本發(fā)明涉及電容器用陽極箔的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種中高壓陽極箔的制備方法。

背景技術(shù)：

鋁電解電容器是廣泛應(yīng)用于電子電器行業(yè)的一種儲能元件，而鋁電解電容器用陽極箔是其重要的原材料，陽極箔的結(jié)構(gòu)特性決定著鋁電解電容器的電性能。中高壓陽極箔的生產(chǎn)工藝一般為：鋁箔→前處理→腐蝕處理→化成處理→陽極箔。前處理是除去鋁箔表面油污、氧化膜及雜質(zhì)，改善表面狀態(tài)。腐蝕處理是通過電化學(xué)腐蝕在鋁箔表面形成具有一定孔徑和深度的隧道孔，使鋁箔擴大表面積，獲得高比容?；商幚硎抢枚嗉夒妷嘿x能在鋁箔表面形成氧化膜。

在陽極箔的生產(chǎn)中，鋁箔的邊部容易開裂，原因是：在腐蝕處理的過程中，鋁箔接電源正極，并從接電源負極的石墨極板之間通過，在腐蝕電場中，鋁箔整體會被腐蝕，如果其邊部腐蝕量過大，就容易造成邊部厚度偏薄、機械強度下降而在其它工序加工過程中的外力作用下容易開裂，或者造成最終化成得到的陽極箔邊部形成波浪紋，影響產(chǎn)品質(zhì)量；此外，陽極箔的生產(chǎn)是連續(xù)化的，依靠傳動輥將鋁箔傳輸至各工段，為了保持鋁箔的平整性，需要將傳動輥的輥面加工成曲面使經(jīng)過的鋁箔受到一個從中間向兩邊的舒張力以防止表面起皺，而傳動輥等傳動設(shè)備偶爾會出現(xiàn)跑偏的現(xiàn)象，這些因素都會導(dǎo)致鋁箔兩側(cè)邊部所受應(yīng)力不均，進一步使鋁箔的邊部更容易開裂或使裂口加大，造成產(chǎn)品浪費。因此，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，需要對鋁箔的邊部進行防護，避免鋁箔的邊部因過度腐蝕而脆裂，保證鋁箔邊部的機械強度。

目前，通常利用安裝在傳動設(shè)備上的屏蔽擋板遮住鋁箔邊部，以屏蔽鋁箔邊部受到的一部分電流，減少鋁箔邊部在腐蝕處理過程中受到的腐蝕，提高其機械強度，防止開裂。然而，這種方法具有以下缺點：一是對鋁箔邊部的機械強度改善小，腐蝕處理后鋁箔的邊部呈刀鋒狀，其邊沿過于尖銳容易在外力作用下出現(xiàn)缺口；二是難以實現(xiàn)和控制，如果屏蔽擋板遮擋鋁箔的面積過大，會降低產(chǎn)品的利用率，而如果遮擋面積過小，則當(dāng)傳動設(shè)備跑偏時，屏蔽擋板無法屏蔽鋁箔邊部受到的電流，導(dǎo)致防護無效。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種中高壓陽極箔的制備方法，其能有效改善陽極箔邊部的機械強度，并具有易于實現(xiàn)和控制的優(yōu)點。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種中高壓陽極箔的制備方法，包括對鋁箔依序進行前處理、腐蝕處理和化成處理，并在前處理之后、腐蝕處理之前，對鋁箔的邊部表面實施粗糙化處理。

本發(fā)明所述制備方法能有效改善陽極箔邊部的機械強度，原理如下：

鋁具有面心立方結(jié)構(gòu)，鋁在金屬學(xué)上所稱的[100]晶面方向的彈性模量最小，強度最低，該方向上原子間的結(jié)合力最差，所以當(dāng)腐蝕處理時，在電流作用下，浸于腐蝕介質(zhì)中的鋁箔發(fā)生的溶解會優(yōu)先沿著[100]晶面方向發(fā)展，并垂直于[100]晶面向鋁箔內(nèi)部擴展形成柱狀隧道孔。因此在實際生產(chǎn)中，中高壓陽極箔制造行業(yè)內(nèi)通常要求原材料鋁箔具有高的[100]晶面織構(gòu)，以便形成足夠多的隧道孔，確保陽極箔產(chǎn)品具有高比容。而本發(fā)明恰恰通過在腐蝕處理前增加粗糙化處理，破壞鋁箔的邊部表面的晶體結(jié)構(gòu)，減少[100]晶面的平整度，抑制鋁箔的邊部發(fā)孔，或者抑制鋁箔的邊部表面的腐蝕孔向內(nèi)深入擴展形成隧道孔，從而減少鋁箔邊部在腐蝕處理中的腐蝕量，避免鋁箔的邊部減薄，實現(xiàn)有效改善陽極箔產(chǎn)品邊部的機械強度的效果。

相對于現(xiàn)有設(shè)置屏蔽擋板的方法，本發(fā)明所述的中高壓陽極箔的制備方法對鋁箔邊部的機械強度改善更大，腐蝕處理后鋁箔的邊沿呈鈍角，機械強度更高，不易產(chǎn)生缺口。而且，本發(fā)明對鋁箔的邊部本身實施粗糙化處理，處理面積容易確定，由于不需要依賴屏蔽擋板等外部裝置實現(xiàn)防護，所以當(dāng)傳動設(shè)備跑偏時，本發(fā)明仍然能起到抑制鋁箔邊部腐蝕的作用，因此更易于實現(xiàn)和控制。

進一步地，經(jīng)過粗糙化處理后，鋁箔的邊部表面的粗糙度ra為1～5μm，包括端點值。通過限定粗糙化處理的程度，保證有效破壞鋁箔的邊部表面的晶體結(jié)構(gòu)，抑制鋁箔邊部發(fā)孔或擴孔。

進一步地，所述粗糙化處理在距離鋁箔的邊沿小于或等于6mm的區(qū)域內(nèi)實施。實際生產(chǎn)中，通常會將鋁箔中距離邊沿小于10mm的區(qū)域預(yù)留作為留邊。為了使陽極箔產(chǎn)品的比容在邊部具有較好的過渡性，以及確保產(chǎn)品的利用率，將粗糙化處理實施在距離鋁箔的邊沿小于或等于6mm的區(qū)域內(nèi)是較為適宜的。

進一步地，所述粗糙化處理為打磨、針刺或壓印。選用物理方式改變鋁箔邊部表面的粗糙度，操作簡單，且能避免化學(xué)粗化等方式對鋁箔內(nèi)部的破壞，防止鋁箔的邊部機械強度下降。

進一步地，未經(jīng)前處理的鋁箔厚度為110～130μm，包括端點值。

進一步地，所述粗糙化處理為打磨，打磨的深度不超過鋁箔的邊部表面的5μm以下。

進一步地，所述打磨利用砂紙、砂輪或百葉輪實施，也可采用其他磨具實施。

進一步地，所述粗糙化處理為針刺，針刺的深度不超過鋁箔的邊部表面的5μm以下。所述針刺可采用鋼針在鋁箔的邊部表面進行點刺，盡可能形成密度高的點陣刺痕。

進一步地，所述粗糙化處理為壓印，壓印后形成的凸起高度不超過鋁箔的邊部表面的5μm以上，形成的凹陷深度不超過鋁箔的邊部表面的5μm以下。所述壓印可利用壓印機或設(shè)計模具實施，使鋁箔的邊部表面形成凸起和凹陷，粗糙度增加。

通過限定粗糙化處理的程度，防止鋁箔的邊部因粗糙化而變得太薄或發(fā)生嚴(yán)重形變，避免機械強度降低。

進一步地，在粗糙化處理之后、腐蝕處理之前，將鋁箔送至水洗槽中清洗，將粗糙化處理產(chǎn)生的鋁屑等雜質(zhì)清除干凈，避免對后續(xù)加工過程造成不良影響。

為了更好地理解和實施，下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明。

附圖說明

圖1為實施例1腐蝕處理后鋁箔的邊部上表面的200倍金相顯微鏡圖；

圖2為對比例1腐蝕處理后鋁箔的邊部上表面的200倍金相顯微鏡圖；

圖3為實施例1腐蝕處理后鋁箔的邊部截面的150倍電鏡掃描圖；

圖4為對比例1腐蝕處理后鋁箔的邊部截面的300倍電鏡掃描圖；

圖5為實施例1腐蝕處理后鋁箔的邊沿截面的電鏡掃描圖；

圖6為對比例1腐蝕處理后鋁箔的邊沿截面的電鏡掃描圖；

圖7為實施例1化成處理后鋁箔的邊部的金相顯微鏡圖；

圖8為對比例1化成處理后鋁箔的邊部的金相顯微鏡圖。

具體實施方式

實施例1

對寬度500mm，厚度120μm，鋁純度≥99.99％，立方織構(gòu)占有率＞95％的鋁箔依序進行以下步驟：

(1)前處理：將鋁箔置于溫度為50℃的20wt％磷酸溶液中浸泡120s，取出后用純水沖洗干凈，再烘干，以除去鋁箔表面雜質(zhì)及油污。

(2)粗糙化處理：用砂紙打磨鋁箔的上表面中距離邊沿小于5mm的區(qū)域，打磨的深度不超過鋁箔的邊部上表面的5μm以下，經(jīng)過打磨的邊部上表面的粗糙度ra在1～5μm范圍內(nèi)。

(3)水洗：將鋁箔送至水洗槽中用純水清洗，水洗后烘干。

(4)腐蝕處理：將鋁箔置于溫度為70℃的含25wt％硫酸、5wt％氯離子的溶液中，施加電流密度為1.5a/cm²的直流電進行發(fā)孔腐蝕90s。然后，將鋁箔置于溫度為65℃的8wt％硝酸溶液中，施加電流密度為0.2a/cm²的直流電進行擴孔腐蝕600s。

(5)后處理：將鋁箔置于溫度為70℃的5wt％硝酸溶液中浸泡60s，取出后用純水沖洗干凈，再烘干，以除去鋁箔表面殘留雜質(zhì)。

(6)化成處理：將鋁箔置于溫度為85℃的5wt％硼酸鹽溶液中進行700v化成，使鋁箔表面形成較厚的氧化膜。

對化成處理后的鋁箔進行卷繞，鋁箔邊部未見明顯開裂或脫落掉渣的情況。

對比例1

本對比例省去了步驟(2)粗糙化處理和步驟(3)水洗，其他步驟、原材料、工藝參數(shù)均與實施例1的相同。

對化成處理后的鋁箔進行卷繞，鋁箔邊部出現(xiàn)明顯開裂和脫落掉渣的情況。

比較分析：

對比圖1和圖2可看出，實施例1腐蝕處理后鋁箔的邊部上表面有多處顯現(xiàn)出亮白的鋁基底，整體的腐蝕率較低；而對比例1腐蝕處理后鋁箔的邊部上表面的腐蝕均勻，整體的腐蝕率較高。

通過觀察圖3和圖4可知，在實施例1中，鋁箔的邊部上表面由于經(jīng)過粗糙化處理，在腐蝕處理后形成的孔洞分布不均、密度小且孔深較短，邊部下表面由于沒有經(jīng)過粗糙化處理，在腐蝕處理后形成的孔洞分布均勻、密度大且孔深長；而在對比例1中，鋁箔的邊部上下表面都沒有經(jīng)過粗糙化處理，在腐蝕處理后鋁箔的邊部上下表面均形成分布均勻、密度大且孔深長的孔洞。

對比圖5和圖6可看出，實施例1腐蝕處理后鋁箔的邊沿呈鈍角，機械強度高不易開裂；而對比例1腐蝕處理后鋁箔的邊沿呈尖銳的刀鋒狀，機械強度低，容易在外力作用下發(fā)生脆裂或出現(xiàn)缺口。

對比圖7和圖8，圖7中左上部分為鋁箔，圖8中左上部分為鋁箔，可看出，實施例1經(jīng)700v高壓化成后的鋁箔的邊沿平整，沒有出現(xiàn)開裂或缺口；而對比例經(jīng)700v高壓化成后的鋁箔的邊沿不平整，出現(xiàn)多處缺口。

綜上所述，在腐蝕處理前對鋁箔的邊部表面進行粗糙化處理，能抑制鋁箔邊部的發(fā)孔和擴孔，降低鋁箔邊部的腐蝕量，維持鋁箔邊部的厚度。而且，經(jīng)過700v高壓化成和卷繞測試驗證，粗糙化處理可有效改善鋁箔邊部的機械強度，避免腐蝕處理后的鋁箔在化成、卷繞、裁切用作電容器等工序中，發(fā)生邊部開裂、掉渣或出現(xiàn)缺口的現(xiàn)象。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的中高壓陽極箔的制備方法能有效改善陽極箔邊部的機械強度，確保陽極箔產(chǎn)品形狀穩(wěn)定，并具有易于實現(xiàn)和控制的優(yōu)點。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。