一種鋁電解電容器用高壓高介電化成箔的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及化成箔【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種鋁電解電容器用高壓高介電化成箔的制造方法：將高壓腐蝕箔先電鍍形成均勻鍍層，然后化成，接著高溫?zé)崽幚硇纬蓮?fù)合氧化膜；再次化成，最后清洗干燥即得高壓高介電化成箔。本發(fā)明采用電鍍的方法在鋁箔表面形成高介電氧化物鍍層，通過(guò)陽(yáng)極氧化和熱處理等形成高介電復(fù)合氧化膜，這種復(fù)合膜介電常數(shù)均在130以上，大大提高了箔片的靜電容量，且箔片一致性好，鍍層結(jié)合好。本發(fā)明提供的制造方法成本低，效率高，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】-種鋁電解電容器用高壓高介電化成箔的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化成箔【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鋁電解電容器用高壓高介電化成箔的 制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電解電容器被廣泛應(yīng)用于許多行業(yè)，近幾十年隨著電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)鋁電 解電容器的需求量在急劇上升。而電極箔作為鋁電解電容器制造的關(guān)鍵原材料得到了飛速 的發(fā)展，對(duì)于電極箔制造業(yè)也提出了更高的技術(shù)和質(zhì)量的要求。信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展要求 鋁電解電容器進(jìn)一步縮小體積、增大靜電容量，而這主要取決于鋁電極箔的比容大小。
[0003] 鋁電解電容器的容量：C= ε ^ ε ,S/d，從式中可以看出，要提高陽(yáng)極箔比容，解決的 技術(shù)途徑有：1、擴(kuò)大陽(yáng)極箔表面積S，主要依賴于陽(yáng)極化之前的電化學(xué)腐蝕擴(kuò)孔過(guò)程；2、提 高電解質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)L ;3、減少電介質(zhì)層的厚度d，由材料自身的性質(zhì)決定。常規(guī)鋁陽(yáng) 極氧化膜A1203的、為8-10,而閥金屬Ta、Ti、Nb、Zr、Hf等的氧化物的、比A1 203高，鐵 電材料鈦酸鋇的L可達(dá)500-6000,鈦酸鍶的、更是高達(dá)200000,將此類閥金屬氧化物或 鐵電材料復(fù)合于陽(yáng)極氧化膜中，形成高介電相摻雜的氧化膜，可大幅提高鋁電極箔的比容， 使鋁電解電容器的體積明顯縮小。
[0004] 目前的高介電常數(shù)復(fù)合膜制備研究主要集中于蒸鍍、冶煉等合金方法，由于物理 方法普遍存在設(shè)備復(fù)雜，生產(chǎn)成本相對(duì)較高的缺點(diǎn)，難以工業(yè)化。近來(lái)也有采用溶膠-凝 膠法制備閥金屬?gòu)?fù)合氧化膜，但由于溶膠-凝膠法處理的鋁電解電容器陽(yáng)極箔需經(jīng)反復(fù)浸 漬-干燥數(shù)個(gè)周期，需經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間干燥以除去溶劑，才能取得較好的效果，工藝周期太長(zhǎng)，而 鋁箔表面的浸潤(rùn)性及附著力等問(wèn)題也同時(shí)存在，因此難以保證復(fù)合膜的厚度均勻，性能一 致、穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于客服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，效率 高，并易于大規(guī)模生產(chǎn)的鋁電解電容器用高壓高介電化成箔的制造方法。本方法制備的高 壓高介電化成箔靜電容量大，比普通的化成箔提升30-50%，且箔片一致性好，偏差小。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案提供了 一種鋁電解電容器用高壓高介電化成箔的制造方法：先 將高壓腐蝕箔在電鍍電解液中通直流電電解形成均勻鍍層，然后放入化成電解液中通直流 電化成，高溫?zé)崽幚硇纬蓮?fù)合氧化膜；再次放入化成電解液中通直流電化成，然后用磷酸銨 鹽的水溶液浸泡處理，最后干燥即得。
[0007] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案提供的制造方法，包含以下步驟：
[0008] 1)將高壓腐蝕箔放入電鍍電解液中，負(fù)極與箔片相連，通直流電電解，然后用純水 清洗；
[0009] 2)將步驟1)所得箔片放入化成電解液中，正極與箔片相連，通直流電化成，然后 用純水清洗并高溫?zé)崽幚恚?br> [0010] 3)將步驟2)所得箔片放入化成電解液中，正極與箔片相連，通直流電化成，然后 置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-2%磷酸銨鹽的水溶液中浸泡處理，最后用純水清洗后干燥。
[0011] 在一些實(shí)施方式中，步驟1)中所述電鍍電解液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為〇. 01-0. 1%四氯化鈦 和0. 001-0. 1%脂肪醇硫酸酯鹽的水溶液或3-10%鈦酸四丁酯和0. 001-0. 1%烷基芳基酚醚 硫酸酯鹽的丙酮溶液。
[0012] 在一些實(shí)施方式中，步驟1)電鍍條件為：槽溫度10-40°c，電流密度為0. 1-lmA/ cm2,通電時(shí)間20-40分鐘。
[0013] 在一些實(shí)施方式中，步驟2)與步驟3)中所述化成電解液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-10%硼 酸和0. 001-1%有機(jī)酸的水溶液或5-10%硼酸水溶液。
[0014] 在一些實(shí)施方式中，有機(jī)酸選自檸檬酸、酒石酸、己二酸或壬二酸。
[0015] 在一些實(shí)施方式中，步驟2)化成條件為：槽溫度70-90°C，電壓400-650V，電流4A， 電流密度〇. 1-lOmA/cm2,通電時(shí)間20-40分鐘。
[0016] 在一些實(shí)施方式中，步驟2)中高溫?zé)崽幚頊囟葹?00-550°C，時(shí)間4-6分鐘。
[0017] 在一些實(shí)施方式中，步驟3)化成條件為：槽溫度70-90°C，電壓400-650V，電流4A， 電流密度〇. 1-lOmA/cm2,通電時(shí)間5-10分鐘。
[0018] 在一些實(shí)施方式中，所述的磷酸銨鹽選自磷酸銨、磷酸二氫銨或磷酸氫二銨。在 一些實(shí)施方式中，步驟3)磷酸銨鹽的水溶液的處理槽溫度為50-60°C，干燥條件溫度為 100-150。。。
[0019] 本發(fā)明的定義"磷酸銨鹽的水溶液"包括磷酸銨水溶液、磷酸氫二銨水溶液、磷酸 二氫銨水溶液或它們的組合，以及氨水與磷酸的混合溶液。
[0020] 本發(fā)明的定義"高溫"是指不低于500°C的溫度。
[0021] 本發(fā)明使用的定義"或"表示備選方案，如果合適的話，可以將它們組合，也就是 說(shuō)，術(shù)語(yǔ)"或"包括每個(gè)所列出的單獨(dú)備選方案以及它們的組合。例如，"有機(jī)酸選自檸檬酸、 酒石酸、己二酸或壬二酸"表示所述的有機(jī)酸可以是檸檬酸、酒石酸、己二酸、壬二酸之中的 一種，也可以是其一種以上的組合。
[0022] 除非明確地說(shuō)明與此相反，否則，本發(fā)明引用的所有范圍包括端值。例如，"通電時(shí) 間20-40分鐘"表示通電時(shí)間T的范圍為20min彡T彡40min。
[0023] 本發(fā)明提供的制造方法包含配制電鍍電解液、通直流電電鍍、烘干處理、通直流電 化成處理成化成箔、加熱生成復(fù)合高介電氧化膜、通直流電再化成等步驟。通過(guò)上述步驟， 可使得制得的復(fù)合膜的附著力、一致性好，介電常數(shù)較普通氧化鋁的介電常數(shù)提高3-5倍， 靜電容量提高30-50%，同時(shí)該制造方法工藝簡(jiǎn)單、成本低、效率高。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明所保護(hù)的不限于以下優(yōu)選實(shí)施方 式。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)在此發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的基礎(chǔ)上，做出的若干變形和 改進(jìn)，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 將高壓腐蝕箔放入0. 1%四氯化鈦和0. 05%脂肪醇硫酸酯鹽的水溶液中，負(fù)極與箔 片相連，槽溫度20°C，采用恒電流法電鍍，設(shè)定電流密度為ImA/cm2,通電時(shí)間30分鐘；接著 取出腐蝕箔，用純水清洗表面；將清洗后箔片放入5%硼酸水溶液中，正極與箔片相連，槽溫 度80°C，電壓580V，電流4A，電流密度ImA/cm2,通電時(shí)間30分鐘；接著取出箔片，用純水洗 凈，置入溫度為500°C的馬弗爐中，恒溫5分鐘后取出，自然冷卻；將冷卻后箔片放入5%硼 酸水溶液中，正極與箔片相連，槽溫度80°C，電壓580V，電流4A，電流密度ImA/cm 2,通電時(shí) 間10分鐘；接著取出箔片，置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%磷酸二氫銨水溶液中50°C浸泡處理，最后用 純水清洗后l〇〇°C干燥。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] 將高壓腐蝕箔放入0. 05%四氯化鈦和0. 005%脂肪醇硫酸酯鹽的水溶液中，負(fù)極與 箔片相連，槽溫度40°C，采用恒電流法電鍍，設(shè)定電流密度為0. 5mA/cm2,通電時(shí)間40分鐘； 接著取出腐蝕箔，用純水清洗表面；將清洗后箔片放入10%硼酸和〇. 1%檸檬酸的水溶液中， 正極與箔片相連，槽溫度70°C，電壓650V，電流4A，電流密度5mA/cm2,通電時(shí)間20分鐘；接 著取出箔片，用純水洗凈，置入溫度為550°C的馬弗爐中，恒溫4分鐘后取出，自然冷卻；將 冷卻后箔片放入10%硼酸和〇. 1%檸檬酸的水溶液中，正極與箔片相連，槽溫度70°C，電壓 650V，電流4A，電流密度5mA/cm2,通電時(shí)間5分鐘；接著取出箔片，置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%磷酸 二氫銨水溶液中60°C浸泡處理，最后用純水清洗后150°C干燥。
[0029] 實(shí)施例3
[0030] 將高壓腐蝕箔放入0. 01%四氯化鈦和0. 001%脂肪醇硫酸酯鹽的水溶液中，負(fù)極與 箔片相連，槽溫度l〇°C，采用恒電流法電鍍，設(shè)定電流密度為ImA/cm2,通電時(shí)間40分鐘；接 著取出腐蝕箔，用純水清洗表面；將清洗后箔片放入5%硼酸和1%酒石酸的水溶液中，正極 與箔片相連，槽溫度90°C，電壓500V，電流4A，電流密度lOmA/cm 2,通電時(shí)間20分鐘；接著 取出箔片，用純水洗凈，置入溫度為500°C的馬弗爐中，恒溫6分鐘后取出，自然冷卻；將冷 卻后箔片放入5%硼酸和1%酒石酸的水溶液中，正極與箔片相連，槽溫度90°C，電壓500V， 電流4A，電流密度lOmA/cm 2,通電時(shí)間5分鐘；接著取出箔片，置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%磷酸氫二 銨水溶液中60°C浸泡處理，最后用純水清洗后150°C干燥。
[0031] 實(shí)施例4
[0032] 將高壓腐蝕箔放入5%鈦酸四丁酯和0. 05%烷基芳基酚醚硫酸酯鹽的丙酮溶液中， 負(fù)極與箔片相連，槽溫度30°C，采用恒電流法電鍍，設(shè)定電流密度為ImA/cm 2,通電時(shí)間30 分鐘；接著取出腐蝕箔，用純水清洗表面；將清洗后箔片放入5%硼酸水溶液中，正極與箔片 相連，槽溫度80°C，電壓580V，電流4A，電流密度ImA/cm 2,通電時(shí)間30分鐘；接著取出箔片， 用純水洗凈，置入溫度為580°C的馬弗爐中，恒溫6分鐘后取出，自然冷卻；將冷卻后箔片放 入5%硼酸水溶液中，正極與箔片相連，槽溫度80°C，電壓580V，電流4A，電流密度ImA/cm 2， 通電時(shí)間10分鐘；接著取出箔片，置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%磷酸二氫銨水溶液中60°C浸泡處理， 最后用純水清洗后120 °C干燥至干。
[0033] 實(shí)施例5
[0034] 將高壓腐蝕箔放入3%鈦酸四丁酯和0. 1%烷基芳基酚醚硫酸酯鹽的丙酮溶液中， 負(fù)極與箔片相連，槽溫度20°C，采用恒電流法電鍍，設(shè)定電流密度為0. ImA/cm2,通電時(shí)間40 分鐘；接著取出腐蝕箔，用純水清洗表面；將清洗后箔片放入5%硼酸和0. 01%壬二酸的水 溶液中，正極與箔片相連，槽溫度90°C，電壓400V，電流4A，電流密度0. 5mA/cm2,通電時(shí)間 40分鐘；接著取出箔片，用純水洗凈，置入溫度為500°C的馬弗爐中，恒溫5分鐘后取出，自
【權(quán)利要求】
1. 一種鋁電解電容器用高壓高介電化成箔的制造方法，其特征是，將高壓腐蝕箔在電 鍍電解液中通直流電電解形成均勻鍍層，然后放入化成電解液中通直流電化成，高溫?zé)崽?理形成復(fù)合氧化膜；再次放入化成電解液中通直流電化成，然后用磷酸銨鹽的水溶液浸泡 處理，最后干燥即得。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征是包含以下步驟： 1) 將高壓腐蝕箔放入電鍍電解液中，負(fù)極與箔片相連，通直流電電解，然后用純水清 洗； 2) 將步驟1)所得箔片放入化成電解液中，正極與箔片相連，通直流電化成，然后用純 水清洗并高溫?zé)崽幚恚? 3) 將步驟2)所得箔片放入化成電解液中，正極與箔片相連，通直流電化成，然后置于 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-2%磷酸銨鹽的水溶液中浸泡處理，最后用純水清洗后干燥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征是，步驟1)中所述電鍍電解液是質(zhì)量分 數(shù)為0. 01-0. 1%四氯化鈦和0. 001-0. 1%脂肪醇硫酸酯鹽的水溶液或3-10%鈦酸四丁酯和 0. 001-0. 1%烷基芳基酚醚硫酸酯鹽的丙酮溶液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征是，步驟1)電鍍條件為：槽溫度10-40°C， 電流密度為〇. 1-lmA/cm2,通電時(shí)間20-40分鐘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征是，步驟2)與步驟3)中所述化成電解液是 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-10%硼酸和0. 001-1%有機(jī)酸的混合水溶液或5-10%硼酸水溶液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征是，所述有機(jī)酸選自檸檬酸、酒石酸、己二 酸或壬二酸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征是，步驟2)化成條件為：槽溫度70-90°C， 電壓400-650V，電流4A，電流密度0. 1-lOmA/cm2,通電時(shí)間20-40分鐘。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征是，步驟2)中高溫?zé)崽幚頊囟葹?500-550°C，時(shí)間 4-6 分鐘。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征是，步驟3)化成條件為：槽溫度70-90°C， 電壓400-650V，電流4A，電流密度0. 1-lOmA/cm2,通電時(shí)間5-10分鐘。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征是，所述的磷酸銨鹽選自磷酸銨、磷酸氫 二銨或磷酸二氫銨。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征是，步驟3)磷酸銨鹽的水溶液處理槽溫度 為50-60°C，干燥條件溫度為100-150°C。
【文檔編號(hào)】H01G9/055GK104103428SQ201410129903
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月1日
【發(fā)明者】周政 申請(qǐng)人:東莞市長(zhǎng)安東陽(yáng)光鋁業(yè)研發(fā)有限公司