均勻電流密度的電極箔化成方法及不均勻型網狀絕緣板的製作方法
2023-10-31 04:24:37 1
專利名稱：均勻電流密度的電極箔化成方法及不均勻型網狀絕緣板的製作方法
技術領域：
本發明涉及電極箔生產技術領域，具體地，涉及均勻電流密度的電極箔化成方法及不均勻型網狀絕緣板。
背景技術：
在電極箔生產過程中的化成工序中，通過電極板和箔之間的直流電場使得氧化膜生長，在電極板與箔之間設有帶孔的網狀絕緣板；帶孔的網狀絕緣板，僅僅起到防止電極板(負極)與電極箔(正極)接觸炸火的作用。例如，在現有的電極箔化成方法中，是在電極板外圍的絕緣板(如圖I所示)上，均勻分布著大小相同的孔洞；在電極箔化成過程中，在兩電極間施加一定的外加電壓、並保持該外加電壓不變，初期形成電流的電流密度最大，隨著電極箔氧化膜的生長，形成電流向下逐次遞減。上述化成方法中使用的網狀絕緣板上，孔洞大小相同、且均勻分布。電極箔在化成過程中，使氧化膜生長的形成電流自上而下分布不均勻(有電極箔化成方法中電流密度與時間的關係參見圖3)，電極箔剛進入化成槽初期化成時，電流密度過大，反應劇烈，氧化膜在初期急速生長，使得氧化膜結構疏鬆，影響電極箔產品的電性能和機械性能。在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在電流密度均勻性差、氧化膜結構疏鬆、以及電極箔的電性能差和機械強度低等缺陷。
發明內容
本發明的目的在於，針對上述問題，提出一種均勻電流密度的電極箔化成方法，以實現電流密度均勻性好、氧化膜結構緻密、以及電極箔的電性能好和機械強度高的優點。本發明的另一目的在於，提出以上所述均勻電流密度的電極箔化成方法中使用的不均勻型網狀絕緣板。為實現上述目的，本發明採用的技術方案是一種均勻電流密度的電極箔化成方法，包括
在用作正極的電極箔和用作負極的電極板之間，分布有用於產生形成電流的直流電場，該形成電流用於使電極箔氧化膜生長；
在所述電極箔和電極板之間，還設置有用於防止電極箔和電極板接觸而炸火的不均勻型網狀絕緣板，該不均勻型網狀絕緣板具有不均勻孔徑和/或不均勻孔距的多個孔洞；
通過所述不均勻型網狀絕緣板上的多個孔洞，改變所述電極箔和電極板之間的形成液電阻，使得用於電極箔氧化膜生長的形成電流的電流密度趨於均勻分布，得到勻速生長的電極箔氧化膜。進一步地，所述不均勻型網狀絕緣板，包括板本體，以及開設在所述板本體上、且具有不均勻孔徑和/或不均勻孔距的多個孔洞。進一步地，在所述板本體上，多個孔洞中相鄰孔洞之間的孔距，自板本體的一端至另一端逐漸減小；和/或，多個孔洞的孔徑，自板本體的一端至另一端逐漸增大。同時，本發明採用的另一技術方案是一種以上所述均勻電流密度的電極箔化成方法中使用的不均勻型網狀絕緣板，包括板本體，以及開設在所述板本體上、且具有不均勻孔徑和/或不均勻孔距的多個孔洞。進一步地，在所述板本體上，多個孔洞中相鄰孔洞的孔距，自板本體的一端至另一端逐漸減小；和/或，多個孔洞的孔徑，自板本體的一端至另一端逐漸增大。本發明各實施例的均勻電流密度的電極箔化成方法及不均勻型網狀絕緣板，由於該化成方法包括在用作正極的電極箔和用作負極的電極板之間，分布有用於產生形成電流的直流電場，並設置有用於防止電極箔和電極板接觸而炸火的不均勻型網狀絕緣板，該不均勻型網狀絕緣板具有不均勻孔徑和/或不均勻孔距的多個孔洞；通過該多個孔洞，改變電極箔和電極板之間的形成液電阻，使得用於電極箔氧化膜生長的形成電流的電流密度趨於均勻分布，得到勻速生長的電極箔氧化膜；通過該不均勻型網狀絕緣板，不僅起到防止電極板(負極)與電極箔(正極)接觸炸火的作用，而且可以使得電極箔化成過程中的電流密度趨於均勻分布；從而可以克服現有技術中電流密度均勻性差、氧化膜結構疏鬆、以及電極箔的電性能差和機械強度低的缺陷，以實現電流密度均勻性好、氧化膜結構緻密、以及電極箔的電性能好和機械強度高的優點。本發明的其它特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
附圖用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。在附圖中
圖I為現有電極箔化成方法中電極板外部網狀絕緣板的結構示意 圖2為本發明均勻電流密度的電極箔化成方法中不均勻型網狀絕緣板的結構示意圖； 圖3為現有電極箔化成方法中電流密度與時間的關係示意 圖4為現有電極箔化成方法中形成電壓與時間的關係示意 圖5為本發明均勻電流密度的電極箔化成方法中形成電流對應時間的關係示意圖。結合附圖，本發明實施例中附圖標記如下
I-第一孔洞；2-第二孔洞。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。化成方法實施例
根據本發明實施例，如圖2、圖4和圖5所示，提供了一種均勻電流密度的電極箔化成方法。本實施例的均勻電流密度的電極箔化成方法，包括
步驟I :在用作正極的電極箔和用作負極的電極板之間，分布有用於產生形成電流的直流電場，該形成電流用於使電極箔氧化膜生長；、步驟2 :在電極箔和電極板之間，還設置有用於防止電極箔和電極板接觸而炸火的不均勻型網狀絕緣板，該不均勻型網狀絕緣板具有不均勻孔徑和/或不均勻孔距的多個孔洞；
步驟3 :通過步驟2中不均勻型網狀絕緣板上的多個孔洞，改變電極箔和電極板之間的形成液電阻，使得用於電極箔氧化膜生長的形成電流的電流密度趨於均勻分布，得到勻速生長的電極箔氧化膜。 在上述步驟I-步驟3所示的電極箔化成過程中，氧化膜在直流電場作用下生長，直流電場分布於電極箔和電極板之間，即在電極板和電極箔之間有使電極箔氧化膜生長的形成電流I形成，該化成方法是在絕緣板上分布自上而下逐步由小變大、由疏變密的孔洞，這種不均勻型網狀絕緣板改變電極板與電極箔之間的形成液電阻，使得電極箔氧化膜生長的形成電流趨於均勻分布。在上述步驟2和步驟3中，上述不均勻型網狀絕緣板，包括板本體，以及開設在板本體上、且具有不均勻孔徑和/或不均勻孔距的多個孔洞(如第一孔洞I和第二孔洞2等)。在上述板本體上，多個孔洞的分布情況可以是多個孔洞中相鄰孔洞之間的孔距，自板本體的一端至另一端逐漸減小；和/或，多個孔洞的孔徑，自板本體的一端至另一端逐漸增大。由於上述不均勻型網狀絕緣板的上部孔洞小而疏、下部孔洞大而密，這樣，不均勻網狀絕緣板的孔洞自上而下逐步由小變大、由疏變密，即改變電極板與電極箔之間的溶液電阻，使得電極箔氧化膜生長的形成電流密度趨於均勻分布。具體實施時，上述實施例的均勻電流密度的電極箔化成方法，可以採用框架、電極板與不均勻型網狀絕緣板；在電極箔化成過程中，氧化膜在直流電場作用下生長，直流電場分布於電極箔和電極板之間，電極箔和電極板之間設有不均勻型網狀絕緣板，不均勻型網狀絕緣板起到均勻分布電流密度的作用。化成液是導體，其電阻率P恆定，孔洞大小面積A視為導體橫截面積，電極箔與電極板之間距離是導體長度L，則每一個單位孔洞間的化成液電阻為R=P *L/A，每一排孔洞的個數為N，則每一排孔洞間化成過程中的化成液電阻為R溶液=P *L/ (N*A)，其中P、L不變，則每排孔洞間的化成溶液電阻與孔洞面積和個數成反比。形成電流I形成=(V-V耐壓)/R，V是化成時化成電源外加電壓，其值恆定，V耐壓是電極箔氧化膜生長過程中，氧化膜有一定的耐壓值，氧化膜耐壓值隨氧化膜增厚而增加，故溶液的壓降V溶液=V-V耐壓，化成過程中，自上而下，V耐壓逐漸增大，化成時所加外加電壓V不變，溶液壓降V溶液則逐漸減小，溶液壓降的變化曲線如圖5所示；此化成方法中，孔洞自上而下，逐漸增多增大，即孔洞面積N*A逐漸增大，因電阻R溶液與孔洞面積N*A成反比，則電阻R溶液逐漸減小；化成時形成電流I形成=I溶液=V溶液/R溶液。此時，控制孔洞面積N*A使溶液電阻R溶液的變化曲線與V溶液的電壓降的曲線斜率相同或相似，則實現化成過程中I形成恆定或趨於恆定，如圖5所示，達到了均勻化成電流密度的作用。在上述實施例的均勻電流密度的電極箔化成方法中，經過計算，勻電板的不均勻型網狀絕緣板上孔洞的大小和分布，如圖2所示。上述實施例的均勻電流密度的電極箔化成方法的有益效果是該方法的實施，避免了電極箔從剛開始化成時(即剛進入化成槽時)電流密度過大，反應劇烈，氧化膜生長過快，由於氧化膜快速生長導致氧化膜結構疏鬆，通過勻電板(即不均勻型網狀絕緣板)的使用，使得電極箔氧化膜較均勻的逐步生長(即電極箔的氧化膜生長速度均勻)，氧化膜結構緻密，實現了對電極箔電性能和機械性能的改善。將現有技術中的電極箔化成方法、以及上述實施例的均勻電流密度的電極箔化成方法，進行對比實驗的結果如下
(1)運用於高壓化成
化成相同規格的腐蝕箔
530VF 測試，C=O. 68-0. 69uF/cm2，折彎=70 回；
①經過現有技術中的電極箔化成方法化成後
530VF 測試，C=O. 67-0. 68uF/cm2，折彎120 回；
②經過上述實施例的均勻電流密度的電極箔化成方法化成後
530VF 測試，C=O. 7-0. 71uF/cm2，折彎135 回；
由上述運用於高壓化成的實驗結果可得知上述實施例的均勻電流密度的電極箔化成方法，可以提升容量3-5%，折彎提高約15回。(2)運用於低壓化成
化成相同規格的腐蝕箔132VF測試，C=5. 2-5. 3uF/cm2 ；
①經過現有技術中的電極箔化成方法化成後
132 VF 測試，C=5. 0-5. luF/cm2，折彎:45-50 回；
②經過上述實施例的均勻電流密度的電極箔化成方法化成後
132VF 測試，C=5. 5-5. 8uF/cm2，折彎:60-65 回；
由上述運用於低壓化成的實驗結果可得知上述實施例的均勻電流密度的電極箔化成方法，可以提升容量10-13%，折彎提高約15回。 上述實施例的均勻電流密度的電極箔化成方法，涉及電極箔生產過程中的均勻化成電流密度技術，目的是克服現有技術的不足，提供一種電極箔化成過程中，使得電極箔氧化膜生長時形成電流均勻分布的化成方法。上述實施例的均勻電流密度的電極箔化成方法，是在電極板外圍的絕緣板上不均勻分布著大小不同的孔洞，這些孔洞自上而下逐步由小變大、由疏變密，其原理是由於溶液的電阻率不變，改變電極板與箔之間的導電面積，達到改變電極板與箔之間溶液的電阻，由於外加電壓不變，從而改變了電極板與箔之間的電流大小，化成中隨著氧化膜的生長，氧化膜的耐壓值增大，此時電極板上的孔洞增多增大，實現了導電面積增大，即電極板與電極箔間溶液電阻值減小，溶液電阻的電壓降減小，從而使得形成氧化膜的形成電流大小趨於恆定，則化成時達到了均勻電流密度的作用。不均勻型網狀絕緣板實施例
根據本發明實施例，提供了一種不均勻型網狀絕緣板。如圖2所示，本實施例包括板本體，以及開設在板本體上、且具有不均勻孔徑和/或不均勻孔距的多個孔洞(如第一孔洞I和第二孔洞2等)。在上述板本體上，多個孔洞中相鄰孔洞的孔距，自板本體的一端至另一端逐漸減小；和/或，多個孔洞的孔徑，自板本體的一端至另一端逐漸增大。上述實施例的不均勻型網狀絕緣板，可以用於均勻電流密度的電極箔化成方法中。在電極箔化成過程中，氧化膜在直流電場作用下生長，直流電場分布於電極箔和電極板之間，電極箔和電極板之間可以設置該不均勻型網狀絕緣板；該網狀絕緣板，不僅起到防止電極板(負極)與電極箔(正極)接觸炸火的作用，而且可以使得電極箔化成過程中的電流密度趨於均勻分布。最後應說明的是以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。權利要求
1.一種均勻電流密度的電極箔化成方法，其特徵在於，包括 在用作正極的電極箔和用作負極的電極板之間，分布有用於產生形成電流的直流電場，該形成電流用於使電極箔氧化膜生長； 在所述電極箔和電極板之間，還設置有用於防止電極箔和電極板接觸而炸火的不均勻型網狀絕緣板，該不均勻型網狀絕緣板具有不均勻孔徑和/或不均勻孔距的多個孔洞； 通過所述不均勻型網狀絕緣板上的多個孔洞，改變所述電極箔和電極板之間的形成液電阻，使得用於電極箔氧化膜生長的形成電流的電流密度趨於均勻分布，得到勻速生長的電極箔氧化膜。
2.根據權利要求I所述的均勻電流密度的電極箔化成方法，其特徵在於，所述不均勻型網狀絕緣板，包括板本體，以及開設在所述板本體上、且具有不均勻孔徑和/或不均勻孔距的多個孔洞。
3.根據權利要求2所述的均勻電流密度的電極箔化成方法，其特徵在於，在所述板本體上，多個孔洞中相鄰孔洞之間的孔距，自板本體的一端至另一端逐漸減小；和/或，多個孔洞的孔徑，自板本體的一端至另一端逐漸增大。
4.一種不均勻型網狀絕緣板，其特徵在於，包括板本體，以及開設在所述板本體上、且具有不均勻孔徑和/或不均勻孔距的多個孔洞。
5.根據權利要求4所述的不均勻型網狀絕緣板，其特徵在於，在所述板本體上，多個孔洞中相鄰孔洞的孔距，自板本體的一端至另一端逐漸減小；和/或，多個孔洞的孔徑，自板本體的一端至另一端逐漸增大。
全文摘要
本發明公開了均勻電流密度的電極箔化成方法及不均勻型網狀絕緣板，該化成方法包括在用作正極的電極箔和用作負極的電極板之間，分布有用於產生形成電流的直流電場，並設置有用於防止電極箔和電極板接觸而炸火的不均勻型網狀絕緣板，該不均勻型網狀絕緣板具有不均勻孔徑和/或不均勻孔距的多個孔洞；通過該多個孔洞，改變電極箔和電極板之間的形成液電阻，使得用於電極箔氧化膜生長的形成電流的電流密度趨於均勻分布，得到勻速生長的電極箔氧化膜。本發明所述均勻電流密度的電極箔化成方法及不均勻型網狀絕緣板，可以實現電流密度均勻性好、氧化膜結構緻密、以及電極箔的電性能好和機械強度高的優點。
文檔編號C25D11/02GK102747400SQ201210233428
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者喬正山, 張栓, 馬坤松 申請人:新疆西部宏遠電子有限公司