專利名稱：高壓高比容陽極箔的腐蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解電容器用電極箔的處理方法，尤其涉及一種高壓鋁 電解電容器用陽極箔的腐蝕方法；屬于鋁電解電容器制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋁電解電容器用陽極箔，為了擴(kuò)大其有效表面積，對(duì)原鋁箔進(jìn)行化學(xué)或電 化學(xué)腐蝕，使其表面形成高密度均勻分布的且有一定深度的腐蝕坑以增大鋁箔 的有效表面積。有關(guān)提高腐蝕擴(kuò)面率方面的研究有許多報(bào)道，過去腐蝕工藝主 要是腐蝕孔徑較細(xì)且分布不均勻，當(dāng)形成氧化膜時(shí)，因氧化膜較厚而降低擴(kuò)面 效果；
近來中國專利申請(qǐng)(200410041286.4 ) 63WV 100WV高比容陽極箔的腐 蝕工藝該腐蝕工藝將光鋁箔進(jìn)行前處理，然后在濃度0.1 lwt%硫酸、5 20wt %鹽酸混合液中進(jìn)行交流預(yù)腐蝕，接著在濃度10 25wt%鹽酸、0.1 lwt%硫 酸及0.01 10ppm銅離子的混合溶液中浸泡，再在濃度0.1 lwt%硫酸、10 25wtX鹽酸、0.01 lwt%硫脲、0.01 lwt%草酸、0.2 5wt%三氯化鋁的混合 溶液中進(jìn)行交流腐蝕，最后在濃度1 10wt%的硝酸水溶液中浸泡。該腐蝕工 藝較過去的腐蝕工藝可以提高鋁箔的擴(kuò)面率，但是該腐蝕工藝只能針對(duì) 63WV 100WV的低壓陽極箔進(jìn)行腐蝕，而對(duì)于超過100WV的高壓陽極箔的 腐蝕效果較差。采用交流腐蝕，由于腐蝕孔徑較小，高壓形成時(shí)易堵塞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有陽極箔的腐蝕方法只能對(duì)低壓的陽極箔進(jìn)行腐蝕而無法對(duì) 高壓的陽極箔進(jìn)行腐蝕所存在的缺陷提供一種高壓高比容陽極箔的腐蝕方法； 通過該方法不僅解決了高壓(520V、 610V)陽極箔的腐蝕問題，而且陽極箔在 獲得高比容前提下，具有較好的機(jī)械強(qiáng)度。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)施的 一種高壓高比容 陽極箔的腐蝕方法，該方法包括以下步驟
A、 前處理將鋁箔放在50 7(TC,濃度為0. 1 5wt。/。的磷酸水溶液中浸泡1 5分鐘；
B、 一級(jí)直流電解腐蝕將上述經(jīng)過前處理的鋁箔放入濃度為0. 5 5wt。/。硫酸和濃度為1 10wt。/。鹽酸的混合溶液中進(jìn)行一級(jí)直流電解腐蝕；
C、 二級(jí)直流電解腐蝕將上述經(jīng)過一級(jí)直流電解腐蝕的鋁箔放入濃度為 5 15wt。/o鹽酸、0. 01 0. lwt。/。磷酸和0. 01 0. lwt。/。聚乙二醇的混合溶液中進(jìn)行 二級(jí)直流電解腐蝕；
D、 三級(jí)直流電解腐蝕將上述經(jīng)過二級(jí)直流電解腐蝕的鋁箔放入濃度為 5 15wt。/。的鹽酸、0. 01 0. lwt。/。磷酸及0. 01 0. lwt。/。聚乙二醇的混合溶液中進(jìn) 行三級(jí)直流電解腐蝕；
E、 后處理將上述經(jīng)過三級(jí)直流電解腐蝕的鋁箔在溫度30°C 80°C、濃 度0. 5 5wt。/。的硝酸水溶液中浸泡2 6分鐘后即可。
本發(fā)明的前處理主要目的是除去鋁箔表面的油污、雜質(zhì)，使箔表面均勻， 有利于一級(jí)直流電解腐蝕時(shí)形成均勻分布的初始蝕孔，磷酸液的濃度過低，達(dá) 不到清洗效果，高則會(huì)減薄厚度，達(dá)到最佳效果時(shí)，磷酸的濃度為0. l 5wt%。
而前處理溫度低于50°C ，去油效果差，超過7(TC表面會(huì)全面溶解而導(dǎo)致 減薄，最佳溫度范圍為50 70°C。
前處理時(shí)間少于l分鐘，達(dá)不到處理效果，若超過5分鐘，同樣會(huì)減薄.前處理達(dá)到最佳效果時(shí)間為1 3分鐘。
本發(fā)明的一級(jí)直流電解腐蝕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。采用直流電源比采用交流電源腐蝕所形成的孔徑較大，蝕孔在高壓形成時(shí)不易堵塞。
在本發(fā)明的一級(jí)直流電解腐蝕中，鹽酸濃度低于lwt%，則腐蝕作用弱，發(fā)孔點(diǎn)少；超過10wt%，鋁箔表面發(fā)孔點(diǎn)細(xì)而密，所以鹽酸濃度的最佳范圍為l 10wt%;而硫酸濃度低于0.5wt%，鋁箔表面不成膜，蝕孔不能引發(fā)；高于5wt%，表面成膜太厚，蝕孔也不能引發(fā)。因此硫酸濃度的最佳范圍為0.5 5wt%。
在上述的一級(jí)直流電解腐蝕中，電流密度為15 30A/(dm)2，電量為1500 2000C/(dm)2;所述的混合溶液的溫度為60℃ 80℃ 。
一級(jí)直流電解腐蝕中溫度低于6(TC，則腐蝕速度太慢，腐蝕效果差；超過80℃ ，則腐蝕速度過快，反應(yīng)難于控制，鋁箔表面全面溶解，因此在一級(jí)直流電解腐蝕中溫度最好控制在60 80℃ ; —級(jí)直流電解腐蝕中，電流密度低于15A/dm2，則初始蝕孔的密度太小，若超過30A/dm2,由于初始蝕孔的密度太密，二、三級(jí)擴(kuò)孔時(shí)，蝕孔合并導(dǎo)致鋁箔表面溶解，故電流密度最佳應(yīng)在15 30A/dm2;電量小于1500C/dm2，發(fā)孔效果差；電量大于2000C/dm2，鋁箔表面會(huì)全面溶解，故電量最好控制在1500 2000C/dm2。
本發(fā)明的二級(jí)直流電解腐蝕的目的是在初始蝕孔的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)孔。
在二級(jí)直流電解腐蝕中，鹽酸濃度低于5wt%時(shí)，則腐蝕作用弱，不能深腐蝕，超過15wt%，鋁箔表面會(huì)全面溶解，所以鹽酸的濃度最佳范圍為5 15wt%。 磷酸和聚乙二醇起表面緩蝕劑作用，其含量低于0.01wt%，起不到緩蝕效果，高于O. lwt%，緩蝕性太強(qiáng)，鋁箔表面產(chǎn)生鈍化，所以磷酸和聚乙二醇的濃度最佳范圍為0.01 0. lwt%，而在本發(fā)明的二級(jí)直流電解腐蝕中，所述的聚乙二醇的分子量為5000 20000。聚乙二醇的分子量低于5000，起不到緩蝕作用，
聚乙二醇的分子量高于20000，其覆蓋在孔的表面，緩蝕性太強(qiáng)。
在上述的二級(jí)直流電解腐蝕中，所述的電流密度為為3 5A/dm2，電量為 1000 1500C/dm2;所述的混合溶液的溫度為70°C 90°C。 二級(jí)直流電解腐蝕的 電流密度小于3A/dm2，擴(kuò)孔效果不明顯；電流密度大于5A/dm2，箔表面會(huì)全面 溶解；腐蝕的電量小于1000C/dm2，擴(kuò)孔效果也不明顯；電量大于1500C/dm2. 鋁箔表面溶解量大，機(jī)械強(qiáng)度差；二級(jí)直流電解腐蝕的溫度低于7(TC，腐蝕效 果差；高于9(TC時(shí)，會(huì)使腐蝕加劇，難以控制。
本發(fā)明的三級(jí)直流電解腐蝕的目的是在二級(jí)直流電解腐蝕擴(kuò)孔的基礎(chǔ)上進(jìn) 一步擴(kuò)孔，使腐蝕孔的孔徑滿足高壓(520V、 610V)化成的要求。
在上述的三級(jí)直流電解腐蝕中，電流密度為為3 5A/dm2，電量為1000
1500C/dm2;所述的混合溶液的溫度為70°C 90°C。
本發(fā)明后處理目的是除去鋁箔表面殘留的金屬雜質(zhì)，經(jīng)過后處理后鋁箔表 面金屬雜質(zhì)殘留量《lmg/m2;作為優(yōu)選，在后處理中，鋁箔在硝酸水溶液中浸 泡時(shí)間為2 4分鐘。
縱上所述本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
采用本發(fā)明的腐蝕方法不僅解決了高壓陽極箔的腐蝕問題，而且在高壓陽 極箔在獲得高比容前提下，具有較好的機(jī)械強(qiáng)度。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明；但本發(fā)明并 不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1
采用本發(fā)明的腐蝕方法對(duì)110Mm新疆眾和箔進(jìn)行腐蝕并對(duì)其進(jìn)行化成，具 體的操作過程如下 1、前處理
將鋁箔(110um新疆眾和箔)放在60℃、濃度為4wt％的磷酸水溶液中浸泡2分鐘后，取出。
2、 一級(jí)直流電解腐蝕
將上述經(jīng)過前處理后的鋁箔放在溫度為70°C，濃度為0.5wt。/。的硫酸和 8wt。/。鹽酸混合溶液中進(jìn)行一級(jí)直流電解腐蝕，電流密度為16A/dm2，電量為 1800C/dm2。
3、 二級(jí)直流電解腐蝕
將上述經(jīng)過一級(jí)直流電解腐蝕的鋁箔放在濃度為10wt。/。鹽酸、0. 08wt。/。磷酸 以及0. 05wt。/。聚乙二醇(分子量為IOOOO)的混合溶液中進(jìn)行二級(jí)直流電解腐蝕， 其屮混合溶液的各項(xiàng)參數(shù)為
溫度:80°C
電流密度4/dm2
電量1200C/dm2，
4、 三級(jí)直流電解腐蝕
將上述經(jīng)過二級(jí)直流電解腐蝕的鋁箔放在濃度為10wt。/。鹽酸、0. 08wtyo磷酸 及0.05wt。/。聚乙二醇(分子量為10000)的混合溶液中進(jìn)行三級(jí)直流電解腐蝕， 混合溶液的各項(xiàng)參數(shù)為
溫度80°C
電流密度4/dm2
電量1200C/dm2，
5、 后處理
將上述經(jīng)過二級(jí)直流電解腐蝕的鋁箔在溫度為60°C、濃度為2wt%的硝酸 水溶液中浸泡5分鐘進(jìn)行化成； 其中化成條件為
10%硼酸 90°C 0.05A/dm2 Vfe=520V
經(jīng)過實(shí)施例1和化成工藝生產(chǎn)的llOWn新疆眾和箔達(dá)到的各項(xiàng)性能分別
為
G520vf=0. 68 0. 7uF/cm2C61ovf = 0. 47 0. 5uF/cm2抗拉強(qiáng)度=20.0N/cm。
實(shí)施例2
采用本發(fā)明的腐蝕方法對(duì)150μm新疆眾和箔進(jìn)行腐蝕并對(duì)其進(jìn)行化成，具 體的操作過程如下
1、 前處理
將鋁箔(150WB新疆眾和箔)放在70°C、濃度為0. lwt。/。的磷酸水溶液中浸 泡5分鐘后，取出。
2、 一級(jí)直流電解腐蝕
將上述經(jīng)過前處理后的鋁箔放在溫度為60°C，濃度為3wt。/。的硫酸和5wt% 鹽酸混合溶液中進(jìn)行一級(jí)直流電解腐蝕，電流密度為20A/dm2，電量為 2000C/dm2。
3、 二級(jí)直流電解腐蝕
將上述經(jīng)過一級(jí)直流電解腐蝕的鋁箔放在濃度為8機(jī)％鹽酸、0.05wt。/。磷酸 以及0. 08wt。/。聚乙二醇(分子量為12000)的混合溶液中進(jìn)行二級(jí)直流電解腐蝕， 其中混合溶液的各項(xiàng)參數(shù)為
溫度:70°C
電流密度5/dm2
電量1300C/dm2
4、 三級(jí)直流電解腐蝕
將上述經(jīng)過二級(jí)直流電解腐蝕的鋁箔放在濃度為8wt。/。鹽酸、0. 058wt。/。磷酸 及0.08wt。/。聚乙二醇(分子量為12000)的混合溶液中進(jìn)行三級(jí)直流電解腐蝕， 混合溶液的各項(xiàng)參數(shù)為
溫度70°C
電流密度5/dm2
電量1300C/dm2
5、 后處理
將上述經(jīng)過二級(jí)直流電解腐蝕的鋁箔在溫度為40°C、濃度為3wt。/。的硝酸水溶液中浸泡3分鐘進(jìn)行化成； 其中化成條件為
10%硼酸 90°C 0.05A/dm2 Vfe = 520V
經(jīng)過實(shí)施例2和化成工藝生產(chǎn)的150陶新疆眾和箔達(dá)到的各項(xiàng)性能分別
為
C520V1 = 0. 71 0. 73WVcm2 C610vt=0. 51 0. 53MF/cm2 抗拉強(qiáng)度= 21. 5N/cm。
本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬 技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例作各種各樣的修改或補(bǔ)充或采 用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定 義的范圍。
盡管本文較多地使用了一級(jí)直流電解腐蝕，二級(jí)直流電解腐蝕，三級(jí)直流 電解腐蝕及形成等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅 僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制 都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
1. 一種高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，該方法包括以下步驟A、前處理將鋁箔放在50～70℃，濃度為0.1～5wt％的磷酸水溶液中浸泡1～5分鐘；B、一級(jí)直流電解腐蝕將上述經(jīng)過前處理的鋁箔放入濃度為0.5～5wt％硫酸和濃度為1～10wt％鹽酸的混合溶液中進(jìn)行一級(jí)直流電解腐蝕；C、二級(jí)直流電解腐蝕將上述經(jīng)過一級(jí)直流電解腐蝕的鋁箔放入濃度為5～15wt％鹽酸、濃度為0.01～0.1wt％磷酸和濃度為0.01～0.1wt％聚乙二醇的混合溶液中進(jìn)行二級(jí)直流電解腐蝕；D、三級(jí)直流電解腐蝕將上述經(jīng)過二級(jí)直流電解腐蝕的鋁箔放入濃度為5～15wt％的鹽酸、0.01～0.1wt％磷酸及0.01～0.1wt％聚乙二醇的混合溶液中進(jìn)行三級(jí)直流電解腐蝕；E、后處理將上述經(jīng)過三級(jí)直流電解腐蝕的鋁箔在溫度30℃～80℃、濃度0.5～5wt％的硝酸水溶液中浸泡2～6分鐘后即可。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，其特征在于在 前處理中，鋁箔在磷酸水溶液中浸泡的時(shí)間為1 3分鐘。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，其特征在于 在一級(jí)直流電解腐蝕中，電流密度為15 30A/dm2，電量為1500 2000C/dm2; 所述的混合溶液的溫度為60°C 80°C。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，其特征在于在 二級(jí)直流電解腐蝕中，電流密度為為3 5A/dm2，電量為1000 1500C/dm2;所 述的混合溶液的溫度為70°C 90°C。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，其特征在于在.三級(jí)直流電解腐蝕中，電流密度為為3 5A/dm2，電量為1000 1500C/dm2;所 述的混合溶液的溫度為70°C 90°C。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或4或5所述的高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，其特征 在于在二級(jí)直流電解腐蝕和三級(jí)直流電解腐蝕中，所述的聚乙二醇的分子量 為5000 20000。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，其特征在于在后處理中，鋁箔在硝酸水溶液中浸泡時(shí)間為2 4分鐘。.
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，將鋁光箔進(jìn)行前處理，然后在濃度0.5～5wt％硫酸、1～10wt％鹽酸混合液中進(jìn)行一級(jí)直流電解腐蝕，接著在濃度5～15wt％鹽酸、0.01～0.1wt％磷酸及0.01～0.1wt％聚乙二醇(分子量為10000)的混合溶液中進(jìn)行二級(jí)直流電解腐蝕，再在濃度5～15wt％鹽酸、0.01～0.1wt％磷酸及0.01～0.1wt％聚乙二醇混合溶液中進(jìn)行三級(jí)直流電解腐蝕，最后在濃度0.5～5wt％的硝酸水溶液中浸泡。采用本發(fā)明的腐蝕方法不僅解決了高壓陽極箔的腐蝕問題，而且提高了鋁箔的擴(kuò)面率，大幅度提高了其比容，高壓陽極箔在獲得高比容前提下，具有較好的機(jī)械強(qiáng)度。
文檔編號(hào)H01G9/048GK101206956SQ20071006765
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者包大新, 楊富國, 翁德明 申請(qǐng)人:橫店集團(tuán)東磁有限公司