一種高壓鋁電解電容器用陽極箔的復(fù)合化學(xué)腐蝕工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓鋁電解電容器用陽極箔的生產(chǎn)工藝，具體涉及一種復(fù)合化學(xué)腐蝕工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓鋁電解電容器用陽極箔，為了擴(kuò)大其有效面積，增加單位面積的靜電容量，一般采用電化學(xué)反應(yīng)來腐蝕鋁箔，獲得高壓陽極箔所需的柱狀孔的有效面積，腐蝕過的鋁箔再經(jīng)過化成工序在鋁箔的表面形成耐不同電壓等級的、厚度不同的氧化膜。
[0003]現(xiàn)有的高壓陽極箔腐蝕工藝中擴(kuò)孔一般采用大電流密度的電化學(xué)腐蝕，該工藝設(shè)備投資大，生產(chǎn)出來的鋁箔外觀質(zhì)量差(經(jīng)常打火)，比容量和機(jī)械強(qiáng)度的一致性差，偏差大，特別是生產(chǎn)成本較高，合格率低，市場競爭力不夠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的難題，提供了一種高壓鋁電解電容器用陽極箔的復(fù)合化學(xué)腐蝕工藝，按此工藝可以生產(chǎn)出外觀質(zhì)量好、一致性好、成本低的產(chǎn)品。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:
一種高壓鋁電解電容器用陽極箔的復(fù)合化學(xué)腐蝕工藝，采用經(jīng)過退火的軟態(tài)光鋁箔為初始材料，依次經(jīng)過浸泡、直流電解腐蝕發(fā)孔、化學(xué)腐蝕擴(kuò)孔、化學(xué)清洗后，即可得到高壓鋁電解電容器用陽極箔。
[0006]作為優(yōu)選方案，上述的高壓鋁電解電容器用陽極箔的復(fù)合化學(xué)腐蝕工藝，具體包括如下步驟:
1)前處理
將經(jīng)過退火的軟態(tài)光鋁箔放在氫氧化鈉水溶液中浸泡；
2)直流電解腐蝕發(fā)孔
將經(jīng)過前處理的鋁箔放在含有硫酸和鹽酸混合溶液中進(jìn)行直流電解腐蝕發(fā)孔；
3)復(fù)合化學(xué)腐蝕擴(kuò)孔
將經(jīng)過直流電解腐蝕發(fā)孔的鋁箔放在含有鹽酸和添加劑混合溶液中進(jìn)行復(fù)合化學(xué)腐蝕擴(kuò)孔；
4)化學(xué)清洗
將經(jīng)過復(fù)合化學(xué)腐蝕擴(kuò)孔的鋁箔放在硝酸溶液中進(jìn)行浸泡，即可。
[0007]優(yōu)選的，所述步驟1)中，氫氧化鈉水溶液的溫度為20_60°C、濃度為l_10wt% ； 進(jìn)一步優(yōu)選的，氫氧化鈉水溶液的溫度為30°C、濃度為5wt%。
[0008]優(yōu)選的，所述步驟1)中，招箔浸泡時間為l_5min，進(jìn)一步優(yōu)選浸泡時間為2min。
[0009]有關(guān)前處理的工藝很多，一般是采用各種酸溶液來處理。本發(fā)明擺脫傳統(tǒng)工藝模式，采用堿溶液處理，不僅達(dá)到了去除光鋁箔表面的油污、雜質(zhì)以及在空氣中形成的氧化膜的目的，還使鋁箔表面均勻，便于后續(xù)發(fā)孔時形成均勻分布的初始蝕孔。
[0010]氫氧化鈉水溶液的濃度過低時，達(dá)不到清洗的效果，過高時又會過量腐蝕鋁箔。氫氧化鈉水溶液的濃度為lwt%-10wt%時，可達(dá)到好的效果。前處理溫度低于20°C時，去油效果差，高于60°C時反應(yīng)劇烈，鋁箔表面會全面溶解變薄。前處理溫度在20-60°C時，可達(dá)到較好的效果。前處理時間少于1分鐘時，達(dá)不到處理效果，超過5分鐘時，同樣會過量腐蝕。前處理時間在1-5分鐘時，可達(dá)到好的效果。經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，采用5wt%的氫氧化鈉水溶液、30°C在浸泡時間為2min，最佳。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述步驟2)中，溶液含有濃度5wt%_40wt%的硫酸和lwt%_5wt%的鹽酸； 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述溶液中所含硫酸的濃度為20wt% ；
進(jìn)一步優(yōu)選的，所述溶液中所含鹽酸的濃度為2wt%。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟2)中，腐蝕溫度為20-90°C、電流密度為0.1-2.0A/cm2、時間為40-180S ；
進(jìn)一步優(yōu)選的，腐蝕溫度為70°C、電流密度為1.0A/cm2、時間為100S。
[0013]直流電解腐蝕發(fā)孔是整個腐蝕工藝的關(guān)鍵，其主要目的是在鋁箔表面引發(fā)初始蝕孔，并且使蝕孔孔徑的大小合理、分布均勻。
[0014]在直流電解腐蝕發(fā)孔過程中，硫酸濃度低于5wt%或高于40wt%時，蝕孔分布不均勾，成品比容量低。硫酸濃度在5wt%-40wt%時，蝕孔均勻，比容量低，硫酸的濃度為20wt%時，可達(dá)到最佳效果。鹽酸濃度低于lwt%時，蝕孔太少太淺，高于5wt%時，蝕孔多但孔徑小。鹽酸濃度在2wt%時，可達(dá)到最佳效果。
[0015]直流電解腐蝕發(fā)孔溫度低于20°C時，鋁箔基本不腐蝕，難以生成所需的柱狀孔甚至鈍化；高于90°C時，會使蝕孔密度過高，孔徑變小，甚至出現(xiàn)孔洞相互吞并，鋁箔表面過度溶解，難以控制。腐蝕發(fā)孔溫度在70°C時，可達(dá)到最佳效果。
[0016]直流電解腐蝕發(fā)孔的電流密度也是影響發(fā)孔效果的因素之一，電流密度過小、過大，會造成蝕孔過細(xì)、不均勾或者相互吞并，最佳電流密度在1.0A/cm2時，效果最佳。
[0017]直流電解腐蝕發(fā)孔的時間少于40S時，發(fā)孔少，分布不均勻；多于180S時，鋁箔表面過度溶解，蝕孔相互吞并，最佳時間控制在100S最為恰當(dāng)。
[0018]優(yōu)選的，所述步驟3)中，所述添加劑為磷酸。
[0019]優(yōu)選的，所述步驟3)中，溶液含有濃度3wt%_10wt%的鹽酸和0.005wt%-0.050wt%的磷酸；
進(jìn)一步優(yōu)選的，所述溶液中所含鹽酸的濃度為6% ；
進(jìn)一步優(yōu)選的，所述溶液中所含添加劑的濃度為0.03%。
[0020]優(yōu)選的，所述步驟3)中，腐蝕溫度為50-95°C，時間為5_50min ；
進(jìn)一步優(yōu)選的，腐蝕溫度為85°C，時間為30min。
[0021]擴(kuò)孔是指在初始蝕孔的基礎(chǔ)上合理地進(jìn)行最大化的擴(kuò)大、加深，使得孔洞的尺寸滿足所需的比容量要求，同時滿足腐蝕箔的強(qiáng)度要求。
[0022]這是本發(fā)明的創(chuàng)新所在，現(xiàn)有的高壓陽極箔腐蝕工藝中擴(kuò)孔一般采用大電流密度的電化學(xué)腐蝕，該工藝設(shè)備投資大，生產(chǎn)出來的鋁箔外觀質(zhì)量差(經(jīng)常打火)，比容量和機(jī)械強(qiáng)度的一致性差，偏差大，特別是生產(chǎn)成本較高，合格率低，市場競爭力不夠。
[0023]本工藝將經(jīng)過直流電解腐蝕發(fā)孔的鋁箔放在含有濃度3wt%-10wt%的鹽酸、
0.005wt%-0.050wt%的磷酸混合溶液中進(jìn)行復(fù)合化學(xué)腐蝕擴(kuò)孔，腐蝕溫度為50-95°C，時間為5_50分鐘。
[0024]鹽酸濃度低于3wt%時，腐蝕力度不夠，難以深入擴(kuò)孔，得不到所需尺寸的孔洞；高于10被％時，鋁箔表面又會過量腐蝕，造成孔洞吞并，反而降低成品的比容量。鹽酸濃度在6wt%時，可以達(dá)到最佳效果。
[0025]腐蝕溫度低于50°C時，腐蝕力度不夠，難以深入擴(kuò)孔，得不到所需尺寸的孔洞；高于95°C時，鋁箔表面會過量腐蝕，造成孔洞吞并，降低成品的比容量。腐蝕溫度在85°C時，可以達(dá)到最佳效果。
[0026]腐蝕時間少于5min時，腐蝕力度不夠，難以深入擴(kuò)孔，得不到所需尺寸的孔洞；多于50分鐘時，鋁箔表面同樣會過量腐蝕，造成孔洞吞并，降低成品的比容量。腐蝕時間控制在30min時，可以達(dá)到最佳效果。
[0027]添加劑是本工藝的核心，它是一種緩蝕劑，可以均勻地保護(hù)鋁箔的表面，使得蝕孔分布均勻、孔徑深淺合理，得到所需的比容量。
[0028]添加劑的濃度低于0.005wt%時，腐蝕量過大，造成孔洞吞并，反而降低成品的比容量；高于0.050wt%時，腐蝕力度不夠，難以深入擴(kuò)孔，得不到所需尺寸的孔洞。添加劑的濃度在0.03wt%時，可以達(dá)到最佳效果。
[0029]優(yōu)選的，所述步驟4)中，硝酸溶液濃度為l_10wt%，溶液溫度為20_60°C ；
進(jìn)一步優(yōu)選的，硝酸溶液濃度為5wt%，溶液溫度為50°C。
[0030]優(yōu)選的，所述步驟4)中，浸泡時間為l-10min，進(jìn)一步優(yōu)選5min。
[0031]化學(xué)清洗的目的是擴(kuò)孔及清除鋁箔表面殘留的氯離子及其他金屬雜質(zhì)。本工藝將經(jīng)過復(fù)合化學(xué)腐蝕擴(kuò)孔的鋁箔放在濃度l_10wt%的硝酸溶液中進(jìn)行浸泡，溶液溫度為20-60°C，時間為1-10分鐘。經(jīng)過處理的鋁箔表面氯離子殘留量彡1.0mg/m2。
[0032]本發(fā)明提供的高壓鋁電解電容器用陽極箔的復(fù)合化學(xué)腐蝕工藝，生產(chǎn)出來的鋁箔外觀質(zhì)量更好(參見附圖1、2對比可以看出，采用本發(fā)明工藝生產(chǎn)產(chǎn)品的外面表面均勻平滑、光澤度高)，比容量一致性好，偏差在3%以內(nèi)，機(jī)械強(qiáng)度均勻，特別是生產(chǎn)成本降低了23%左右(本工藝經(jīng)實(shí)踐，用電量大幅降低，約降低成本16% ;化學(xué)品消耗減少，約降低成本5%;設(shè)備投資小，約降低成本2%，共降低成本約23%)，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的市場競爭力。
【附圖說明】
[0033]圖1為現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)腐蝕工藝生產(chǎn)產(chǎn)品外觀；
圖2為采用本發(fā)明腐蝕工藝生產(chǎn)產(chǎn)品外觀。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0035]實(shí)施例1
一種高壓鋁電解電容器用陽極箔的復(fù)合化學(xué)腐蝕工藝，該工藝依次包括以下步驟:
(1)前處理
將經(jīng)過退火的軟態(tài)光鋁箔放在溫度20°C、濃度lwt%的氫氧化鈉水溶液中浸泡1分鐘。
[0036](2)直流電解腐蝕發(fā)孔將經(jīng)過前處理的鋁箔放在含有濃度5wt%的硫酸、lwt%的鹽酸混合溶液中進(jìn)行直流電解腐蝕發(fā)孔，腐蝕溫度為20°C，電流密度為0.lA/cm2，時間為40S。
[0037]( 3 )復(fù)合化學(xué)腐蝕擴(kuò)孔
將經(jīng)過直流電解腐蝕發(fā)孔的鋁箔放在含有濃度3wt%的鹽酸、0.005wt%的磷酸混合溶液中進(jìn)行復(fù)合化學(xué)腐蝕擴(kuò)孔，腐蝕溫度為50°C，時間為5分鐘。
[0038](4)化學(xué)清洗
將經(jīng)過復(fù)合化學(xué)腐蝕擴(kuò)孔的鋁箔放在濃度lwt%的硝酸溶液中進(jìn)行浸泡，溶液溫度為20°C，時間為1分鐘。
[0039]結(jié)果如下:
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