鍍鋁裝置以及使用該裝置制造鋁膜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于對基體表面電鍍鋁的鍍鋁裝置，以及利用前述裝置制造鋁膜的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁會在其鈍化表面上形成致密氧化膜，因而表現(xiàn)出優(yōu)異的耐腐蝕性。據(jù)此，在鋼帶等的表面上進(jìn)行鍍鋁以提高其耐腐蝕性。
[0003]為了在鋼帶的表面上進(jìn)行鍍鋁，首先，通過導(dǎo)電棍在鍍槽中連續(xù)傳送鋼帶。該鋼帶在浸沒在位于鍍槽內(nèi)的鍍液中的正極中行進(jìn)。此時(shí)，鋼帶以充當(dāng)負(fù)極的方式電連接，從而在正極和作為負(fù)極的鋼帶之間發(fā)生電解。由此，鋁電沉積于鋼帶的表面并形成鋁鍍層。此時(shí)，在鍍液中行進(jìn)的鋼帶通過轉(zhuǎn)向棍(turn roll)而發(fā)生方向改變，從而轉(zhuǎn)為向上行進(jìn)。此時(shí)，同樣在鋼帶與正極之間進(jìn)行鍍覆。其上形成有鋁鍍層的鋼帶離開鍍槽，通過另一導(dǎo)電棍，并將其從該體系中取出(已公布日本專利申請?zhí)亻_平05-222599(專利文獻(xiàn)I))。
[0004]作為具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的金屬多孔體，由鋁構(gòu)成的多孔體有望成為能夠提高鋰離子電池的正極容量的材料。目前，通過利用鋁的導(dǎo)電性、耐腐蝕性、輕量性及其他優(yōu)異特征，可將通過用諸如鋰鈷氧化物之類的活性材料涂布鋁箔表面而制得的材料用作鋰離子電池的正極。當(dāng)通過使用由鋁構(gòu)成的多孔體來形成正極時(shí)，可增加其表面積，并且甚至可將活性材料填充至鋁的內(nèi)部。由此，即使當(dāng)電極厚度增加時(shí)，也可避免活性材料的利用率降低。因此，單位面積的活性材料利用率增加，從而可提高正極的容量。
[0005]作為上述鋁多孔體的制造方法，本申請人提出了利用鋁對具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂成形體進(jìn)行電鍍的方法(已公布日本專利申請?zhí)亻_2012-007233(專利文獻(xiàn)2))。常規(guī)的鋁熔融鹽浴須加熱至高溫。因此，當(dāng)樹脂成形體的表面被鋁電鍍時(shí)，這種情況下的一個(gè)問題是:樹脂無法抵抗高溫從而會熔融。然而，根據(jù)專利文獻(xiàn)2中所述的方法，1-乙基-3-甲基氯化咪唑鑰(EMIC)或1-丁基氯化吡啶鑰(BPC)之類的有機(jī)氯化物鹽與氯化鋁(AlCl3)混合所形成的鋁浴在室溫下為液體，從而使得能夠用鋁對樹脂成形體進(jìn)行電鍍。特別地，EMIC-AICi3體系具有良好的液體特性，因此其可用作鋁鍍液。
[0006]在上述鍍鋁鋼帶和具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鋁多孔體中，為了獲得具有優(yōu)異光澤性的表面并增加鋁鍍層的厚度，需要進(jìn)一步對具有鋁表面的基體進(jìn)行鍍鋁。
[0007]然而，如上所述，鋁表面上形成有氧化膜。因此，即使欲將鋁電沉積至鋁表面上，也無法向該表面均勻供電。因此，會出現(xiàn)鍍覆形狀呈島狀的問題。
[0008]引用列表
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:已公布日本專利申請?zhí)亻_平05-222599號公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:已公布日本專利申請?zhí)亻_2012-007233號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]技術(shù)問題
[0013]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鍍鋁裝置，即使在表面上形成有絕緣的或?qū)щ娦暂^差的金屬氧化膜等的基體表面上，該鍍鋁裝置也能夠很好地形成鋁鍍層。
[0014]解決問題的手段
[0015]本發(fā)明人為了解決上述問題進(jìn)行了深入研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有效的是:在鍍槽中以電解的方式除去形成于金屬表面的氧化膜，然后進(jìn)行鍍鋁。由此完成了本發(fā)明。更具體而言，本發(fā)明具有如下構(gòu)成。
[0016](I) 一種鍍鋁裝置，其用于通過在鍍槽中傳送基體從而將鋁電沉積至所述基體上。所述裝置具有如下特征:
[0017]自上述基體的傳送方向上的上游側(cè)起，上述鍍槽被分隔板依次分隔為第一電解室和第二電解室；
[0018]在設(shè)置有負(fù)極的上述第一電解室中，該負(fù)極以使上述基體充當(dāng)正極的方式與上述基體電連接；并且
[0019]在設(shè)置有正極的上述第二電解室中，該正極以使上述基體充當(dāng)負(fù)極的方式與上述基體電連接。
[0020]上述⑴中所述的鍍鋁裝置在第一電解室中進(jìn)行了反向電解。因此，即使在基體表面上形成有絕緣的或?qū)щ娦圆畹慕饘傺趸ぃ部赏ㄟ^電解的方式將其去除，由此在隨后的第二電解室內(nèi)能夠很好地電沉積鋁。
[0021](2)根據(jù)(I)中所述的鍍鋁裝置，所述裝置包括位于上述第一電解室的入口的上游側(cè)的第一供電輥，該第一供電輥向上述基體施加電位并同時(shí)傳送所述基體。
[0022]上述⑵中所述的發(fā)明能夠在傳送基體的同時(shí)，向靠近第一電解室的基體施加電位。
[0023](3)上述⑴或⑵中所述的鍍鋁裝置，所述裝置包括位于上述第二電解室的出口的下游側(cè)的第二供電輥，該第二供電輥向上述基體施加電位并同時(shí)傳送所述基體。
[0024]上述(3)中所述的發(fā)明能夠在傳送基體的同時(shí)，向靠近第二電解室的基體施加電位。
[0025](4)上述(I)至(3)中任意一項(xiàng)所述的鍍鋁裝置，其中上述鍍槽容納有主要由氯化鋁構(gòu)成的熔融鹽浴。
[0026]上述(4)中所述的發(fā)明使得能夠使用主要由氯化鋁構(gòu)成的常規(guī)熔融鹽，從而能夠獲得良好質(zhì)量的鋁膜。
[0027](5)上述(I)至(4)中任意一項(xiàng)所述的鍍鋁裝置，其中上述基材為由經(jīng)過導(dǎo)電處理且具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂成形體構(gòu)成的片材。
[0028]上述(5)中所述的發(fā)明能夠連續(xù)制造這樣的樹脂結(jié)構(gòu)體，該樹脂結(jié)構(gòu)體在具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂成形體的表面上具有鋁膜。
[0029](6) 一種鍍鋁裝置，包括兩個(gè)或多個(gè)均根據(jù)上述(I)至(5)中任意一項(xiàng)所述的鍍鋁裝置；
[0030]這些所述裝置沿上述基體的傳送方向以串聯(lián)方式放置。
[0031]上述(6)中所述的發(fā)明能夠僅設(shè)置一套附帶設(shè)備(如用于基體的供給機(jī)構(gòu)和卷取機(jī)構(gòu))，因而可大幅降低對設(shè)備的投入資金。
[0032](7) 一種鍍鋁裝置，包括這樣的鍍鋁裝置:
[0033]該鍍鋁裝置位于根據(jù)上述(I)至(6)中任意一項(xiàng)所述的鍍鋁裝置的前方位置，該前方位置為所述基體的傳送方向上的最上游位置；
[0034]該鍍鋁裝置通過使上述基體在鍍槽中傳送，從而將鋁電沉積于上述基體上；并且
[0035]該鍍鋁裝置的特征在于，在設(shè)置有正極的所述鍍槽中，該正極以使上述基體充當(dāng)負(fù)極的方式與上述基體電連接。
[0036]在裝置利用表面上未形成絕緣的或?qū)щ娦圆畹慕饘傺趸さ鹊幕w時(shí)，上述(7)中所述的發(fā)明能夠在基體傳送方向上的最上游側(cè)利用常規(guī)鍍鋁裝置。此外，僅需設(shè)置一套附帶設(shè)備(如用于基體的供給機(jī)構(gòu)和卷取機(jī)構(gòu))，因而大幅降低了對設(shè)備的投入資金。
[0037](8) 一種制造鋁膜的方法，該方法通過利用根據(jù)上述⑴至(7)中任意一項(xiàng)所述的鍍銷裝置從而將銷電沉積至基體上。
[0038]即使當(dāng)基體的表面上形成有絕緣的或?qū)щ娦圆畹慕饘傺趸さ葧r(shí)，上述(8)中所述的制造鋁膜的方法也能夠在該基體的表面上形成高質(zhì)量的鋁膜。
[0039]發(fā)明效果
[0040]本發(fā)明可提供一種鍍鋁裝置，該鍍鋁裝置即使在這樣的基體表面上也能夠很好地形成鋁鍍層，其中該基體的表面上形成有絕緣的或?qū)щ娦暂^差的金屬氧化膜等。
【附圖說明】
[0041]圖1為示出本發(fā)明鍍鋁裝置的實(shí)例的圖。
[0042]圖2為示出本發(fā)明鍍鋁裝置的另一實(shí)例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]本發(fā)明的鍍鋁裝置為用于通過在鍍槽中傳送基體從而將鋁電沉積至該基體上的鍍鋁裝置。該裝置具有如下特征:
[0044]自上述基體的傳送方向上的上游側(cè)起，上述鍍槽被分隔板依次分隔為第一電解室和第二電解室；
[0045]在設(shè)置有負(fù)極的上述第一電解室中，該負(fù)極以使上述基體充當(dāng)正極的方式與上述基體電連接；并且
[0046]在設(shè)置有正極的上述第二電解室中，該正極以使上述基體充當(dāng)負(fù)極的方式與上述基體電連接。
[0047]對上述基體沒有特別的限制。然而，在基體為常規(guī)鍍鋁裝置無法在其上很好地電沉積鋁的情況中(例如，表面上具有金屬氧化膜(鈍化膜)的金屬)，表現(xiàn)出了優(yōu)異的效果。前述基體的類型包括鋼帶(鋼板)、具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鋁多孔體、SUS板、Cu或Cu合金板、Zn或Zn合金板。
[0048]上述鍍槽容納有鍍液。對鍍液沒有特別的限制，只要該鍍液具有能夠進(jìn)行鋁電鍍的組成即可。鋁對氧的親和力高，并且其電位低于氫的電位。因此，難以在水溶液系的鍍浴中進(jìn)行電鍍，因此使用了熔融鹽浴?？捎欣厥褂弥饕陕然X構(gòu)成的熔融鹽浴。
[0049]關(guān)于熔融鹽，可以使用由有機(jī)鹵化物和鹵化鋁構(gòu)成的共晶鹽形式的有機(jī)熔融鹽，以及由堿金屬鹵化物和鹵化鋁構(gòu)成的共晶鹽形式的無機(jī)熔融鹽。當(dāng)使用在相對較低溫度下熔融的有機(jī)熔融鹽浴時(shí)，可進(jìn)行鍍覆而不會使用作基體的樹脂成形體分解，這是有利的。關(guān)于有機(jī)鹵化物，可使用咪唑鑰鹽、吡啶鑰鹽等。更具體而言，優(yōu)選的是1-乙基-3-甲基氯化咪唑鑰(EMIC)和丁基氯化吡啶鑰(BPC)。
[0050]當(dāng)水分或氧侵入熔融鹽中時(shí)，熔融鹽會劣化。因此，有利的是不僅在氮?dú)?、氬氣或其他惰性氣體氣氛中、并且還在封閉環(huán)境中進(jìn)行鍍覆。
[0051]關(guān)于熔融鹽浴，含有氮的熔融鹽是有利的。當(dāng)使用具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂成形體作為上述基體時(shí)，如果使用在高溫下熔融的鹽作為熔融鹽，則樹脂在熔融鹽中的溶解或分解速度比鍍層的生長速度更快。因此，無法在樹脂成形體的表面上形成鍍層。在這種情況中，可有利地使用咪唑鑰鹽浴。即使在相對較低的溫度下也可使用咪唑鑰鹽浴，而不會對樹脂造成影響。
[0052]作為咪唑鑰鹽，可有利地使用含有在I和3位置處具有烷基的咪唑鑰陽離子的鹽。尤其是，最優(yōu)選使用的是氣化銷一1-乙基-3-甲基