镀镍电池钢壳是新能源电池的主要载体,但容易出现锈蚀,将影响后续电池的组装及电池组的性能,当前主要采用水性无铬保护剂封孔防锈的方式进行保护,近年来,水性无铬保护剂技术由于其设备简单、操作管理方便已经广泛用于生产,但目前其保护剂存在耐蚀性不足或影响电池壳的电气性能等问题。本研究针对镀镍电池钢壳水性无铬保护剂存在的问题,依据金属腐蚀与防护、胶体化学、电化学等理论,开展了新型水性无铬保护剂的设计、性能检测和表征工作。主要研究工作如下:采用中性盐雾试验、电化学测试和孔隙率测试等手段,测试了现有保护剂产品的基本性能,结合工厂的现场检验方法,确定了一套可靠、高效、快捷的性能评价方法。基于以上实验确定的评测方法对主成膜物、辅助成膜物等进行筛选,确定了水性保护剂的基本组分。研究发现,主成膜物起主要成膜作用,可以隔绝空气等腐蚀介质,硫醇类物质可以通过吸附作用在镀层表面形成一层疏水保护膜,进一步提高膜层的耐蚀性;MF类缓蚀剂兼具缓释防锈和pH调节作用,与其他组分的极性基团形成协同耐蚀效应;而癸二酸三乙醇胺酯可以改善保护剂体系的膜层外观、水洗性,提升膜层的连续性和均匀性。通过单因素实验与正交实验,确定了新型水性保护剂中各组分的最佳组合——以油酸醇胺盐为主要成分,硫醇添加量为1.0%(质量分数,相较于油酸醇胺盐使用量,下同),MF缓蚀剂添加量为1.0%,癸二酸三乙醇胺酯添加量为8.0%。在此基础上根据可充电电池用镀镍壳标准YS-T 877-2013及客户现场评测要求,对研制的新型水性保护剂进行了性能检测,其膜层外观良好、疏水性较好、接触电阻对镀层影响很小、中性盐雾评级为7级、孔隙率仅为1.2个/cm2,性能符合行业标准及客户需求。采用SEM观测膜层的微观形貌,采用EDS和XPS分析膜层的成分——主要为C元素、O元素、S元素和N元素组成,初步探讨了保护剂膜层的成膜和耐蚀机理;该保护剂体系绿色环保,兼具防锈和电气性能,操作方便,伴随着新能源行业的发展,应用前景广阔。