本發(fā)明涉及鋁電解電容器,具體涉及一種鋁電解電容器用高強度燒結(jié)箔的制備方法。
背景技術(shù):
1、傳統(tǒng)鋁電解電容器用電極箔通過對鋁光箔進行化學(xué)/電化學(xué)腐蝕造孔從而提高比表面積,此方法需要消耗大量酸液,且產(chǎn)生的廢液增加了環(huán)保成本。近年來,出現(xiàn)了通過在鋁基底表面燒結(jié)鋁粉代替電化學(xué)蝕刻獲得高比表面積的方法。
2、專利技術(shù)文獻cn115064387a?公開了一種基于燒結(jié)鋁粉的陽極箔的制備方法包括以下步驟,1)將鋁粉或者鋁合金粉漿料放入到溶劑中分散均勻;2)在溶劑中加入粘結(jié)劑;3)將步驟2)的漿料涂覆在鋁箔基體上;4)燒結(jié);第一階段,將溫度升到80-150℃,并且保溫20min;第二階段,將溫度緩慢升到400-500℃,保溫1-2h,在第二階段的保溫階段通入還原性氣體;第三階段,將溫度升高到630-659℃,燒結(jié)1-5h形成燒結(jié)箔,在第三階段通入有還原性氣體;5)化成得到陽極箔。在本發(fā)明中在進行燒結(jié)的時候惰性保護性氣體中加入有還原性氣體,這能夠保證鋁粉或者鋁合金粉在燒結(jié)的時候不會被氧化,從而保證燒結(jié)質(zhì)量。
3、雖然粉末燒結(jié)箔可獲得大于腐蝕箔的比表面積,且制備過程不使用各種腐蝕酸,大幅降低了環(huán)保負荷和經(jīng)濟成本。然而,目前燒結(jié)箔制備過程常因鋁粉聚集而導(dǎo)致機械強度差和比表面積低,且燒結(jié)后的碳殘留影響了燒結(jié)箔的電性能。因而,亟待技術(shù)人員解決上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提出一種鋁電解電容器用高強度燒結(jié)箔的制備方法,以解決傳統(tǒng)的燒結(jié)箔因鋁粉聚集而導(dǎo)致機械強度差和比表面積低,且燒結(jié)后的碳殘留影響了燒結(jié)箔的介電性能的問題。
2、基于上述目的,本發(fā)明提供了一種鋁電解電容器用高強度燒結(jié)箔的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
3、s1:將改性碳量子點粉末、鋁粉、粘結(jié)劑、添加劑和溶劑混合,攪拌均勻后,得到混合漿料;
4、s2:將混合漿料涂覆于鋁箔表面,真空干燥;
5、s3:將步驟s2所得鋁箔進行燒結(jié),得到燒結(jié)箔;
6、s4:將燒結(jié)箔進行化成,得到鋁電解電容器用高強度燒結(jié)箔;
7、步驟s1中所述改性碳量子點粉末的制備步驟如下:
8、將碳量子點分散在乙醇中,超聲均勻后,調(diào)節(jié)ph為7-9,隨后加入10-15ml?n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷,在40-60℃下,反應(yīng)12-20h,離心、洗滌、過濾、干燥得到改性碳量子點粉末;
9、所述碳量子點、n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷和乙醇的用量比為10g:10-15ml:150-200ml;
10、所述碳量子點的粒徑為1-10nm。
11、優(yōu)選地,步驟s1中所述改性碳量子點粉末和鋁粉的重量比為0.01-0.1:1。
12、優(yōu)選地,步驟s1中所述粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂、聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素和丙烯酸樹脂中的一種。
13、優(yōu)選地,步驟s1中所述添加劑為十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸和聚乙烯醇中的一種。
14、優(yōu)選地,步驟s1中所述溶劑為乙醇、乙二醇、n-甲基吡咯烷酮中的一種。
15、優(yōu)選地,步驟s1中所述鋁粉與溶劑的用量比1g:2ml。
16、優(yōu)選地,所述粘結(jié)劑的用量為溶劑質(zhì)量的3%-5%。
17、優(yōu)選地,添加劑的用量為溶劑質(zhì)量的1%-5%。
18、優(yōu)選地,步驟s1中所述鋁粉的純度在99.9%以上,粒徑為10-50μm。
19、優(yōu)選地,步驟s1中所述混合方式為超聲混合、機械攪拌和研磨中的一種。
20、優(yōu)選地,步驟s2中所述涂覆的方式為刷涂、滾涂和噴涂中的一種。
21、優(yōu)選地,步驟s2中所述鋁箔的厚度為30-80μm。
22、優(yōu)選地,步驟s2中所述真空干燥的溫度為40-200℃,其目的是為了避免溶劑蒸發(fā)過程中粉體的團聚。
23、優(yōu)選地,步驟s3中所述燒結(jié)燒結(jié)程序為在氮氣氛圍下,先在300-450℃下保溫1-10h,隨后在500-650℃下保溫1-5?h。
24、優(yōu)選地,步驟s4中所述化成的具體步驟為將燒結(jié)箔水煮后依次進行、一級化成、二級化成、三級化成、四級化成,鈍化、后一化成、熱處理、后二化成、鈍化。
25、優(yōu)選地,所述水煮為將燒結(jié)箔置于90-98℃水中煮5-20min。
26、優(yōu)選地,所述一級化成的工藝為將鋁箔置于質(zhì)量百分比濃度為1%-20%的硼酸和0.2%-5%的五硼酸銨溶液中,且在80-98℃、電流密度為0.1?a/cm2、電壓為200v條件下進行,化成時間為10-20min。
27、優(yōu)選地,所述二級化成的工藝為將鋁箔置于質(zhì)量百分比濃度為1%-10%的硼酸和質(zhì)量百分比濃度為為0.2%-2%的五硼酸銨溶液中,且在80-98℃、電流密度為0.1?a/cm2、430v的條件下進行二級化成,化成時間為10-20min。
28、優(yōu)選地,所述三級化成的工藝為將鋁箔置于質(zhì)量百分比濃度為2%-10%的硼酸和質(zhì)量百分比濃度為0.1%-1%的五硼酸銨溶液中,且在80-98℃、電流密度為0.1?a/cm2、590v的條件下進行三級化成,化成時間為8-15?min。
29、優(yōu)選地,所述四級化成的工藝為將鋁箔置于質(zhì)量百分比濃度為4%-10%的硼酸和質(zhì)量百分比濃度為0.1%-1%的五硼酸銨溶液中,且在80-98℃、電流密度為0.1?a/cm2、620v的條件下進行四級化成,化成時間為15-30?min。
30、優(yōu)選地,所述鈍化的工藝為將鋁箔將其置于質(zhì)量百分比濃度為3%-6%的磷酸溶液中,溫度控制在50-80℃,沉浸時長為5-10?min。
31、優(yōu)選地,所述后一化成的工藝為將鋁箔置于質(zhì)量百分比濃度為10%-12%的硼酸和質(zhì)量百分比濃度為0.1%-1%的五硼酸銨溶液中,且在80-98℃、電流密度為0.1?a/cm2、620v的條件下進行后一化成,化成時間為5-8min。
32、優(yōu)選地,所述熱處理的工藝為將鋁箔在400-550℃下,保溫2-5min。
33、優(yōu)選地,所述后二化成的工藝為將鋁箔置于質(zhì)量百分比濃度為4%-9%的硼酸和質(zhì)量百分比濃度為0.1%-1%的五硼酸銨溶液中,且在80-95℃、電流密度為0.1?a/cm2、620v的條件下進行后二化成,化成時間為5-10?min。
34、優(yōu)選地,所述鈍化的工藝為將鋁箔將其置于質(zhì)量百分比濃度為1%-5%的磷酸二氫銨溶液中,在60-80℃下浸漬5-8min。
35、本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的鋁電解電容器用高強度燒結(jié)箔,與傳統(tǒng)電化學(xué)腐蝕工藝相比,無需消耗大量酸液,避免了廢酸的產(chǎn)生,降低了環(huán)保壓力和經(jīng)濟成本。
36、本發(fā)明的鋁電解電容器用高強度燒結(jié)箔,通過將鋁粉與改性碳量子點混合,將其涂覆于鋁箔表面進而得到的燒結(jié)箔,相對于傳統(tǒng)工藝制備的燒結(jié)箔,其比容以及機械強度得到了進一步提升,剝離面積進一步降低,并且,其在保持了較高的比容以及機械強度的同時,降低了粘結(jié)劑的使用,從而降低了碳殘留,提高燒結(jié)箔的介電性能。