环境友好的硼酸替代品,柠檬酸钠镀液是具有电流效率高、缓冲容量大、分散能力好、电导率高和极化度大的性能良好的电解液。首次用电化学阻抗技术研究了柠檬酸钠镀镍溶液中镍的电沉积行为,沉积过程分两步得到两个电子,其中第一个得电子转移步骤是速度控制步骤,反应中生成了一价镍离子的吸附态的电活性中间产物Ni(OH)ads,而且吸附态的中间产物是以电感的形式影响电极反应的阻抗。从理论上推导了电极反应速度的动力学方程,通过实验验证,得出了动力学参数为：阴极过程Tafel斜率为0.142V,表观传递系数α=0.49,交换电流密度是7.56×10-6A/cm2,反应级数为ZNi2+＝1,在pH=2-5的缓冲溶液中,OH-浓度对电极反应速度影响不大,Ni(OH)ads覆盖率0不能忽略,表观活化能平均值为50.3kJ/mol.首次采用循环伏安法和计时电流法研究了柠檬酸钠镀镍溶液中镍电结晶规律。在低过电位下(-0.9～-1.0V),Ni初期电结晶成核／生长过程遵循三维连续成核机制；高过电位下(-1.1～-1.5V),镍的初期电结晶成核/生长方式遵循瞬时成核机制。在两种模式下分别计算出镍离子的扩散系数D为(1.63±0.48)×10-7cm2·s-1和(1.074±0.093)×10-6cm2.s-1.柠檬酸钠对镍垂直于基体表面方向的生长速率有妨碍作用,而硫酸镍有一定的促进作用。检测了冲孔镀镍钢带的性能,硬度、结合强度、孔隙率和腐蚀试样评级都符合《可充电电池用冲孔镀镍钢带》标准要求。在优化条件下得到的表面粗糙度是0.41μm。用浸泡法、动电位扫描极化曲线和电化学阻抗谱对冲孔镀镍钢带的抗腐蚀性能进行研究,结果表明：冲孔镀镍钢带极化电阻大,腐蚀电流小,电荷转移阻抗高,腐蚀速度小,抗腐蚀性强,从镍-柠檬酸钠溶液中得到的冲孔镀镍钢带改善了抗腐蚀性能。粗糙腐蚀是引起腐蚀速度加快的原因之一。用动电位极化曲线和XPS证实冲孔镀镍钢带在5%NaCl溶液腐蚀介质中有钝化膜形成,认为冲孔镀镍钢带具有较好的耐蚀性能原因是：镍沉积层的包覆隔离作用,阻止了冲孔钢带基体与腐蚀介质的直接接触；而钝化膜形成,在试样表面产生较致密的钝化保护,降低了腐蚀反应的电流密度。采用EDS分析方法,测量了镀镍钢带热处理后的Fe和Ni浓度分布曲线,通过应用玻尔磁曼-俣野法计算出不同温度和浓度下的铁镍互扩散系数,计算出不同铁浓度时的频率因子、扩散活化能。应用动电位扫描极化曲线和电化学阻抗谱方法测试了镀镍钢带不同热处理工艺后的防腐性能,热处理工艺改善了镀镍钢带的耐腐蚀性和抗溶液渗透性,当表面露铁率超过30%,抗腐蚀性显著下降。图179幅,表68个,参考文献295篇。