專利名稱：陽極鋁箔的電化學腐蝕工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種中高壓鋁電解電容器用陽極鋁箔的制造方法。
背景技術：
隨著電子技術的飛速發(fā)展，電子整機的體積小型化趨勢也一直持續(xù)，作為各種整機最重要的元器件之一的鋁電解電容器的體積也被要求要相應縮小。其中，制約鋁電解電容器體積縮小的最重要影響因素就是核心原材料——陽極鋁箔的比電容。
中國專利CN85101035公開了一種高壓陽極鋁箔的擴面腐蝕方法，該專利第二次腐蝕過程不施加直流電，而采用硝酸和硝酸鋁的混合液進行純化學腐蝕。由于硝酸對鋁箔表面的剝蝕比較嚴重，用該方法生產(chǎn)的陽極鋁箔比電容較低，并且由于硝酸反應時的自催化特性，第二次腐蝕過程的工藝可控性較差。
中國專利CN1292434A公開了一種中高壓陽極鋁箔的擴面腐蝕方法，該專利在第二次純化學腐蝕的電解液中引入銅離子及其絡合物，用以提高擴面腐蝕的反應速度。但該方法有可能會造成金屬銅吸附于鋁箔表面，導致后續(xù)清洗去除金屬雜質(zhì)困難，制成化成箔和電容器后會使產(chǎn)品使用壽命降低。
日本專利特開2002-246274公開了一種提高陽極鋁箔比容的方法，使用此方法生產(chǎn)出的陽極鋁箔具有樹枝狀結構的腐蝕孔洞，提高了擴面率從而提高了比容。但也因為這種孔洞結構的特殊性，導致其不適合高壓鋁電解電容器，并且鋁箔機械強度較差。
日本專利特開2005-203530公開了提高陽極鋁箔比容和強度的腐蝕方法，但工藝流程和機械設備復雜，投資大且操作管理不便。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服當前中高壓鋁電解電容器用陽極鋁箔腐蝕擴面技術的不足，提出一種陽極鋁箔的電化學腐蝕工藝。
本發(fā)明的陽極鋁箔的電化學腐蝕工藝，包括以下步驟第一次電化學腐蝕擴面是在含有硫酸和氯離子的混合溶液中進行，施加在鋁箔上的電流為直流電。混合溶液中硫酸的質(zhì)量百分比為20％～40％，氯離子的質(zhì)量百分比為1.5％～7.5％，溶液溫度為60℃～90℃，施加在鋁箔上的電流密度為0.20A/cm2～0.80A/cm2。其中，當硫酸濃度低于20％時，會使鋁箔表面的腐蝕孔洞密度不足，比電容下降；當硫酸濃度高于40％時，會使鋁箔表面的腐蝕孔洞過密，造成表面剝蝕，也會使比電容下降。當氯離子濃度低于1.5％時，鋁箔表面的腐蝕孔洞密度不足，比電容下降；當氯離子濃度高于7.5％時，鋁箔表面的腐蝕孔洞密度也變偏低，比電容下降，而且機械強度不好。當溶液溫度低于60℃時，會使鋁箔表面的腐蝕孔洞密度變低，比電容下降，而且機械強度不好；當溶液溫度高于90℃時，鋁箔表面的腐蝕孔洞密度過密，造成表面剝蝕，比電容下降。當電流密度低于0.20A/cm2時，腐蝕孔洞密度不足，比電容偏低；當電流密度高于0.80A/cm2時，鋁箔表面的腐蝕孔洞密度過密，造成表面剝蝕，比電容下降。
第二次電化學腐蝕擴面是在添加有機膦酸或膦酸鹽或兩者的混合物的鹽酸溶液中進行，施加在鋁箔上的電流為直流電?；旌先芤褐新入x子的質(zhì)量百分比為2.0％～10.0％，施加在鋁箔上的電流密度為0.05A/cm2～0.30A/cm2，溶液溫度為70℃～95℃，所添加的無機磷酸或其鹽質(zhì)量百分比為0.01％～1％。其中，當氯離子的濃度低于2.0％時，反應速度太慢，比電容偏低，生產(chǎn)效率也偏低；當氯離子的濃度高于10.0％時，反應速度太快，鋁箔表面剝蝕嚴重，比電容也偏低。當鋁離子的濃度低于2.0％時，鋁箔表面剝蝕嚴重，比電容偏低；當溫度低于70℃時，反應速度太慢，比電容偏低，生產(chǎn)效率也偏低；當溫度高于95℃時，反應速度太快，鋁箔表面剝蝕嚴重，比電容偏低。當添加的無機磷酸或其鹽濃度低于0.01％時，不能起保護鋁箔表面的作用，鋁箔表面剝蝕嚴重，比電容偏低；當有機膦酸或膦酸鹽濃度高于1％時，由于保護過度，腐蝕孔洞擴大的合理過程受阻，也會使比容偏低。
此外，本發(fā)明所使用的化工原料來源廣泛，第一次電化學腐蝕擴面混合溶液中的氯離子可以鹽酸或氯化物的方式添加。第二次電化學腐蝕擴面混合溶液中的有機膦酸或膦酸鹽可以是氨基三亞甲基膦酸(ATMP)、羥基亞乙基二膦酸(HEDP)、乙二胺四亞甲基膦酸(EDTMP)等中的一種或一種以上。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點和效果1、比電容提高、偏差減??；2、機械強度提高；3、外觀肉眼觀察均勻、一致性好；4、耐水性好，比原有工藝可儲存更長時間比容不衰減。
具體的實施方式下面結合實施例對本發(fā)明的技術方案進一步詳細描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例1使用鋁含量大于99.9％、立方織構度大于98％的110微米厚度特定型號電子光箔，經(jīng)適當前處理去除箔表面油脂后，進行兩次電化學擴面腐蝕第一次電化學腐蝕溶液中硫酸的質(zhì)量百分比為30％，氯離子以鹽酸的方式添加，其質(zhì)量百分比為4.0％，溶液溫度為75.0℃，施加在鋁箔上的電流密度為0.50A/cm2。第二次電化學腐蝕溶液中氯離子的質(zhì)量百分比為6.0％，所添加的ATMP質(zhì)量百分比約為0.61％，溶液溫度為85℃，施加在鋁箔上的電流密度為0.10A/cm2。
實施例2使用鋁含量大于99.9％、立方織構度大于98％的110微米厚度特定型號電子光箔，經(jīng)適當前處理去除箔表面油脂后，進行兩次電化學擴面腐蝕第一次電化學腐蝕溶液中硫酸的質(zhì)量百分比為30％，氯離子以氯化銨的方式添加，其質(zhì)量百分比為5.9％，溶液溫度為75.0℃，施加在鋁箔上的電流密度為0.50A/cm2。第二次電化學腐蝕溶液中氯離子的質(zhì)量百分比為6.0％，所添加的HEDP質(zhì)量百分比約為0.42％，溶液溫度為85℃，施加在鋁箔上的電流密度為0.10A/cm2。
實施例3使用鋁含量大于99.9％、立方織構度大于98％的110微米厚度特定型號電子光箔，經(jīng)適當前處理去除箔表面油脂后，進行兩次電化學擴面腐蝕第一次電化學腐蝕溶液中硫酸的質(zhì)量百分比為30％，氯離子以氯化鈉的方式添加，其質(zhì)量百分比為6.4％，溶液溫度為75.0℃，施加在鋁箔上的電流密度為0.50A/cm2。第二次電化學腐蝕溶液中氯離子的質(zhì)量百分比為6.0％，所添加的EDTMP質(zhì)量百分比約為0.94％，溶液溫度為85℃，施加在鋁箔上的電流密度為0.10A/cm2。
實施例4使用鋁含量大于99.9％、立方織構度大于98％的110微米厚度特定型號電子光箔，經(jīng)適當前處理去除箔表面油脂后，進行兩次電化學擴面腐蝕第一次電化學腐蝕溶液中硫酸的質(zhì)量百分比為30％，氯離子以氯化鈉的方式添加，其質(zhì)量百分比為6.4％，溶液溫度為75.0℃，施加在鋁箔上的電流密度為0.50A/cm2。第二次電化學腐蝕溶液中氯離子的質(zhì)量百分比為6.0％，添加質(zhì)量百分比約為0.50％EDTMP+0.30％ATMP，溶液溫度為85℃，施加在鋁箔上的電流密度為0.10A/cm2。
將上述實施例1～實施例4中經(jīng)過兩次電化學腐蝕擴面完畢后的鋁箔依次在50％濃硝酸、純水中清洗干凈，按電子行業(yè)標準《SJ/T11140-1997鋁電解電容器用電極箔》對其590V比電容及機械強度進行測試，所得結果如表1所示。
表1
權利要求
1.一種陽極鋁箔的電化學腐蝕工藝，包括兩次直流電化學腐蝕擴面過程，其特征是第一次電化學腐蝕擴面是在含有硫酸和氯離子的混合溶液中進行，施加在鋁箔上的電流為直流電。混合溶液中硫酸的質(zhì)量百分比為20％～40％，氯離子的質(zhì)量百分比為1.5％～7.5％，溶液溫度為60℃～90℃，施加在鋁箔上的電流密度為0.20A/cm2～0.80A/cm2；第二次電化學腐蝕擴面是在添加有機膦酸或膦酸鹽或兩者的混合物的鹽酸溶液中進行，施加在鋁箔上的電流為直流電。混合溶液中氯離子的質(zhì)量百分比為2.0％～10.0％，施加在鋁箔上的電流密度為0.05A/cm2～0.30A/cm2，溶液溫度為70℃～95℃，所添加的無機磷酸或其鹽質(zhì)量百分比為0.01％～1％。
2.根據(jù)權利要求1所述的陽極鋁箔的電化學腐蝕工藝，其特征是第二次電化學腐蝕擴面混合溶液中的有機膦酸或膦酸鹽是氨基三亞甲基膦酸(ATMP)、羥基亞乙基二膦酸(HEDP)、乙二胺四亞甲基膦酸(EDTMP)之一或其混合物。
全文摘要
本發(fā)明的陽極鋁箔的電化學腐蝕工藝，包括兩次直流電化學腐蝕過程。第一次電化學腐蝕是在含有硫酸、氯離子、鋁離子的混合溶液中進行，第二次電化學腐蝕添加了有機膦酸或膦酸鹽，氨基三亞甲基膦酸(ATMP)、羥基亞乙基二膦酸(HEDP)、乙二胺四亞甲基膦酸(EDTMP)等，所生產(chǎn)的腐蝕鋁箔具有比電容大、外觀均勻、機械強度高、耐水性好等多種優(yōu)點。
文檔編號H01G9/04GK101029412SQ20061012429
公開日2007年9月5日 申請日期2006年12月19日 優(yōu)先權日2006年12月19日
發(fā)明者李建霖 申請人:東莞市東陽光電容器有限公司