中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法

摘要

本发明涉及一种中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀工艺。本发明解决了现有技术所存在的高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀过程中降低了其机械强度等技术问题，提供的阳极铝箔腐蚀方法达到原有腐蚀效果的同时，保持了机械强度。本发明主要步骤为：将铝箔放在1.5wt％-5wt％盐酸和20wt％-38wt％硫酸的混合溶液中浸泡的前处理；将前处理过的铝箔放在1.5wt％-5wt％盐酸和20wt％-38wt％硫酸的混合溶液中进行直流电解腐蚀的一级直流腐蚀；将一级直流腐蚀过的铝箔放在0.5wt％-4wt％盐酸的溶液中进行直流电解腐蚀的二级直流腐蚀；将二级直流腐蚀过的铝箔放在2wt％-15wt％的硝酸溶液中浸泡的后处理。

权利要求

1.一种中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法，其步骤包括：A)前处理：将铝箔放在混合溶液中浸泡1-2分钟，混合溶液中含1.8wt％-4wt％盐酸和25wt％-35wt％硫酸，混合溶液温度为65℃-70C；

B)一级直流腐蚀：将前处理过的铝箔放在混合溶液中进行直流电解腐蚀，混合溶液2

中含1.8wt％-4wt％盐酸和25wt％-35wt％硫酸，其电流密度为0.4-0.75A/cm，电量为2

30-60C/cm，混合溶液温度为72℃-83℃；

C)二级直流腐蚀：将一级直流腐蚀过的铝箔放在0.5wt％-3.5wt％盐酸的溶液中进行

2 2

直流电解腐蚀，其电流密度为0.05-0.2A/cm，电量为20-90C/cm，溶液温度为75℃-85℃；

D)后处理：将二级直流腐蚀过的铝箔放在4wt％-10wt％的硝酸溶液中浸泡2-4分钟，溶液温度为25℃-35℃。

说明书

中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀工艺。

背景技术

[0002] 电解电容器用阳极箔，通过扩大其有效表面积，来增加单位面积的静电容量，一般用电化学或者化学腐蚀来处理铝箔。以往的腐蚀工艺，在孔洞密度增加的同时，也伴随着铝箔表面的溶解，不但降低了腐蚀箔的有效表面积，还降低了其机械强度，限制了其应用领域。

发明内容

[0003] 本发明解决了现有技术所存在的高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀过程中降低了其机械强度等技术问题，提供了一种中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法，使其达到原有腐蚀效果的同时，保持了机械强度。

[0004] 本发明的目的在于克服并解决有效表面积与机械强度两者间的矛盾，继而提出了一种提高扩面率，大幅度提升比容，同时保证一定机械强度的电解电容器阳极腐蚀箔的制造方法。

[0005] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案解决的：中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法，包括以下步骤：

[0006] 前处理：将铝箔放在1.5wt％-5wt％盐酸和20wt％-38wt％硫酸的混合溶液中浸泡0.5-3分钟，溶液温度为60℃-75℃；

[0007] 一级直流腐蚀：将前处理过的铝箔放在1.5wt％-5wt％盐酸和20wt％-38wt％硫酸的混合溶液中进行直流电解腐蚀，溶液温度为70℃-85℃；

[0008] 二级直流腐蚀：将一级直流腐蚀过的铝箔放在0.5wt％-4wt％盐酸的溶液中进行直流电解腐蚀，溶液温度为70℃-87℃；

[0009] 后处理：将二级直流腐蚀过的铝箔放在2wt％-15wt％的硝酸溶液中浸泡2-5分钟，溶液温度为20℃-45℃；

[0010] 各处理步骤详述如下：

[0011] 1.前处理

[0012] 前处理的主要作用就是除去铝箔表面油污、杂质及自然氧化膜，使铝箔表面均匀活化，有利于预处理时形成分布均匀的初始蚀孔。具体方法是将铝箔放在1.5wt％-5wt％盐酸和20wt％-38wt％硫酸的混合溶液中浸泡0.5-3分钟，温度为60℃-75℃；

[0013] 作为优选，所述的前处理是将铝箔放在1.8wt％-4wt％盐酸和25wt％-35wt％硫酸混合溶液中浸泡时间为1-2分钟，温度60℃-75℃；

[0014] 作为优选，所述的前处理是将铝箔放在1.8wt％-4wt％盐酸和25wt％-35wt％硫酸混合溶液中浸泡，其处理温度为65℃-70℃。

[0015] 盐酸浓度低于1.8wt％，处理效果不佳，若浓度超过4wt％，铝箔表面溶解加剧，达不到预期的腐蚀效果，故盐酸浓度在1.8wt％-4wt％为最佳。

[0016] 硫酸浓度低于25wt％，处理效果不佳，若浓度超过35wt％，铝箔表面溶解加剧，达不到预期的腐蚀效果，故硫酸浓度在25wt％-35wt％为最佳。

[0017] 处理时间低于1分钟，处理效果不佳，若时间高于2分钟，铝箔全面溶解，故前处理时间控制在1-2分钟为最佳。

[0018] 处理温度低于65℃，处理效果不明显，若温度超过70℃，铝箔全面溶解，故前处理温度控制在65℃-70℃为最佳。

[0019] 2.一级直流腐蚀

[0020] 一级直流腐蚀是整个腐蚀工艺的关键所在，主要目的是在铝箔表面形成一定深度和孔径的初始蚀孔，以便后续腐蚀能使长大成中高压形成后仍具有效面积的隧道性孔洞。

[0021] 一级直流腐蚀：将前处理过的铝箔放在1.5wt％-5％盐酸和20wt％-38wt％硫酸的混合溶液中进行直流电解腐蚀，其温度70℃-85℃；

[0022] 作为优选，所述的一级直流腐蚀是将前处理过的铝箔放在1.8wt％-4wt％盐酸和2
25wt％-35wt％硫酸的混合液中进行直流电解腐蚀，其电流密度为0.4-0.75A/cm，电量为
2
30-60C/cm，温度为72℃-83℃；

[0023] 盐酸浓度低于1.8wt％，腐蚀效果不佳，若浓度超过4wt％，铝箔表面溶解加剧，达不到预期的腐蚀效果，故盐酸浓度在1.8wt％-4wt％为最佳。

[0024] 硫酸浓度低于25wt％，腐蚀效果不佳，若浓度超过35wt％，铝箔表面溶解加剧，达不到预期的腐蚀效果，故硫酸浓度在25wt％-35wt％为最佳。

[0025] 一级直流电解腐蚀液温度低于72℃，腐蚀速度偏慢，腐蚀效果不大明显，若温度超过83℃，腐蚀速度加剧，难以控制，故一级直流电解腐蚀液温度控制在72℃-83℃为最佳。

[0026] 电流密度低于0.4A/cm2，初蚀孔密度不够，若电流密度超过0.75/cm2，铝箔表面的2
全面溶解，故电流密度控制在0.4-0.75A/cm 为最佳。

[0027] 腐蚀电量低于30C/cm2，腐蚀效果不明显，若腐蚀电量超过60C/cm2，则会引起铝箔2
表面的局部溶解，故腐蚀电量控制在30-60C/cm 为最佳。

[0028] 3.二级直流腐蚀

[0029] 二级直流腐蚀的目的是让初始蚀孔在原先的基础上进一步扩大并加深，使最终孔径及深度满足中高压化成要求。

[0030] 二级直流腐蚀：将一级直流腐蚀过的铝箔放在0.5wt％-4wt％盐酸的溶液中进行直流电解腐蚀，溶液温度为70℃-87℃；

[0031] 作为优选，所述的二级直流腐蚀是将一级直流电解腐蚀后的铝箔放在2
0.5wt％-3.5wt％盐酸的溶液中进行直流电解腐蚀，其电流密度为0.05-0.2A/cm，电量为
2
20-90C/cm，温度75℃-85℃，

[0032] 盐酸浓度低于0.5wt％，腐蚀效果不佳，若浓度超过3.5wt％，铝箔表面溶解加剧，达不到预期的腐蚀效果，故盐酸浓度在1wt％-3.5wt％为最佳。

[0033] 处理温度低于75℃，反应速度慢，若温度超过85℃，反应速度偏快，难以控制，故处理温度在75℃-85℃为最佳。

[0034] 电流密度低于0.05A/cm2，扩孔效果不明显，若电流密度超过0.75A/cm2，则会引起2
铝箔表面的局部溶解，故电流密度控制在0.4-0.75A/cm 为最佳。

[0035] 腐蚀电量低于20C/cm2，腐蚀效果不明显，若腐蚀电量超过90C/cm2，则会引起铝箔2
表面的局部溶解，故腐蚀电量控制在20-90C/cm 为最佳。

[0036] 4、后处理

[0037] 后处理主要是去除残余氧化膜、表面和孔内残留有害化学物质和裸露的金属杂质，保证在化成时形成致密而电气性能优良的氧化膜。

[0038] 所述的后处理是将二级直流腐蚀过的铝箔放在2wt％-15wt％的硝酸溶液中浸泡2-5分钟，溶液温度为20℃-45℃；

[0039] 作为优选，所述的后处理是将化学处理后的铝箔放在4wt％-10wt％的硝酸溶液中浸泡2-4分钟，温度为25℃-35℃；

[0040] 硝酸浓度低于2wt％，处理效果不明显，若浓度超过15wt％，则会使铝箔溶解，故硝酸浓度控制在2wt％-15wt％为最佳。

[0041] 硝酸温度低于25℃，处理效果不明显，若浓度超过35℃，则会使铝箔溶解，故硝酸温度控制在25℃-35℃为最佳。

[0042] 硝酸时间低于2分钟，处理效果不明显，若时间超过4分钟，则会使铝箔溶解，故硝酸时间控制在2-4分钟为最佳。

[0043] 本发明材料与现有技术相比具有以下优点：

[0044] 本发明方法制作的中高压铝电解电容器用阳极铝箔具有高扩面率，比容大幅度提升，同时保证一定机械强度。

具体实施方式

[0045] 实施例1：

[0046] 1.前处理

[0047] 将铝箔放在2.4wt％盐酸和31wt％硫酸混合溶液中浸泡1分钟后取出，温度为63℃。

[0048] 2.一级直流腐蚀

[0049] 将前处理过的铝箔放在2.4wt％盐酸和31wt％硫酸的混合液中进行直流电解腐2 2
蚀，其电流密度为0.60A/cm，电量为33C/cm，温度为76℃。

[0050] 3.二级直流腐蚀

[0051] 将一级直流腐蚀过的铝箔放在3.8wt％盐酸的溶液中进行直流电解腐蚀，其电流2 2
密度为0.08A/cm，电量为55C/cm，温度为80℃。

[0052] 4.后处理

[0053] 将二级直流腐蚀过的铝箔放在5.7wt％的硝酸溶液中浸泡4分钟后取出，温度为35℃。

[0054] 化成条件：

[0055] 10％硼酸 85℃ 0.05A/cm2 Vfe＝375v 520v

[0056] 化成后的阳级箔性能测试结果结果如下：

[0057] C375vf＝1.10-1.15μF/cm2 C520vf＝0.67-0.74μF/cm2 抗拉强度F＝20N/cm[0058] 本发明制造的中高压阳级箔具有高比容，较好的机械强度。

[0059] 实施例2：

[0060] 1.前处理

[0061] 将铝箔放在2.6wt％盐酸和30wt％硫酸混合溶液中浸泡2分钟后取出，温度为68℃。

[0062] 2.一级直流腐蚀

[0063] 将前处理过的铝箔放在2.6wt％盐酸和30wt％硫酸的混合液中进行直流电解腐2 2
蚀，其电流密度为0.65A/cm，电量为36C/cm，温度为73℃。

[0064] 3.二级直流腐蚀

[0065] 将一级直流腐蚀过的铝箔放在3.3wt％盐酸的溶液中进行直流电解腐蚀，其电流2 2
密度为0.10A/cm，电量为67C/cm，温度为75℃。

[0066] 4.后处理

[0067] 将二级直流腐蚀过的铝箔放在8wt％的硝酸溶液中浸泡3.5分钟后取出，温度为35℃。

[0068] 化成条件：

[0069] 10％硼酸 85℃ 0.05A/cm2 Vfe＝375v 520v

[0070] 化成后的阳级箔性能测试结果结果如下：

[0071] C375vf＝1.10-1.15μF/cm2 C520vf＝0.67-0.74μF/cm2 抗拉强度F＝20N/cm[0072] 本发明制造的中高压阳级箔具有高比容，较好的机械强度。

[0073] 实施例3：

[0074] 1.前处理

[0075] 将铝箔放在2.8wt％盐酸，29.8wt％硫酸混合溶液中浸泡1分钟后取出，温度为70℃。

[0076] 2.一级直流腐蚀

[0077] 将前处理过的铝箔放在2.8wt％盐酸和29.8wt％硫酸的混合液中进行直流电解2 2
腐蚀，其电流密度为0.55A/cm，电量为35C/cm，温度为74℃。

[0078] 3.二级直流腐蚀

[0079] 将一级直流腐蚀过的铝箔放在3wt％盐酸的溶液中进行直流电解腐蚀，其电流密2 2
度为0.08A/cm，电量为60C/cm，温度为84℃。

[0080] 4.后处理

[0081] 将二级直流腐蚀过的铝箔放在6.8wt％的硝酸溶液中浸泡3分钟后取出，温度为35℃。

[0082] 化成条件：

[0083] 10％硼酸 85℃ 0.05A/cm2 Vfe＝375v 520v

[0084] 化成后的阳级箔性能测试结果结果如下：

[0085] C375vf＝1.10-1.15μF/cm2 C520vf＝0.67-0.74μF/cm2 抗拉强度F＝20N/cm

[0086] 本发明制造的中高压阳级箔具有高比容，较好的机械强度。

[0087] 本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。