專利名稱：：電解電容器的陽極箔腐蝕工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種金屬腐蝕工藝，尤其是涉及一種高壓鋁電解電容器用陽極箔腐蝕工藝的二級(jí)電蝕方法。
背景技術(shù)：
：電解電容器陽極用鋁箔，是鋁電解電容器制造的關(guān)鍵原材料。衡量電解電容器性能的重要指標(biāo)之一是比容量即單位體積靜電容量的大小。根據(jù)平板電容器靜電容量公式C=(eQerS)/d，對(duì)于在額定工作電壓范圍內(nèi)的鋁電解電容器來說，靜電容量主要由陽極箔的有效面積S的大小決定。因此，提高鋁電解電容器靜電容量的關(guān)鍵在于擴(kuò)大陽極鋁箔的有效面積。擴(kuò)大鋁箔表面積有多種方法，目前國內(nèi)外各生產(chǎn)廠家多采用腐蝕矛廣面法，即通過化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕將鋁箔表面蝕刻，使其表面凹凸不平，形成高密度均勻分布的且有一定深度的腐蝕i亢道，這樣在表觀面積不變的情況下，實(shí)際表面積卻顯著增加。其中化學(xué)法是利用低純電子鋁箔在一定腐蝕體系中的微電池作用，在鋁箔表面形成海綿體結(jié)構(gòu)以擴(kuò)大比表面積的方法，主要用于陰極箔的擴(kuò)面腐蝕。電化學(xué)方法是通過對(duì)高純電子鋁箔在腐蝕體系中電化學(xué)狀態(tài)的控制，引發(fā)高純電子鋁箔的腐蝕，從而形成高比表面積鋁箔；根據(jù)電源類型不同，分為交流電蝕與直流電蝕，前者電蝕工藝得到具有無數(shù)無序孔組成的海綿層，擴(kuò)面倍率較大，蝕孔的孔徑較小(0.11阿)，適宜制造低壓(〈100V)電容器用箔；后者電蝕工藝得到均勻的隧道狀蝕孔，孑L徑較大(M,)，適宜制造中高壓電容器用箔。腐蝕工藝流程一般包括以下步驟前處理、一級(jí)電蝕、二級(jí)電蝕、后處理等。前處理是對(duì)光箔進(jìn)行電蝕前所作的各種物理、化學(xué)的處理，主要作用是除去鋁箔表面的油污、雜質(zhì)及自然氧化膜，調(diào)整鋁箔組織結(jié)構(gòu)，改善其表面狀態(tài)，使其表面均勻、活化，以利于一級(jí)腐蝕時(shí)形成均勻分布的初始孔洞，提高鋁箔的電蝕性能；一級(jí)電蝕的作用是引發(fā)出密度適中、均勻分布的有效初始蝕孔，才能保證具有理想的隧道型孔洞的高倍率腐蝕箔的獲得；二級(jí)電蝕則是在初始蝕孔基礎(chǔ)上，生長(zhǎng)成所需直徑和深度的隧道型孔洞。在控制隧道的生長(zhǎng)過程中，最重要的是控制孔徑和深度生長(zhǎng)速率的差異?，F(xiàn)有的鋁箔二級(jí)腐蝕即擴(kuò)孔階段，往往使用硝酸，會(huì)造成鋁箔強(qiáng)烈的自腐蝕，鋁箔的表面溶解先于腐蝕孔的生長(zhǎng)，導(dǎo)致鋁箔減薄、腐蝕孔不能深入，進(jìn)而增大耗電。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種在電蝕腐蝕液中加入緩蝕添加劑，以提高陽極鋁箔的靜電容量，同時(shí)減少失重，不損失其機(jī)械強(qiáng)度的電解電容器的陽極箔腐蝕工藝。本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達(dá)到這種電解電容器的陽極箔腐蝕工藝，包括前處理、一級(jí)電蝕、二級(jí)電蝕及后處理工藝，其特殊之處在于所述二級(jí)電蝕的腐蝕液中加入高分子量的緩蝕劑。本發(fā)明的目的還可以通過以下措施來達(dá)到所述緩蝕劑是直鏈聚丙烯酸PAA、聚丙烯酸鈉PAAS、聚苯乙烯磺酸的一種或數(shù)種。所述緩蝕劑的重量百分比為0.01%~10%。所述緩蝕劑溶液按重量配比為1%~10%的H2S04、H3P04、HC1、HNO的一種；或者是H3P04與HC1的混合液；但不僅限于上述的酸、兩種或兩種以上酸及鹽的混合液。所述腐蝕液的處理溫度為30°C~90°C。所述腐蝕液處理的電流密度限制在0.1A/cm2~0.5A/cm2。所述腐蝕液處理時(shí)間為50s~600s:本發(fā)明的有益效果是，使用高分子緩蝕劑后.鋁箔失重減小，靜電容量提高。分析原因，在未使用高分子緩蝕劑的電解液中，發(fā)^1過程中產(chǎn)生的某些小孔在擴(kuò)孔時(shí)并未成長(zhǎng)，而是隨著鋁箔表面的溶解而消亡。而可溶性的高分子電解質(zhì)分子量大、鏈節(jié)較長(zhǎng)、分子尺寸大，加上線形高分子的相互作用和纏繞，使之很難進(jìn)入隧道孔內(nèi)，只能吸附在箔表面，對(duì)鋁箔的表面溶解起到有效的抑制作用，保持了原有的發(fā)孔密度，使腐蝕僅僅發(fā)生在蝕孔內(nèi)部，其結(jié)果是對(duì)腐蝕孔內(nèi)進(jìn)行了選擇性腐蝕，使蝕孔加深，所以在較小失重的情況下獲得較高的比電容，并保持其良好的機(jī)械強(qiáng)度。二級(jí)電蝕腐蝕液溫度低于30。C時(shí)，鋁箔表面反應(yīng)發(fā)生慢，起不到好的效果；而溫度超過90t時(shí)，鋁箔表面發(fā)生過分溶解，也起不到好的效果。本發(fā)明適宜的^^及電蝕腐蝕液溫度范圍為30。C90。C，具體根據(jù)其余相關(guān)條件而定。二級(jí)電蝕電流密度低于0.1A7cm2時(shí)，發(fā)孔密度較小，比容值不高；而電流密度超過0.5A/cm2時(shí)，雖然發(fā)孔密度較大，但擴(kuò)孔侵蝕中發(fā)生許多孔的合并，降低了有效表面積，比容值較低。本發(fā)明適宜的二級(jí)電蝕電流密度范圍為0.1A7cm2~0.5A/cm2，具體根據(jù)其余相關(guān)條件而定。二級(jí)電蝕擴(kuò)孔時(shí)間低于50s時(shí)，鋁箔表面擴(kuò)孔不充分，起不到好的效果；而擴(kuò)孔時(shí)間超過600s時(shí)，擴(kuò)孔中造成孔的合并，也會(huì)降低有效表面積，比容值較低。本發(fā)明適宜的二級(jí)電蝕擴(kuò)孔日寸間為50s600s，具體根據(jù)其余相關(guān)條件而定。具體實(shí)施例方式本發(fā)明下面將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述所述高壓鋁電解電容器用陽極箔腐蝕工藝中，所用鋁箔為中國產(chǎn)高純鋁箔，鋁含量^99.99wt呢，經(jīng)過真空爐560。C退火處理10h，退火箔[IOO]面占有率》95呢；前處理腐蝕液為10wt呢NaOH，一級(jí)電蝕腐蝕液為2wt%NaCl+3wt%NaCI04+lwt%(NH4)2S208，二級(jí)電蝕腐蝕液為7wt%HN03，后處理腐蝕液為5wt免HNOs，再經(jīng)過清洗、烘干。對(duì)比例1、2、3是現(xiàn)有二級(jí)電蝕工藝的三個(gè)具體方案，所用的二級(jí)電蝕腐蝕液均為沒有添加高分子量緩蝕劑的常用酸溶液或酸與鹽的混合溶液。鋁箔經(jīng)過退火、前處理和一級(jí)電蝕后，在溫度30。C90。C時(shí)，限制電流密度在0.1A/cm2~0.5A/cm2，將鋁箔浸泡在二級(jí)電蝕腐蝕液中擴(kuò)孔50s~600s，然后再進(jìn)行通常的后處理，鋁箔的520Vf靜電容量為0.53~0.59)jlF/cm2，抗拉強(qiáng)度為8~10N/cm。實(shí)施例1是將完成退火、前處理和一級(jí)電蝕的鋁箔，在溫度為40°C、濃度為7wt%HN03+1.5wt%PAA的二級(jí)電蝕腐蝕液中，選用電流密度0.3A/cn^擴(kuò)孔300s，再進(jìn)行通常的后處理。實(shí)施例2是將完成退火、前處理和一級(jí)電蝕的鋁箔，在溫度為80。C、濃度為7wt%HN03+1.5wt%PAA的二級(jí)電蝕腐蝕液中，選用電流密度0.3A/cm廣孔300s,再進(jìn)行通常的后處理。實(shí)施例3是將完成退火、前處理和一級(jí)電蝕的鋁箔，在溫度為80。C、濃度為7wt%HN03+1.5wt呢PAA的二級(jí)電蝕腐蝕液中，選用電流密度0.55A/cm廣孔300s，再進(jìn)行通常的后處理。實(shí)施例4是將完成退火、前處理和一級(jí)電蝕的鋁箔，在溫度為80。C、濃度為7wt%HN03+1.5wt%PAA的二級(jí)電蝕腐蝕液中，選用電流密度0.3A/cn^擴(kuò)孔600s，再進(jìn)行通常的后處理。實(shí)施例5是將完成退火、前處理和一級(jí)電蝕的鋁箔，在溫度為80。C、濃度為7wt%HN03+lwt%PAAS的二級(jí)電蝕腐蝕液中，選用電流密度0.3A/cr^擴(kuò)孔300s，再進(jìn)行通常的后處理。實(shí)施例6是將完成退火、前處理和一級(jí)電蝕的鋁箔，在溫度為80。C、濃度為3wt%HCl+lwt%A1CI:,+L5wt免PAA的二級(jí)電蝕腐蝕液中.選用電流密度0.3A/cm廣孔300s，再進(jìn)行通常的后處理。實(shí)施例16是本發(fā)明的具體實(shí)施方案，將完成退火、前處理和一級(jí)電蝕的鋁箔，經(jīng)過本發(fā)明的二級(jí)電蝕工藝處理后，再進(jìn)行通常的后處理，鋁箔的520Vf靜電容量為0.61~0.67(juF/cm2，抗拉強(qiáng)度為10~12N/cm，鋁箔的性能有明顯的提高。表1是對(duì)比例和實(shí)施例所測(cè)靜電容量和抗拉強(qiáng)度的詳細(xì)數(shù)值比較<table>complextableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注對(duì)比例、實(shí)施例中的容量、抗拉強(qiáng)度值是按照電子工業(yè)部頒標(biāo)準(zhǔn)SJ/T11140—1997測(cè)試的數(shù)據(jù)。表1中520Vf容量是指520伏電壓化成后的靜電容量。表1中的數(shù)據(jù)充分地顯示出實(shí)施例中的比容值比對(duì)比例中的比容值有了顯著的提高，而且抗拉強(qiáng)度也明顯提高。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。權(quán)利要求1、一種電解電容器的陽極箔腐蝕工藝，包括前處理、一級(jí)電蝕、二級(jí)電蝕及后處理工藝，其特征在于所述二級(jí)電蝕的腐蝕液中加入高分子量的緩蝕劑。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述電解電容器的陽極箔腐蝕工藝，其特征在于所述緩蝕劑是直鏈聚丙烯酸PAA、聚丙烯酸鈉PAAS、聚苯乙烯磺酸的一種或數(shù)種。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述電解電容器的陽極箔腐蝕工藝，其特征在于所述緩蝕劑的重量百分比為0.01%~10%。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電解電容器的陽極箔腐蝕工藝，其特征在于所述緩蝕劑溶液是按重量配比1%~10%的H2S04、H3P04、HC1、HNO的一種；或者是ftP04與HC1的混合液。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述電解電容器的陽極箔腐蝕工藝，其特征在于所述腐蝕液處理溫度為30t~90t。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述電解電容器的陽極箔腐蝕工藝，其特征在于所述腐蝕液處理的電流密度限制在0.1A/cm20.5A/cm2。7、根據(jù)權(quán)利要求l所述電解電容器的陽極箔腐蝕工藝，其特征在于所述腐蝕液處理時(shí)間為50s~600s。全文摘要本發(fā)明涉及一種電解電容器的陽極箔腐蝕工藝。該工藝包括前處理、一級(jí)電蝕、二級(jí)電蝕、其中二級(jí)電蝕的腐蝕液中加入高分子量的緩蝕劑，緩蝕劑是直鏈聚丙烯酸PAA、聚丙烯酸鈉PAAS、聚苯乙烯磺酸的一種或數(shù)種；其重量百分比為0.01％～10％。所述緩蝕劑溶液按重量配比是1％～10％的H₂SO₄、H₃PO₄、HCl、HNO的一種或者H₃PO₄與HCl的混合液組成，但不僅限于上述的酸、兩種或兩種以上酸及鹽的混合液。在溫度為30℃～90℃時(shí)，將電流密度限制在0.1A/cm²～0.5A/cm²，擴(kuò)孔時(shí)間控制在50s～600s，然后再進(jìn)行后處理。該工藝既提高了陽極鋁箔的靜電容量，又減少了失重。文檔編號(hào)C23F11/173GK101345137SQ200810067359公開日2009年1月14日申請(qǐng)日期2008年5月23日優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日發(fā)明者劉偉強(qiáng),廖振華,徐永進(jìn),王德保,陳建軍申請(qǐng)人:深圳清研技術(shù)管理有限公司