Busa Nikel Porositas 75PPI 95% Untuk Elektroda Negatif Baterai NiMH

1. Pemilihan Substrat Busa Polimer

Pembuatan dimulai dengan busa poliuretan sel terbuka-sebagai templat pengorbanan. Busa poliuretan menawarkan struktur jaringan tiga-dimensi yang saling terhubung sepenuhnya dengan distribusi pori yang seragam. Spesifikasi PPI (pori-pori per inci)-biasanya berkisar 75PPI hingga 130PPI untuk-produk kelas baterai-menentukan bukaan busa akhir dan luas permukaan. Busa polimer berfungsi sebagai cetakan arsitektur untuk kerangka logam yang akan dibangun.

2. Perlakuan Konduktif (Konduktivisasi)

Busa poliuretan bersifat isolasi listrik, memerlukan perlakuan konduktif sebelum pengendapan logam. Ada tiga metode standar yang berlaku: pelapisan nikel tanpa listrik, pelapisan perekat konduktif, atau deposisi vakum. Bak pelapisan nikel tanpa listrik beroperasi pada pH 9,0–9,5 dan suhu 45 derajat, menggunakan 30 g/L NiSO₄ sebagai sumber nikel dan 30 g/L NaH₂PO₂ sebagai zat pereduksi, mencapai laju deposisi sekitar 40 mg/(cm³·h). Lapisan konduktif memastikan distribusi arus yang seragam selama elektrodeposisi berikutnya-resistivitas berdampak langsung pada keseragaman pelapisan, dengan resistivitas yang lebih tinggi memperlambat laju peningkatan arus.

3. Elektrodeposisi (Pelapisan Nikel)

Busa konduktif menjadi katoda yang direndam dalam wadah elektrolit kaya nikel, biasanya larutan pelapis nikel berbasis sulfat atau sulfat. Kepadatan arus dan waktu pelapisan mengontrol ketebalan lapisan nikel akhir. Rendaman sulfat mempertahankan konduktivitas di atas 200 mS/cm pada 20 derajat. Dua-pelapisan tahap-zona pelapisan awal yang menyimpan 0,5–19 g/m² nikel, diikuti dengan zona pelapisan utama dengan pembalikan aliran elektrolit pada frekuensi antara 1 mHz dan 0,1 Hz-meningkatkan keseragaman pelapisan di seluruh substrat tiga-dimensi. Proses tingkat lanjut menggunakan elektrodeposisi pulsa dengan parameter kepadatan arus 2,0 A/dm², frekuensi 1000 Hz, dan siklus kerja 1:5 untuk endapan yang berbutir halus dan seragam.

4. Perlakuan Panas (Penghilangan Polimer dan Sintering)

Komposit berlapis mengalami pemrosesan termal terkontrol dalam tungku sabuk kontinu. Suhu mencapai 600 derajat –1000 derajat di atmosfer pereduksi seperti gas pengurai amonia (rasio N₂:H₂ 1:3) atau hidrogen murni. Sintering-langkah tunggal ini mencapai dua tujuan secara bersamaan: pirolisis templat poliuretan, dan ikatan metalurgi partikel nikel yang diendapkan ke dalam struktur-yang mandiri. Perlakuan reduksi atmosfer memerlukan 0,4–1,2 L gas dekomposisi per gram nikel yang diproses. Pemanasan cepat hingga lebih dari atau sama dengan 600 derajat menciptakan bukaan pecah pada lapisan nikel, memungkinkan gas dekomposisi polimer keluar sekaligus meminimalkan kontaminasi sisa karbon. Anil akhir dalam atmosfer reduksi (800–1000 derajat, 30–60 menit) mengubah nikel rapuh yang diendapkan menjadi bahan ulet yang memenuhi spesifikasi perpanjangan: memanjang Lebih besar dari atau sama dengan 5%, melintang Lebih besar dari atau sama dengan 12%. Pendinginan terkontrol di bawah atmosfer N₂/H₂ menyelesaikan proses, menghasilkan busa nikel kontinu dengan porositas Lebih besar dari atau sama dengan 95%, kekuatan tarik memanjang Lebih besar dari atau sama dengan 1,25 N/mm², dan lebar maksimum 930 mm.