專利名稱：一種電解電容器低壓陰極用鋁箔及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄鋁箔或鋁帶產(chǎn)品，該產(chǎn)品在經(jīng)過(guò)提高比表面的表面蝕刻處理后用于制造電解電容器的電極，特別是低壓電解電容器陰極用鋁箔及其制造方法。
背景技術(shù)：
電解電容器是電子電器產(chǎn)品中不可或缺的元件，鋁質(zhì)電解電容器性能優(yōu)良、質(zhì)量可靠、工藝成熟、價(jià)格低廉、易于加工、使用方便，因而得到了廣泛的應(yīng)用。鋁質(zhì)電解電容器的產(chǎn)品水平很大程度上取決于用作電極的鋁箔所能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)，微量元素的存在及分布對(duì)鋁箔的腐蝕過(guò)程和電容量大小具有至關(guān)重要的影響，因此，微量元素的設(shè)計(jì)與控制是目前國(guó)內(nèi)外原箔制造技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)難題之一，控制純鋁中的Fe、S1、Cu三種主要雜質(zhì)元素的含量是微量元素控制的一般手段，同時(shí)，其他雜質(zhì)元素也對(duì)鋁箔質(zhì)量能產(chǎn)生不可忽視的影響，鋁箔在設(shè)計(jì)中往往還考慮添加T1、Mn、Zn、Cr、Ag、Mg、Pb、B1、V、Ga、N1、Ca、Na、B、P等元素。近年來(lái)，隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，鋁電解電容器也隨之向著小體積、大容量、高集成、輕量化的方向發(fā)展，這就進(jìn)一步要求電極用鋁箔可以在很小的曲率半徑下就能高速卷曲并具有十分優(yōu)異的機(jī)械性能。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)階段所面臨的技術(shù)難題，本發(fā)明的目的在于提供一種電解電容器低壓陰極用鋁箔及其制造方法，該低壓陰極用箔及其制造方法具有比電容大、鋁箔機(jī)械性能優(yōu)異、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。S卩，本發(fā)明的第一方面:一種電解電容器低壓陰極用鋁箔的特征在于:以質(zhì)量百分比計(jì)，含有 Cu:0.06-0.08%, Fe:0.30-0.32%, Si:0.04-0.06 %, Pb:0.5-1.5ppm, Ni:
0.5-1.5ppm,其余部分為Al及不可避免的雜質(zhì)，雜質(zhì)元素總含量不超過(guò)0.10 %，其中單個(gè)雜質(zhì)元素含量不超過(guò)0.03%。本發(fā)明在鋁基體中首先通過(guò)必要的Cu、Fe、Si元素組合，控制0.06 > Cu >
0.08%，控制0.30 > Fe > 0.32%，控制0.04 > Si > 0.06%，同時(shí)加入適量的Pb、Ni有益元素(其他則為不可避免雜質(zhì))，可以在鋁箔產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)如下目的:第一是使鋁箔表面和內(nèi)部可以形成足夠數(shù)量的腐蝕核心，在腐蝕過(guò)程中可有效的擴(kuò)大鋁箔表面積，提高其比電容；第二方面上述有益元素的存在還可以有效提高鋁箔腐蝕后的機(jī)械強(qiáng)度。上述各元素的添加意義及含量的限定理由如下:Cu:0.06-0.08%Cu在Al中以固溶狀態(tài)存在，可以有效的提高Al的機(jī)械性能，尤為重要的是，彌散分布的Cu可以使箔體在腐蝕中的蝕刻均勻性提高，最終提高鋁箔的比電容。若僅從提高鋁箔機(jī)械性能的角度出發(fā)，Cu是一種強(qiáng)化元素，Cu含量越高，鋁箔機(jī)械強(qiáng)度也越高，但是，腐蝕中經(jīng)常出現(xiàn)二次沉淀現(xiàn)象，即:當(dāng)Cu原子周圍的鋁溶解之后，Cu在腐蝕介質(zhì)中自行溶解脫落，變?yōu)镃u2+離子進(jìn)入溶液，Cu2+離子很不穩(wěn)定，很快又在鋁箔表面陰極相區(qū)沉淀出來(lái)。二次沉淀使鋁箔表面銅斑增大、陰極區(qū)增強(qiáng)、易于被破壞，為了將其除去，必須進(jìn)行后處理。所以在成分上也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)限制Cu元素的含量。因此，Cu的含量被限制在0.06-0.08%，另夕卜，基于同樣的理由，優(yōu)選配方中，Cu的含量限制在0.065-0.075%。Fe:0.30-0.32%, Si:0.04-0.06%鋁箔中僅含有Fe雜質(zhì)元素時(shí)，F(xiàn)e與Al生成針狀FeAl315鋁箔中僅含有Si雜質(zhì)元素時(shí)，Si在Al中以板狀游離硅形式存在。鋁箔中同時(shí)含有Fe和Si時(shí)，根據(jù)Fe、Si含量不同，可能生成骨骼狀Fe3Si2Al12和針狀Fe2Si2Al9,與呈針狀的FeAl3、Fe2Si2Al9兩種化合物相t匕，呈骨骼狀的Fe3Si2Al12化合物硬度較小，對(duì)基體割裂的程度也較小，為了方便鋁箔的加工及提高鋁箔性能，本發(fā)明希望Fe、Si元素以骨骼狀Fe3Si2Al12K合物形式存在，此時(shí)Fe、Si元素原子比為3: 2，換算為質(zhì)量比為3: 1，為了盡量生成Fe3Si2Al12，本發(fā)明中Si的含量被限制在0.04-0.06%,Fe的含量被限制在0.30-0.32% ;另外，基于同樣的理由，優(yōu)選配方中，Si的含量被限制在0.048-0.054%, Fe的含量被限制在0.310-0.315%。Pb:0.5-1.5ppmPb是鋁箔生產(chǎn)中的有益微量元素，Pb在最終退火時(shí)在鋁箔表面濃化，可使腐蝕初期蝕坑的產(chǎn)生變得均勻化，抑制鋁箔局部產(chǎn)生蝕坑。當(dāng)然，若Pb含量低于0.1ppm時(shí)則缺乏上述效果，若Pb含量高于3ppm時(shí)則鋁箔表面的溶解變得劇烈，其靜電容量會(huì)降低，因此Pb的合理含量為0.l-3ppm,在該含量范圍內(nèi)，優(yōu)選Pb含量的下限值為0.5ppm,優(yōu)選Pb含量的上限值為1.5ppm。Ni:0.5-1.5ppm在含足夠Fe的鋁箔中，Ni與Al、Fe結(jié)合形成Al (Ni,Fe)化合物，這些化合物的電位高，在腐蝕中與Al基體產(chǎn)生局部的電池反應(yīng)，使鋁箔的蝕刻性提高，然而，Ni含量提高容易造成Al基體中形成大的Al(Ni，F(xiàn)e)化合物，此時(shí)腐蝕中會(huì)以Al (Ni，F(xiàn)e)化合物為中心形成粗大的蝕痕，因此本發(fā)明控制Ni含量在0.5-1.5ppm內(nèi)，優(yōu)選Ni含量的下限值為0.8ppm,優(yōu)選Ni含量的上限值為1.2ppm。相應(yīng)的，本發(fā)明的第二方面:提供了一種電解電容器低壓陰極用鋁箔的制造方法，其步驟包括:鑄軋、冷軋、箔軋。一種電解電容器低壓陰極用鋁箔的制造方法如下:鑄軋步驟在f 680 X 1450鑄軋機(jī)上進(jìn)行，首先在熔煉爐熔煉成符合權(quán)利I所述成分的合金熔體，其溫度為730-760°C，然后將熔體導(dǎo)入靜置爐進(jìn)行精煉，控制爐中熔體溫度在720-740°C，通過(guò)流口和流槽進(jìn)入除氣裝置出去多余的氫，然后通過(guò)雙層過(guò)濾器過(guò)濾凈化，除去熔體中的雜質(zhì)。隨后熔體流入可以控制液面高度的前箱內(nèi)，再經(jīng)過(guò)澆道到供料嘴，此時(shí)可以開(kāi)始鑄軋，鑄軋溫度為680-695°C。鑄軋后獲得厚度為7.5mm的板材；鑄軋獲得板材經(jīng)嚴(yán)格檢測(cè)后進(jìn)入冷軋及箔軋步驟，采用1450冷軋機(jī)，經(jīng)過(guò)冷軋，招板(招猜)厚度的變化依次為:7.0mm-4.0mm-2.5mm-1.5mm-0.Qmm-Q.55mm-0.3Smm-Q.24mm-Q.1 Bmm-Q.10Smm-Q.065mm-0.040mm,即最終獲得厚度為 0.040mm 的合金招猜。本發(fā)明通過(guò)鑄軋、冷軋、箔軋，最終制備得到一種電解電容器低壓陰極鋁箔，將獲得的鋁箔進(jìn)行電化學(xué)或者化學(xué)腐蝕處理，可以有效擴(kuò)大鋁箔的表面積，腐蝕后進(jìn)行化成處理，繼而用作電解電容器低壓陰極鋁箔。該制造方法可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)，而且該鋁箔制造方法生產(chǎn)效率高、成品率高、成本較低。與國(guó)內(nèi)外常用的Ixxx系列合金牌號(hào)鋁生產(chǎn)的陰極鋁箔相比，本發(fā)明制備的低壓陰極鋁箔具有更好的導(dǎo)電性、耐腐蝕性，其機(jī)械性能比1xxx系列合金也更穩(wěn)定，其強(qiáng)度和延伸率都較高。下面結(jié)合具體事例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例化學(xué)成分及本發(fā)明外的對(duì)比例化學(xué)成分見(jiàn)表I配置如表1所示化學(xué)成分的鋁熔體，通過(guò)鑄軋、冷軋(包含中間退火)、箔軋，制備得到0.040mm厚度的同編號(hào)鋁箔試樣，隨即對(duì)鋁箔試樣進(jìn)行腐蝕預(yù)處理及腐蝕處理，最后將鋁箔試樣清洗烘干、進(jìn)行性能檢測(cè)，所得結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可以看出，本發(fā)明鋁箔腐蝕損失率低、比容高，并且本發(fā)明鋁箔具有優(yōu)秀的機(jī)械性能。表權(quán)利要求
1.一種電解電容器低壓陰極用鋁箔，其特征在于具有以下組成:以質(zhì)量百分比計(jì)，含有 Cu:0.06-0.08%, Fe:0.30-0.32%, Si:0.04-0.06%, Pb:0.5-1.5ppm, N1:0.5-1.5ppm,其余部分為Al及不可避免的雜質(zhì)，雜質(zhì)元素總含量不超過(guò)0.10%，其中單個(gè)雜質(zhì)元素含量不超過(guò)0.03%。
2.一種如權(quán)利要求1所述電解電容器低壓陰極用鋁箔的制造方法，其制造步驟包括:鑄軋、冷軋、箔軋；其特征在于:合金的熔煉溫度為730-760°C，精煉溫度為720-740°C，鑄軋溫度為 680-695°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電解電容器低壓陰極用鋁箔及其制造方法，該陰極鋁箔的特征在于具有以下化學(xué)成分以質(zhì)量百分比計(jì)，含有Cu0.06-0.08％，F(xiàn)e0.30-0.32％，Si0.04-0.06％，Pb0.5-1.5ppm，Ni0.5-1.5ppm，其余部分為Al和不可避免的雜質(zhì)。其制造步驟包括鑄軋、冷軋、箔軋；制造時(shí)，合金的熔煉溫度為730-760℃，精煉溫度為720-740℃，鑄軋溫度為680-695℃。本發(fā)明的產(chǎn)品具有比電容大、機(jī)械強(qiáng)度高及生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01G9/042GK103093961SQ201110344518
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者張志龍, 鄒利華, 寧愛(ài)林, 劉驚濤, 趙德祥, 尹富喜, 李佐軍, 趙清橋 申請(qǐng)人:湖南省邵東縣新仁鋁業(yè)有限責(zé)任公司