低壓鋁電解電容器用陽極箔的腐蝕方法
2023-11-30 02:01:21 1
專利名稱：低壓鋁電解電容器用陽極箔的腐蝕方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁電解電容器用陽極箔的腐蝕工藝。
背景技術：
鋁電解電容器用陽極箔，為了擴大其有效表面積，增加單位面積的靜電容量，一般用電化學腐蝕來處理鋁箔。有關提高擴面率方面的研究有許多報導，過去腐蝕工藝是將鋁箔除去表面油汙，再經過大電流密度腐蝕，但腐蝕的孔洞相對細小，化成80WV和100WV時因表面氧化膜較厚，填平了細微孔洞，降低了腐蝕箔的有效表面積，導致產品機械強度較低，限制了應用的領域。
技術方案本發明目的在於發明一種腐蝕箔孔洞較粗大的低壓鋁電解電容器用陽極箔的腐蝕方法。
本發明包括以下步驟1)前處理將鋁箔放在溫度20～75℃、濃度0.2～10wt％的燒鹼水溶液中浸泡1～6分鐘；2)交流預腐蝕將前處理後的鋁箔放在濃度0.1～6wt％硫酸、5～25wt％鹽酸混合液中進行交流預腐蝕；3)中間處理將交流預腐蝕後的鋁箔置於溫度為45～85℃、由0.5～5wt％的硫酸和5～25wt％鹽酸組成的混合液中處理時間1～6分鐘；4)後級交流腐蝕將中間處理後的鋁箔放在混合溶液中進行交流電解腐蝕；所述混合溶液中硫酸的濃度為0.5～5wt％、鹽酸的濃度為5～25wt％、三氯化鋁的濃度為0.5～5wt％；5)後處理將後級交流腐蝕後的鋁箔用溫度為20～50℃、濃度為1～10wt％的硫酸水溶液浸泡2～4分鐘。
本發明的前處理主要目的是除去鋁箔表面的油汙、雜質以及天然氧化膜，使箔表面均勻，有利於預腐蝕時形成均勻分布的初始蝕孔。其中，鹼液的濃度過低，達不到清洗效果，高則會減薄厚度。前處理溫度低於20℃，去油效果差，超過75℃表面會全面溶解而導致減薄；前處理時間少於1分鐘，達不到處理效果，若超過6分鐘，同樣會減薄。交流預腐蝕是整個腐蝕工藝的關鍵，其主要目的是在鋁箔表面引發初始蝕孔，並且使蝕孔孔徑的大小合理、分布均勻。在預腐蝕發孔過程中，鹽酸濃度低於5wt％，則腐蝕作用弱，發孔不均勻；超過25wt％，鋁箔表面會全面溶解，所以最佳濃度範圍在10～22wt％。硫酸濃度低於0.1wt％，鋁箔表面不成膜，蝕孔不能引發；高於6wt％，表面成膜太厚，蝕孔也不能引發。預腐蝕溫度低於40℃，則腐蝕速度太慢，腐蝕效果差；超過70℃，會發生鈍化，難於腐蝕。預腐蝕電流密度也是影響發孔的因素之一，電流密度過小、過大，會造成蝕孔不均勻和孔徑細小，因而電流密度應在為8～80A/dm2。預腐蝕電量小於300C/dm2，發孔效果差；電量大於3000C/dm2，鋁箔表面會全面溶解，故電量最好控制在300～3000C/dm2。中間處理目的是通過化學方法洗去在預腐蝕過程中產生的不利於擴孔的沉積膜。中處理溫度低於45℃，起不到洗膜作用；高於85℃，會破壞初始蝕孔。處理時間少於1分鐘，同樣起不到洗膜作用；超過6分鐘會破壞初始蝕孔。後級交流腐蝕，又稱為主腐蝕，其目的是在初始蝕孔基礎上進行擴孔，使腐蝕孔的孔徑滿足80WV～100WV化成的要求。後級腐蝕時，鹽酸濃度低於5wt％，則腐蝕作用弱，不能深腐蝕；超過25wt％，鋁箔表面會全面溶解。硫酸濃度低於0.5wt％，不能形成孔蝕或點蝕，腐蝕效果差；高於5wt％，表面成膜太厚，擴孔難以深入。腐蝕液中三氯化鋁含量低時，腐蝕性強，失鋁量大；三氯化鋁含量於高5wt％，則腐蝕作用減弱，比容下降。後級腐蝕的溫度低於25℃，腐蝕效果差；高於45℃，會使腐蝕加劇，難以控制。腐蝕的電流密度小於2A/dm2，擴孔效果不明顯；電流密度大於15A/dm2，箔表面孔洞會變細小。腐蝕的電量小於4800C/dm2，擴孔效果也不明顯；電量大於30000C/dm2，鋁箔表面溶解量大，強度差。後處理目的是除去鋁箔表面殘留的氯離子及金屬雜質，經本發明方法處理後鋁箔表面氯離子殘留量≤1mg/m2。
綜上，本發明經前處理、交流預腐蝕、中間處理、後級交流腐蝕、後處理，這五步處理法製造高比容80WV～100WV陽極箔具有較高比容、較好機械強度。
另外，本發明步驟1)中，鹼液的較佳濃度為0.5～5wt％；溫度為35～55℃；處理時間2～4分鐘。
步驟2)中，腐蝕溫度為40～70℃，電流密度為20～100A/dm2，電量為300～3000C/dm2。
步驟2)中，在交流預腐蝕時，鹽酸濃度為10～22wt％；預腐蝕溫度為40～60℃；電流密度為8～80A/dm2。
步驟4)中，交流電解腐蝕的溫度為25～45℃，電流密度為2～15A/dm2，電量為4800～30000C/dm2。
步驟4)中，混合溶液中鹽酸濃度為15～23wt％、硫酸濃度為0.5～4wt％；腐蝕液的濃度為0.5～4wt％；電量為5000～28000C/dm2。
具體實施例以下通過生產100um新疆眾和箔實際工藝過程進一步說明本發明。
1、前處理將鋁箔放在溫度為20～75℃、濃度為0.2～10wt％的燒鹼(NaOH)水溶液中浸泡1～6分鐘後，取出。
鹼液的較佳濃度為0.5～5wt％；溫度為35～55℃；處理時間2～4分鐘。
2、交流預腐蝕將前處理後的鋁箔放在溫度為40～70℃、濃度為0.1～6wt％硫酸、5～25wt％鹽酸混合液中，於電流密度為20～100A/dm2，電量為300～3000C/dm2條件下進行交流預腐蝕；經0.5～3分鐘後取出。
在交流預腐蝕時，鹽酸濃度為10～22wt％、溫度為40～60℃、電流密度為8～80A/dm2時更佳。
3、中間處理
將交流預腐蝕後的鋁箔置於溫度為45～85℃、由0.5～5wt％的硫酸和5～25wt％鹽酸組成的混合液中處理時間1～6分鐘，取出。
4、後級交流腐蝕將中間處理後的鋁箔放在混合溶液中進行交流電解腐蝕，經2～6分鐘後取出。
混合溶液由硫酸、鹽酸和三氯化鋁組成，其中硫酸的濃度為0.5～5wt％，鹽酸的濃度為5～25wt％，三氯化鋁的濃度為0.5～5wt％。
交流電解腐蝕時，混合溶液的溫度為25～45℃，電流密度為2～15A/dm2，電量為4800～30000C/dm2。
當混合溶液中鹽酸濃度為15～23wt％、硫酸濃度為0.5～4wt％時、腐蝕液的濃度為0.5～4wt％時、電量為5000～28000C/dm2時更佳。
5、後處理將後級交流腐蝕後的鋁箔用溫度為20～50℃、濃度為1～10wt％的硫酸水溶液浸泡2～4分鐘。
較適合的硫酸濃度為8.5wt％、溫度為40℃，處理時間為4分鐘。
產品結果檢測化成條件為15％己二酸銨 85℃ 0.05A/cm2Vfe＝130V105VfC＝8.8～9.5uf/cm2F＝24.0N/cm折彎68回135VfC＝5.5～6.0uf/cm2F＝24.5N/cm折彎68回以上結果顯示通過本發明方法製造的高比容陽極箔具有較高比容、較好機械強度。
權利要求
1.低壓鋁電解電容器用陽極箔的腐蝕方法，其特徵在於包括以下步驟1)前處理將鋁箔放在溫度20～75℃、濃度0.2～10wt％的燒鹼水溶液中浸泡1～6分鐘；2)交流預腐蝕將前處理後的鋁箔置於由濃度為0.1～6wt％的硫酸和5～25wt％鹽酸組成的混合液中進行交流預腐蝕；3)中間處理將交流預腐蝕後的鋁箔置於溫度為45～85℃、由0.5～5wt％的硫酸和5～25wt％鹽酸組成的混合液中處理時間1～6分鐘；4)後級交流腐蝕將中間處理後的鋁箔放在混合溶液中進行交流電解腐蝕；所述混合溶液中硫酸的濃度為0.5～5wt％、鹽酸的濃度為5～25wt％、三氯化鋁的濃度為0.5～5wt％；5)後處理將後級交流腐蝕後的鋁箔用溫度為20～50℃、濃度為1～10wt％的硫酸水溶液浸泡2～4分鐘。
2.根據權利要求1所述低壓鋁電解電容器用陽極箔的腐蝕方法，其特徵在於步驟1)中，鹼液的濃度為0.5～5wt％；溫度為35～55℃；處理時間2～4分鐘。
3.根據權利要求1所述低壓鋁電解電容器用陽極箔的腐蝕方法，其特徵在於步驟2)中，交流預腐蝕的溫度為40～70℃，電流密度為20～100A/dm2，電量為300～3000C/dm2。
4.根據權利要求3所述低壓鋁電解電容器用陽極箔的腐蝕方法，其特徵在於步驟2)中，在交流預腐蝕時，鹽酸濃度為10～22wt％；預腐蝕溫度為40～60℃；電流密度為8～80A/dm2。
5.根據權利要求1所述低壓鋁電解電容器用陽極箔的腐蝕方法，其特徵在於步驟4)中，交流電解腐蝕的溫度為25～45℃，電流密度為2～15A/dm2，電量為4800～30000C/dm2。
6.根據權利要求5所述低壓鋁電解電容器用陽極箔的腐蝕方法，其特徵在於步驟4)中，混合溶液中鹽酸濃度為15～23wt％、硫酸濃度為0.5～4wt％；腐蝕液的濃度為0.5～4wt％；電量為5000～28000C/dm2。
全文摘要
低壓鋁電解電容器用陽極箔的腐蝕方法，涉及一種鋁電解電容器用陽極箔的腐蝕工藝，包括前處理、交流預腐蝕、中間處理、後級交流腐蝕、後處理五大步驟，製造的高比容80WV～100WV陽極箔具有較高比容、較好機械強度。
文檔編號H01G9/048GK1920114SQ200610040889
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月2日 優先權日2006年8月2日
發明者馬坤松, 顏國生, 喬正山 申請人:揚州宏遠電子有限公司