專利名稱：：一種低壓用鋁電解電容器化成箔的制造方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種電容器用化成箔的制造方法，特指一種低壓用鋁電解電容器用陽極箔的制造方法。
背景技術：
：電解電容器被廣泛應用于電子等許多相關行業(yè)。現(xiàn)在，科技進步和工業(yè)的發(fā)展，對電解電容器在工頻、低阻抗、長壽命等方面提出更高的要求。隨著電子產業(yè)的發(fā)展，電子產品越來越小型化、便攜化，因此各種電子元器件趨于微小型方向發(fā)展，電容器也不例外。鋁電解電容器的體積主要受到陽極箔(即化成箔)的靜電容量的制約。陽極箔的靜電容量越高，電容器的體積就可以做得越小。陽極箔的靜電容量與陽極氧化膜的介電常數(shù)、比表面積成正比；與氧化膜的厚度成反比。氧化膜的厚度取決于電容器的工作電壓，根據整機的需要而定。為了提高陽極箔的靜電容量，通常是采用提高電極箔的比表面積和氧化膜的介電常數(shù)的方法，腐蝕工藝技術即是提高比表面積的方法。在化成工藝技術處理后，電極箔上生成主要成分為氧化鋁的氧化膜，這種工藝所制造出來的氧化鋁膜，其介電常數(shù)為8-10，此時電極箔的靜電容量、工作電壓都已經確定。為了達到電解電容器更高的電氣性能，在電容器中往往需要采用高水分含量的電解液，但是，在高溫下，鋁箔氧化膜尤其是陽極箔氧化膜會和水分發(fā)生水合作用，從而在陽極箔表面生成氫氧化鋁，導致陽極箔耐電壓下降、漏電流增大，甚至會在電容器中產生氫氣，造成內壓上升，出現(xiàn)外殼鼓殼乃至爆殼，影響到電解電容器乃至整個電器系統(tǒng)的電氣性能、工作壽命，甚至使用安全。為解決上述問題，目前業(yè)界已經廣泛采取鈍化措施來防止鋁箔氧化膜和水分發(fā)生水合作用。一般而言，按照陰離子對鋁與水反應的抑制、鈍化程度不同，一般物質可分為四類即無抑制作用類、中等抑制作用類、強抑制作用類和極強抑制作用類。其中，正磷酸鋁不溶于水，鋁箔氧化膜表面的正磷酸鋁結構與低溫石英晶型相同，是穩(wěn)定的正四面體結構，所以磷酸根屬于極強抑制作用類的鈍化劑；磷酸鋁膜抑制了水和鋁的作用，表觀上提高了化成箔的耐水合性能(其測試機理表現(xiàn)為測后水煮條件下和直接水煮條件下，外加電場在致密磷酸鋁膜兩面建立電壓的時間即升壓時間更短)，延長了化成箔的保存期限和電容器的工作壽命。為此，目前業(yè)界通常是在化成工藝過程的后處理以及后處理槽液中加入一定量的磷酸類鈍化劑，如磷酸等來進行化學后處理即是在化成箔到達最高化成電壓(俗稱印加電壓)后，將其置入磷酸中浸泡一定時間，在化學后處理過程，磷酸溶解了一部分的氧化鋁膜，生成磷化膜。這些物質可使得鋁氧化膜對水化敏感程度降低，從而起到鈍化作用，提高了化成箔及其電容器產品的耐水合性。但是，化學后處理在提高產品性能的同時也有不可忽視的缺陷。首先，當化成電壓達到較高值時，因低壓化成箔的孔洞為非直孔的海綿狀孔洞，其表面生成的氧化膜較厚，在化學后處理時磷酸根無法擴散進入到孔洞內部、從而造成鈍化處理難以全面和徹底的覆蓋；其次，由于化學后處理效率較低，而為了達到較好的效果往往提高濃度和溫度，這樣會損失一部分的靜電容量，使靜電容量和耐水合性不可兼得。
發(fā)明內容為了克服己有技術存在的不足，本發(fā)明提供了一種低壓用鋁電解電容器化成箔的制造方法，包括在化成步驟中分別加入兩種新的處理劑，一種是亞磷酸，另一種為氨基三亞甲基三膦酸。亞磷酸為白色固體，在水中溶解度極大，亞磷酸是一種二元中強酸。將生成氧化膜的鋁箔放入亞磷酸稀溶液中進行化學處理，在鋁箔的表面生成一層磷化鋁膜，其不溶于水，是一種很好的耐水性膜，可以提高箔片的耐水合性。同時在亞磷酸分子中有一個磷氫鍵即P--H鍵容易被氧原子進攻，這樣在再化成階段有利于箔片氧化膜進一步提高質量，最終提高箔片的耐壓值。其結構式如下OH一P一OHOH氨基三亞甲基三膦酸，又稱"氨基三甲叉膦酸"，簡稱ATMP，英文名稱Aminotrimethylenephosphonicacid，是一種有機多元膦酸。分子式為N(CH2PO(OH)2)3，相對分子質量299.05，pH值(P/。水溶液)1.5-2.5。結構式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>將箔片在ATMP中化成，不僅能保證生成耐水合磷化膜而且具有如下的優(yōu)點鈍化處理效率高，鈍化處理的覆蓋更加全面、徹底，氧化膜的溶解性較低，可以得到很好的耐水性膜同時使箔獲得較高的靜電容量。為此，本發(fā)明解決方案是一種低壓用鋁電解電容器化成箔制造方法，其內容包括如下步驟1.將低壓腐蝕箔在己二酸銨溶液中進行化成處理；化成有二級或三級兩種，最髙化成電壓為20V;2.將箔片在亞磷酸中浸泡處理，然后純水清洗；3.將箔片在己二酸銨溶液中按照步驟1的最高化成電壓進行化成處理；4.將化成后的箔片進行純水清洗并在空氣氛圍中進行高溫熱處理；5.將箔片在己二酸銨和磷酸二氫氨的混合溶液中再次進行化成處理；6.將箔片在ATMP溶液中用步驟1的最高電壓進行化成處理；7.將箔片再次進行清洗并在空氣氛圍下熱處理。其中，步驟1所述己二酸銨溶液是己二酸銨的水溶液，由純水與己二酸銨配制而成，純水電阻率22Mfi.cm;己二酸銨為電容級，濃度為0.1-1.2mol/L，溫度為60-95'C。其中，步驟2所述亞磷酸純度為工業(yè)純；亞磷酸的溫度范圍為40-70°C;濃度范圍為0.002-0.08mol/L;時間l-6分鐘。其中，步驟4所述空氣氛圍下的熱處理，其溫度為450-55(TC，時間為1.5-3.0分鐘；其中，步驟5所述己二酸銨與磷酸二氫氨混合溶液，其配比為磷酸二氫氨1.0xlO-5-1.0xl(^mol/L，己二酸銨0.1-1.2mol/L。溫度為60-95°C。其中，步驟6所述ATMP溶液為氨基三亞甲基三膦酸溶液，濃度為1.0xlO'3-1.5xl()4mol/L，溫度為20-6(TC，處理時間1-5分鐘。本發(fā)明的有益效果在于一種低壓用鋁電解電容器化成箔的制造方法，包括在化成步驟中分別加入兩種新的處理劑，一種是亞磷酸，另一種為氨基三亞甲基三膦酸(ATMP)，將生成氧化膜的鋁箔放入亞磷酸稀溶液中進行化學處理，在鋁箔的表面生成一層磷化鋁膜，提高箔片的耐水合性，將鋁箔片在ATMP中化成，不僅能保證生成耐水合磷化膜而且化成的箔片鈍化處理效率高，鈍化處理的覆蓋更加全面、徹底，氧化膜的溶解性較低，可以得到很好的耐水性膜同時使鋁箔獲得較高的靜電容量。具體實施例方式為了更好的理解本發(fā)明，用實施例來進一步描述實施例1:按照本發(fā)明的方法制作最高化成電壓為20V的箔片，具體方法如下1)將低壓腐蝕箔在75"C、0.4mol/己二酸銨溶液中進行化成處理，分成三級進行，電壓分別為一級20Vx40%=8V;二級20Vx80%=16V;三級20Vxl00。/。-20V即最高化成電壓20V;2)將箔片在6CTC、0.02mol/L的亞磷酸溶液中浸泡處理2分鐘，然后純水清洗；3)將箔片在l)的槽液中再次進行化成處理，化成電壓20V;4)將化成后的箔片進行清洗并在空氣氛圍中進行熱處理，溫度為500'C，時間為2分鐘；5)將箔片再次化成處理，化成電壓20V;所用溶液為75°C、0.4mol/L己二酸銨和1.5xl(T5mol/L磷酸二氫氨的混合溶液；6)將箔片在濃度為1.0xl(^mol/L，溫度為3(TC的ATMP溶液中進行最高電壓化成2分鐘；7)將化成后的箔片進行清洗并在空氣氛圍中進行熱處理，溫度為480'C，時間為2分鐘。比較例對比樣品按照原有生產工藝進行處理，目前市場上的低壓化成箔產品均是按照此工藝進行處理的。其最高化成電壓仍為20V，處理過程如下l)將低壓腐蝕箔在75°C、0.4mol/L己二酸銨溶液中進行化成處理，分成三級進行，其中每級的電壓如下所示一級20Vx40%=8V;二級20Vx80%=16V;三級20Vxl00%=20V即最高化成電壓20V;2)將箔片在60°C、0.25mol/L的磷酸溶液中浸泡處理2分鐘，然后純水清洗；3)將箔片在l)的槽液中再次進行化成處理，化成電壓20V;4)將化成后的箔片進行清洗并在空氣氛圍中進行熱處理，溫度為500'C,時間2分鐘；5)將箔片在60°C、0.2mol/L的磷酸二氫銨溶液中進行浸泡處理3分鐘，然后清洗，12(TC下烘干即可。分別對兩種成品進行測試，測試方法按SJ/T11140標準進行，測試結果列于表l中。實施例2:照本發(fā)明的方法制作最高化成電壓為20V的箔片，具體方法如下1)將低壓腐蝕箔在75°C、0.4mol/L己二酸銨溶液中進行化成處理，分成二級進行，電壓分別為一級20Vx50%=10V;二級20xlOO°/。=20V即最高化成電壓20V;2)將箔片在60°C、0.02mol/L的亞磷酸溶液中浸泡處理2分鐘，然后純水清洗；3)將箔片在l)的槽液中再次進行化成處理，化成電壓20V;4)將化成后的箔片進行清洗并在空氣氛圍中進行熱處理，溫度為500"C，時間2分鐘；5)將箔片再次化成處理，所用溶液為75'C、0.4mol/L己二酸銨和1.5xl0—5mOl/L磷酸二氫氨的混合溶液；化成電壓20V;6)將箔片在濃度為1.0xl(^mol/L，溫度為3(TC的ATMP溶液中進行最高電壓化成2分鐘；7)將化成后的箔片進行清洗并在空氣氛圍中進行熱處理，溫度為480。C，時間為2分鐘。比較例同樣的對比樣品按照原有的生產工藝進行處理，目前市場上的低壓化成箔產品均是按照此工藝進行處理的。其最高化成電壓仍為20V。處理過程如下1)將低壓腐蝕箔在75°C、0.4mol/L己二酸銨溶液中進行化成處理，分成二級進行，其中每級的電壓如下所示一級20Vx50%=10V;二級20Vxl00%=20V即最高化成電壓20V;2)將箔片在60°C、0.25mol/L的磷酸溶液中浸泡處理2分鐘,然后純水清洗；3)將箔片在l)的槽液中再次進行化成處理，化成電壓20V;4)將化成后的箔片進行清洗并在空氣氛圍中進行熱處理，溫度為50(TC，時間2分鐘；5)將箔片在75'C、0.2mol/L的磷酸二氫銨溶液中進行浸泡處理3分鐘，然后清洗，120'C下烘干即可。分別對兩種成品進行測試，測試方法按SJ/T11140標準進行，測試結果列于表l中。測試結果為表l:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>(注:CV積，指的是箔片的比容和箔片的到達電壓的乘積)從上表的本發(fā)明工藝和原工藝的測試結果對比上來看，本發(fā)明得到的鋁箔的到達電壓明顯的比原工藝的高，最終導致本發(fā)明工藝得到的箔的CV積較原工藝箔的CV積有4%以上的提高。同時從對比數(shù)據上我們還可以看到，本發(fā)明工藝得到的箔測后煮時間明顯比原工藝要短5秒以上，這說明本發(fā)明工藝化成箔在氧化膜質量的一個重要指標耐水性上有很大的提高，從中推測其在做出電容器后也會有更長的壽命。權利要求1、一種低壓用鋁電解電容器化成箔的制造方法，包括如下步驟a.將低壓腐蝕箔在己二酸銨溶液中進行化成處理，化成有二級或三級兩種，最高化成電壓為20V；b.將箔片在亞磷酸中浸泡處理，然后純水清洗；c.將箔片在己二酸銨溶液中按照步驟a的最高化成電壓進行化成處理；d.將化成后的箔片進行清洗并在空氣氛圍中進行高溫熱處理；e.將箔片在己二酸銨和磷酸二氫氨的混合溶液中再次進行化成處理；f.將箔片在ATMP溶液中用步驟a的最高電壓進行化成處理；g.將箔片再次進行清洗并在空氣氛圍下熱處理。2、如權利要求1所述的一種低壓用鋁電解電容器化成箔的制造方法，其特征在于所述己二酸銨溶液是己二酸銨的水溶液，由純水與己二酸銨配制而成，純水電阻率22Macm;己二酸銨為電容級，濃度為0.1-l,2mol/L,溫度為60-95'C。3、如權利要求1所述的一種低壓用鋁電解電容器化成箔的制造方法，其特征在于所述亞磷酸純度為工業(yè)純；用亞磷酸浸泡處理的溫度范圍為40-7(TC;濃度范圍為0.002-0.08mol/L;時間為l-6分鐘。4、如權利要求1所述的一種低壓用鋁電解電容器化成箔的制造方法，其特征在于所述空氣氛圍下的熱處理，其溫度為450-550'C，時間為1.5-3.0分鐘。5、如權利要求1所述的一種低壓用鋁電解電容器化成箔的制造方法，其特征在于所述己二酸銨與磷酸二氫氨混合溶液，其配比為磷酸二氫氨1.0xlO-5-1.0xl(T6mol/L，己二酸銨0.1-1.2mol/L，溫度為60-95'C。6、如權利要求1所述所述的一種低壓用鋁電解電容器化成箔的制造方法，其特征在于所述的ATMP溶液為氨基三亞甲基三膦酸溶液，濃度為1.0xl(^-1.5xl(^mol/L，溫度為20-60°C，處理時間1-5分鐘。全文摘要本發(fā)明涉及一種低壓用鋁電解電容器化成箔的制造方法，鋁箔在化成步驟中分別加入兩種新的處理劑，一種是亞磷酸，另一種為氨基三亞甲基三膦酸(ATMP)，將生成氧化膜的鋁箔放入亞磷酸稀溶液中進行化學處理，在鋁箔的表面生成一層磷化鋁膜，提高箔片的耐水合性，將鋁箔片在ATMP溶液中化成，不僅能保證生成耐水合磷化膜而且化成的箔片鈍化處理效率高，鈍化處理的覆蓋更加全面、徹底，氧化膜的溶解性較低，可以得到很好的耐水性膜同時使鋁箔獲得較高的靜電容量。文檔編號C25F3/00GK101425384SQ20081002971公開日2009年5月6日申請日期2008年7月24日優(yōu)先權日2008年7月24日發(fā)明者嚴志強申請人:東莞市東陽光電容器有限公司