專利名稱：一種電解電容器陽極鋁箔的腐蝕工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁箔腐蝕工藝方法，特別涉及一種電解電容器陽極鋁箔的腐蝕工藝。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)、通信產(chǎn)品和家電等產(chǎn)品市場的急劇擴(kuò)大，對鋁電解電容器的需求量也急劇上升。目前，鋁電解電容器發(fā)展趨勢是小型化、片式化、耐高溫和長壽命，因此高比容電極箔制造技術(shù)成為制造高品質(zhì)鋁電解電容器的關(guān)鍵。電極箔是經(jīng)過特殊的腐蝕化成工藝生產(chǎn)出來的電子產(chǎn)品，其生產(chǎn)難度大，技術(shù)含量高(高比容和高強(qiáng)度)，長期以來一直依賴進(jìn)口。腐蝕是化成箔制造的前道工序。腐蝕箔比容是化成箔比容的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。因此腐蝕工藝技術(shù)決定了能否獲得高比容的電極箔。在腐蝕過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)腐蝕不均勻的現(xiàn)象，局部腐蝕過度，導(dǎo)致腐蝕箔比容不高，各種性能下降，因此電極箔的腐蝕工藝一直是各廠商重點(diǎn)關(guān)注的工藝技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有技術(shù)中，對鋁箔的腐蝕過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)腐蝕不均勻的現(xiàn)象。為解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:本發(fā)明提供了一種電解電容器陽極鋁箔的腐蝕工藝，基本步驟包括，前處理、交流預(yù)腐蝕、中間化學(xué)處理、后級交流腐蝕，后處理五個(gè)步驟，其中，在交流預(yù)腐蝕和后級交流腐蝕這兩個(gè)步驟中，添加了超聲輔助手段。作為優(yōu)選:超聲輔助手段的超聲頻率為40KHz，如果超聲頻率過低，腐蝕不充分，頻率過高，腐蝕過多導(dǎo)致失重過大，影響鋁箔的機(jī)械性能，上述鋁箔腐蝕工藝的具體步驟為:(I)前處理:將鋁箔置于溫度為20 30°C，濃度為2.0-3.0mol/1的NaOH水溶液中浸泡l_2min，然后用蒸餾水反復(fù)沖洗干凈，前處理主要用于鋁箔表面的預(yù)處理，即除去鋁箔表面的油污、雜質(zhì)，及自然氧化膜，使鋁箔表面均勻，活化，有利于形成均勻分布的初始蝕孔；(2)交流預(yù)腐蝕:也稱為前級交流腐蝕，將前處理后的鋁箔置于混合腐蝕溶液中，進(jìn)行交流預(yù)腐蝕，混合腐蝕溶液組成為3.0mol/1鹽酸、0.75mol/l硫酸、0.lmol/1的AlCl3溶液，整個(gè)腐蝕過程是在超聲輔助下完成，超聲頻率為40KHz，腐蝕溶液溫度為40-50°C，預(yù)腐蝕時(shí)間為l_2min，其中，這里的交流預(yù)腐蝕，使用電壓為220V、電流密度為0.2A/cm2、頻率為50HZ的交流電，交流預(yù)腐蝕是整個(gè)腐蝕工藝的關(guān)鍵步驟，其主要目的是在鋁箔表面形成具有一定深度和孔徑的初始蝕孔，預(yù)腐蝕中初始蝕孔，要求不僅位置分布均勻，而且要求孔徑大小和深度也分布均勻，在這種高要求下，本發(fā)明采取了超聲輔助，憑借超聲波獨(dú)特的優(yōu)勢，能夠改善蝕孔不均勻和不理想的狀況；(3)中間處理:將交流預(yù)腐蝕后的鋁箔，于步驟(2)中的混合腐蝕液中，在50 60°C下處理2 5min,中間處理目的是通過化學(xué)方法，除去表面的腐蝕沉積膜，并在一定程度上活化腐蝕孔；(4)后級交流腐蝕:將經(jīng)過步驟(3)處理后的鋁箔，置于混合腐蝕液中進(jìn)行交流腐蝕，混合腐蝕液組成為4.5mol/l的鹽酸、0.2mol/l的硫酸、0.2mol/lAlCl3、0.4mol/l草酸溶液，整個(gè)交流腐蝕過程在超聲輔助下完成，超聲頻率為40KHz，腐蝕溶液溫度為35 45°C，交流腐蝕時(shí)間為4-5min，其中，這里的后級交流腐蝕，使用電壓為220V、電流密度為0.3A/cm2、頻率為50HZ的交流電，后級交流腐蝕目的是在初始蝕孔的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)孔，在交流電流的作用下，一方面在活化-鈍化機(jī)理的作用下，腐蝕朝縱深發(fā)展，同時(shí)保持一定的孔隙鈍化區(qū)域，維持腐蝕箔的機(jī)械強(qiáng)度，后級交流腐蝕腐蝕時(shí)間較長，溶液濃度分布不均，會(huì)導(dǎo)致腐蝕不均勻，經(jīng)常要采取攪拌等措施使腐蝕更均勻，本發(fā)明在后級交流腐蝕中用超聲輔助代替機(jī)械攪拌，使表面腐蝕更均勻；(5)后處理:將經(jīng)過步驟(4)處理后的腐蝕箔，置于溫度為20 30°C、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的HNO3溶液中浸泡30秒，然后用去離子水清洗干凈，后處理目的是除去鋁箔表面殘留的氯離子及金屬雜質(zhì)。本發(fā)明的有益效果在于:在前級和后級交流腐蝕過程中采取超聲輔助作用，超聲波是一種機(jī)械振動(dòng)，通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)傳播，是一種能量的傳播形式。當(dāng)超聲波在腐蝕液中傳播時(shí)，由于超聲波與腐蝕液的相互作用，使腐蝕均勻。不過如果超聲頻率過低，腐蝕不充分；頻率過高，腐蝕過多導(dǎo)致失重過大，影響鋁箔的機(jī)械性能，本發(fā)明采用頻率為40KHz的超聲波輔助鋁箔腐蝕，綜合的效果是既能有效提高比容，又能保證腐蝕箔的機(jī)械強(qiáng)度。
具體實(shí)施例方式以100 μ m的新疆眾和箔為例，進(jìn)一步說明本發(fā)明:實(shí)施例11、前處理溶液:2mol/lNa0H溫度:25°C時(shí)間:I分鐘2、交流預(yù)腐蝕溶液:3.0mol/1 鹽酸 +0.75mol/l 的硫酸 +0.lmol/lAlCl3
溫度:50°C交流電:電壓220V、電流密度0.2A/cm2、頻率50HZ時(shí)間:I分鐘整個(gè)過程在超聲輔助作用下完成，超聲頻率40KHz。3、中間處理溶液:3.0mol/1 鹽酸 +0.75mol/l 的硫酸 +0.lmol/lAlCl3溫度:50°C時(shí)間:2分鐘4、后級交流腐蝕溶液:4.5mol/l 鹽酸 +0.2mol/ 的硫酸 +0.2mol/lAlCl3+0.4mol/l 草酸溫度:45°C交流電:電壓220V、電流密度0.3A/cm2、頻率50HZ時(shí)間:4分鐘整個(gè)過程在超聲輔助作用下完成，超聲頻率40KHz。5、后處理溶液:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%HN03時(shí)間:30秒溫度:室溫浸泡完成后，用去離子水清洗干凈，本發(fā)明化成條件為采用WffL-LDXll精密線性直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，化成電壓Vfe為20V，電流密度為
0.25A/cm2,溫度為85°C,招箔樣品作為陽極,置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的己二酸銨水溶液中(己二酸銨150g,純水850g),形成槽作為陰極,氧化時(shí)間為lOmin。實(shí)施例21、前處理溶液:2.5mol/lNaOH溫度:25°C時(shí)間:2分鐘2、交流預(yù)腐蝕溶液:3.0mol/1 鹽酸 +0.75mol/l 的硫酸 +0.lmol/lAlCl3溫度:45°C交流電:電壓220V、電流密度0.2A/cm2、頻率50HZ時(shí)間:1.5分鐘整個(gè)過程在超聲輔助作用下完成，超聲頻率40KHz。3、中間處理溶液:3.0mol/1 鹽酸 +0.75mol/l 的硫酸 +0.lmol/lAlCl3溫度:55°C時(shí)間:5分鐘4、后級交流腐蝕
溶液:4.5mol/l 鹽酸 +0.2mol/ 的硫酸 +0.2mol/lAlCl3+0.4mol/l 草酸溫度:40°C交流電:電壓220V、電流密度0.3A/cm2、頻率50HZ時(shí)間:4.5分鐘整個(gè)過程在超聲輔助作用下完成，超聲頻率40KHz。5、后處理溶液:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%HN03時(shí)間:30秒溫度:室溫浸泡完成后，用去離子水清洗干凈，本發(fā)明化成條件為采用WffL-LDXll精密線性直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，化成電壓Vfe為20V，電流密度為
0.25A/cm2,溫度為85°C,招箔樣品作為陽極,置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的己二酸銨水溶液中(己二酸銨150g,純水850g),形成槽作為陰極,氧化時(shí)間為lOmin。實(shí)施例31、前處理溶液:3mol/lNaOH溫度:25°C時(shí)間:I分鐘2、交流預(yù)腐蝕溶液:3.0mol/1 鹽酸 +0.75mol/l 的硫酸 +0.lmol/lAlCl3溫度:40°C交流電:電壓220V、電流密度0.2A/cm2、頻率50HZ時(shí)間:2分鐘整個(gè)過程在超聲輔助作用下完成，超聲頻率40KHz。3、中間處理溶液:3.0mol/1 鹽酸 +0.75mol/l 的硫酸 +0.lmol/lAlCl3溫度:60°C時(shí)間:3分鐘4、后級交流腐蝕溶液:4.5mol/l 鹽酸 +0.2mol/ 的硫酸 +0.2mol/lAlCl3+0.4mol/l 草酸溫度:35°C交流電:電壓220V、電流密度0.3A/cm2、頻率50HZ時(shí)間:5分鐘整個(gè)過程在超聲輔助作用下完成，超聲頻率40KHz。5、后處理溶液:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%HN03時(shí)間:30秒溫度:室溫
浸泡完成后，用去離子水清洗干凈，本發(fā)明化成條件為采用WffL-LDXll精密線性直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，化成電壓Vfe為20V，電流密度為
0.25A/cm2,溫度為85°C,招箔樣品作為陽極,置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的己二酸銨水溶液中(己二酸銨150g,純水850g),形成槽作為陰極,氧化時(shí)間為lOmin。對比實(shí)施例1:本實(shí)施例在交流預(yù)腐蝕和后級交流腐蝕，這兩個(gè)步驟中，沒有采用任何輔助手段(未采用超聲輔助手段，也未采用機(jī)械攪拌手段)，其余實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)施例1均相同。對比實(shí)施例2:本實(shí)施例在交流預(yù)腐蝕和后級交流腐蝕，這兩個(gè)步驟中，沒有采用超聲輔助手段，而是采用了機(jī)械攪拌手段，攪拌速率200r/min，其余實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)施例1均相同。對比實(shí)施例3:本實(shí)施例在交流預(yù)腐蝕和后級交流腐蝕，這兩個(gè)步驟中，采用的超聲輔助手段，超聲頻率為30KHz，其余實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)施例1均相同。對比實(shí)施例4:本實(shí)施例在交流預(yù)腐蝕和后級交流腐蝕，這兩個(gè)步驟中，采用的超聲輔助手段，超聲頻率為35KHz，其余實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)施例1均相同。對比實(shí)施例5:本實(shí)施例在交流預(yù)腐蝕和后級交流腐蝕，這兩個(gè)步驟中，采用的超聲輔助手段，超聲頻率為45KHz，其余實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)施例1均相同。對比實(shí)施例6:本實(shí)施例在交流預(yù)腐蝕和后級交流腐蝕，這兩個(gè)步驟中，采用的超聲輔助手段，超聲頻率為50KHz，其余實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)施例1均相同。分別對以上各個(gè)實(shí)施例的化成箔進(jìn)行性能測試，主要測試鋁箔的比容和抗拉強(qiáng)度，將化成后的鋁箔裁剪成IcmX5cm的試樣，分別用JK291ILCR數(shù)字電橋和WDW-1O電子萬能試驗(yàn)機(jī)測試鋁箔的比容和抗拉強(qiáng)度，比容測定步驟如下:將陽極箔作為正極，不銹鋼電極作為負(fù)極，置于恒溫測定槽中，槽中溶液為己二酸銨溶液(己二酸銨150g，純水850g)，接上電源，從JK2911LCR數(shù)字電橋中讀出電容量值即可(單位面積比容需除以5)；抗拉強(qiáng)度測試時(shí)將試驗(yàn)片裝入拉伸試驗(yàn)機(jī)夾具上，拉伸速率保持在10± lmm/min，測定斷裂時(shí)的拉力，單向試驗(yàn)重復(fù)5次取平均值。測試結(jié)果列于下表中:
權(quán)利要求
1.一種電解電容器陽極鋁箔的腐蝕工藝，其特征在于:所述的腐蝕工藝包括五個(gè)步驟，分別為前處理、交流預(yù)腐蝕、中間化學(xué)處理、后級交流腐蝕和后處理，其中，在交流預(yù)腐蝕和后級交流腐蝕這兩個(gè)步驟中，添加了超聲輔助手段。
2.如權(quán)利要求1所述的電解電容器陽極鋁箔的腐蝕工藝，其特征在于:所述的超聲輔助手段的超聲頻率為40KHz。
3.如權(quán)利要求1所述的電解電容器陽極鋁箔的腐蝕工藝，其特征在于:所述工藝的具體步驟為 (1)前處理:將鋁箔置于溫度為20 30°C，濃度為2.0-3.0mol/1的NaOH水溶液中浸泡l_2min，然后用蒸餾水反復(fù)沖洗干凈； (2)交流預(yù)腐蝕:將前處理后的鋁箔置于混合腐蝕溶液中，進(jìn)行交流預(yù)腐蝕，混合腐蝕溶液組成為3.0mol/1鹽酸、0.75mol/l硫酸、0.lmol/1的AlCl3溶液，整個(gè)腐蝕過程是在超聲輔助下完成，超聲頻率為40KHz，腐蝕溶液溫度為40-50°C，預(yù)腐蝕時(shí)間為l_2min ； (3)中間處理:將交流預(yù)腐蝕后的鋁箔，于步驟(2)中的混合腐蝕液中，在50 60°C下處理2 5min ； (4)后級交流腐蝕:將經(jīng)過步驟(3)處理后的鋁箔，置于混合腐蝕液中進(jìn)行交流腐蝕，混合腐蝕液組成為4.5mol/l的鹽酸、0.2mol/l的硫酸、0.2mol/l A1C13、0.4mol/l草酸溶液，整個(gè)交流腐蝕過程在超聲輔助下完成，超聲頻率為40KHz，腐蝕溶液溫度為35 45°C，交流腐蝕時(shí)間為4-5min ； (5)后處理:將經(jīng)過步驟(4)處理后的腐蝕箔，置于溫度為20 30°C、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的HNO3溶液中浸泡30秒,然后用去離子水清洗干凈。
4.如權(quán)利要求3所述的電解電容器陽極鋁箔的腐蝕工藝，其特征在于:步驟(2)中所述的交流預(yù)腐蝕，使用電壓為220V、電流密度為0.2A/cm2、頻率為50HZ的交流電。
5.如權(quán)利要求3所述的電解電容器陽極鋁箔的腐蝕工藝，其特征在于:步驟(4)中所述的后級交流腐蝕，使用電壓為220V、電流密度為0.3A/cm2、頻率為50HZ的交流電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電極箔制造方法，尤其是指鋁電解電容器用陽極箔的制造方法。本發(fā)明制造方法包括前處理、交流預(yù)腐蝕、中間化學(xué)處理、后級交流腐蝕，后處理五個(gè)步驟，并在交流腐蝕過程中采取了超聲輔助腐蝕，可以實(shí)現(xiàn)鋁箔表面腐蝕坑分布均勻，當(dāng)超聲頻率為40HZ時(shí)，采用此工藝方法形成的鋁陽極箔，比采用傳統(tǒng)的腐蝕化成方法獲得的陽極箔，比電容有大幅度提高，在獲得高比容的前提下，同時(shí)電極箔具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，本發(fā)明工藝方法適用于各種低壓鋁電解電容器陽極箔的生產(chǎn)，工藝簡單，操作方便，成本低，容易控制，能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號H01G13/06GK103187176SQ20131009397
公開日2013年7月3日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者潘太軍, 陳德貴, 林一凡 申請人:常州大學(xué)