中高壓陽(yáng)極箔的多段多次發(fā)孔方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種中高壓陽(yáng)極箔的多段多次發(fā)孔方法，依次包括以下步驟：先對(duì)鋁箔進(jìn)行前處理；然后1)將鋁箔置于含硫酸和氯離子的電解腐蝕液中，對(duì)鋁箔施加直流電以進(jìn)行一次電解腐蝕發(fā)孔；2)將經(jīng)過(guò)電解腐蝕發(fā)孔的鋁箔置于含硫酸和氯離子的化學(xué)腐蝕液中，使鋁箔進(jìn)行一次化學(xué)腐蝕；3)依次循環(huán)步驟1)和2)至少一次。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)一次發(fā)孔的方法，本發(fā)明通過(guò)多次對(duì)鋁箔施加直流電進(jìn)行電解腐蝕發(fā)孔，并在每次電解腐蝕發(fā)孔后，都進(jìn)行一次化學(xué)腐蝕，能使鋁箔達(dá)到均勻并適合密度的發(fā)孔狀態(tài)。本發(fā)明的方法易于實(shí)現(xiàn)和控制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
中高壓陽(yáng)極箔的多段多次發(fā)孔方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及鋁電解電容器用陽(yáng)極箱的制造方法，特別是中高壓陽(yáng)極箱的發(fā)孔方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁電解電容器向小型化發(fā)展是必然的趨勢(shì)，而鋁電解電容器的靜電容量主要由陽(yáng) 極箱提供，因此，迫切需要提高陽(yáng)極箱的靜電容量，即提高其單位面積的靜電容量(比容）。
[0003] 中高壓陽(yáng)極箱的電解腐蝕工藝一般為:鋁箱-前處理-一級(jí)發(fā)孔腐蝕-二級(jí)或多 級(jí)擴(kuò)孔腐蝕-后處理。前處理的主要作用是除去光箱表面油污、雜質(zhì)及氧化膜，改善表面狀 態(tài)，促進(jìn)鋁箱下一步發(fā)孔腐蝕時(shí)形成均勻分布的隧道孔。發(fā)孔腐蝕的作用是通過(guò)施加直流 電在鋁箱表面形成具有一定孔徑和深度的初始隧道孔。擴(kuò)孔腐蝕的作用是在初始隧道孔的 基礎(chǔ)上進(jìn)一步通電腐蝕，使隧道孔的孔徑進(jìn)一步擴(kuò)大至所需尺寸，獲得高比容。后處理的主 要作用則是消除鋁箱表面殘留的金屬雜質(zhì)、箱灰以及隧道孔內(nèi)的氯離子。
[0004] 鋁箱表面形成均勻分布的高密度、尺寸(孔徑、孔深)合理的隧道孔是獲得高比容 的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的電解腐蝕工藝大多在一級(jí)發(fā)孔腐蝕中采用單段一次發(fā)孔方法，其難以在一 次性的發(fā)孔過(guò)程中既保證發(fā)孔的密度，又保證發(fā)孔的深度。此外，傳統(tǒng)的電解腐蝕工藝一般 通過(guò)控制前處理的條件或光箱的雜質(zhì)分布等來(lái)控制鋁箱上孔的形成與分布。然而，由于前 處理的溶液成分控制困難、光箱品質(zhì)不穩(wěn)定等原因，采用上述方法往往難以控制發(fā)孔的密 度及均勻度，容易出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)高容量箱比例小、比容偏差大等情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種容易控制的中高壓陽(yáng)極箱的多段多次 的發(fā)孔方法，能夠保證鋁箱達(dá)到理想的發(fā)孔狀態(tài)。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] 中高壓陽(yáng)極箱的多段多次發(fā)孔方法，依次包括以下步驟：
[0008] 1)將經(jīng)過(guò)前處理的鋁箱置于含硫酸和氯離子的電解腐蝕液中，對(duì)鋁箱施加直流電 以進(jìn)行一次電解腐蝕發(fā)孔；
[0009] 2)將經(jīng)過(guò)電解腐蝕發(fā)孔的鋁箱置于含硫酸和氯離子的化學(xué)腐蝕液中，使鋁箱進(jìn)行 一次化學(xué)腐蝕；
[0010] 3)依次循環(huán)步驟1)和2)至少一次。
[0011] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)一次發(fā)孔的方法，本發(fā)明通過(guò)多次對(duì)鋁箱施加直流電進(jìn)行電解腐 蝕發(fā)孔，并在每次電解腐蝕發(fā)孔后，都進(jìn)行一次化學(xué)腐蝕，能使鋁箱達(dá)到均勻并適合密度的 發(fā)孔狀態(tài)。本發(fā)明的方法易于實(shí)現(xiàn)和控制。
[0012] 具體地，所述步驟3)為依次循環(huán)步驟1)和2)兩次。
[0013] 具體地，所述步驟1)中的電解腐蝕液含15~40wt%的硫酸和0.8~8wt%的氯離 子。
[0014] 具體地，所述步驟2)中的化學(xué)腐蝕液含15~40wt %的硫酸和0.8~8wt %的氯離 子。
[0015]具體地，所述步驟1)中施加的直流電的電流密度為0.2~2A/cm2。
[0016]具體地，所述步驟1)中的電解腐蝕液的溫度為60~80°C。
[0017]具體地，所述步驟2)中的化學(xué)腐蝕液的溫度為70~95°C。
[0018]具體地，所述步驟2)中鋁箱進(jìn)行一次化學(xué)腐蝕的時(shí)間為5~120s。
[0019] 進(jìn)一步，所述步驟3)為依次循環(huán)步驟1)和2)至少一次，并控制鋁箱的重量損失小 于其重量的15%。
[0020] 為了更好地理解和實(shí)施，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是實(shí)施例1所得箱片的電鏡掃描圖。
[0022] 圖2是實(shí)施例2所得箱片的電鏡掃描圖。
[0023] 圖3是實(shí)施例3所得箱片的電鏡掃描圖。
[0024] 圖4是實(shí)施例6所得箱片的電鏡掃描圖。
[0025]圖5是圖1的一萬(wàn)倍放大圖。
[0026] 圖6是圖2的一萬(wàn)倍放大圖。
[0027] 圖7是圖3的一萬(wàn)倍放大圖。
[0028]圖8是圖4的一萬(wàn)倍放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 本發(fā)明提供一種中高壓陽(yáng)極箱的多段多次發(fā)孔方法，依次包括以下步驟：
[0030] 1)將經(jīng)過(guò)前處理的鋁箱置于含15~40wt%的硫酸和0.8~8wt%的氯離子的電解 腐蝕液中，該電解腐蝕液的溫度為60~80°C，對(duì)鋁箱施加電流密度為0.2~2A/cm 2直流電以 進(jìn)行一次電解腐蝕發(fā)孔；
[0031] 2)將經(jīng)過(guò)電解腐蝕發(fā)孔的鋁箱置于含15~40wt%的硫酸和0.8~8wt%的氯離子 的化學(xué)腐蝕液中，該化學(xué)腐蝕液的溫度為70~95°C，使鋁箱進(jìn)行一次化學(xué)腐蝕，時(shí)間為5~ 120s；
[0032] 3)依次循環(huán)步驟1)和2)至少一次，并控制鋁箱的重量損失小于其重量的15%。
[0033] 本發(fā)明的中高壓陽(yáng)極箱的多段多次發(fā)孔方法，其中"多段"是指鋁箱在每次電解腐 蝕發(fā)孔后都要進(jìn)行一次化學(xué)腐蝕，形成間隔多段的處理過(guò)程，而"多次"是指對(duì)鋁箱進(jìn)行多 次的電解腐蝕發(fā)孔。
[0034] 鋁箱的發(fā)孔狀態(tài)與硫酸的濃度、氯離子濃度、溶液的溫度和直流電的電流密度等 條件密切相關(guān)。
[0035] 當(dāng)氯離子濃度不足0.8 %時(shí)，發(fā)孔個(gè)數(shù)很少；當(dāng)氯離子濃度超過(guò)8%時(shí)，鋁箱表面自 腐蝕嚴(yán)重，發(fā)孔后的箱片厚度變薄，折彎強(qiáng)度降低，影響其比容。當(dāng)硫酸濃度小于15%時(shí)，發(fā) 孔個(gè)數(shù)很少；當(dāng)硫酸濃度超過(guò)40%時(shí)，鋁箱表面同樣自腐蝕嚴(yán)重，發(fā)孔后的箱片厚度變薄， 折彎強(qiáng)度降低，比容降低。因此，配制含15~40wt%的硫酸和0.8~8wt%的氯離子的電解腐 蝕液或化學(xué)腐蝕液較為合適。
[0036] 當(dāng)電解腐蝕液的溫度低于60°C時(shí)，其蝕孔過(guò)少，且所侵蝕的孔貫穿箱片；當(dāng)電解腐 蝕液的溫度高于80°C時(shí)，其蝕孔數(shù)量太多，且所侵蝕的孔中尺寸合適的有效孔減少，容易發(fā) 生并孔現(xiàn)象，并且孔的深度也不足，降低箱片的電容量。因此，將電解腐蝕液的溫度控制在 60~80 °C較為合適。
[0037] 當(dāng)化學(xué)腐蝕液的溫度低于70°C時(shí)，無(wú)法起到活化作用，不能在鋁箱表面形成有利 的酸化皮膜，處理所得的箱片電容量低；當(dāng)化學(xué)腐蝕的溫度高于95°C時(shí)，會(huì)破壞電解腐蝕發(fā) 孔得到的孔洞。此外，化學(xué)腐蝕液的溫度需要跟化學(xué)腐蝕的時(shí)間配合，才能達(dá)到最佳的發(fā)孔 效果。當(dāng)將化學(xué)腐蝕液的溫度控制在70~95°C時(shí)，相應(yīng)地將化學(xué)腐蝕的時(shí)間控制在5~120s 之間較為合適。
[0038] 電解腐蝕發(fā)孔所施加的直流電的電流密度不宜過(guò)大，在0.2~2A/cm2范圍內(nèi)較為 合適。
[0039] 值得注意的是，要控制對(duì)鋁箱進(jìn)行電解腐蝕發(fā)孔和化學(xué)腐蝕的總時(shí)間，使鋁箱的 重量損失小于其重量的15%，避免發(fā)孔后的箱片厚度太薄，造成折彎強(qiáng)度和比容降低。
[0040] 實(shí)施例1
[0041] 本實(shí)施例對(duì)鋁箱進(jìn)行多段一次發(fā)孔處理，包括以下步驟：
[0042]將經(jīng)過(guò)前處理的鋁箱置于含15wt%的硫酸和5wt%的氯離子的電解腐蝕液中，該 電解腐蝕液的溫度為68°C。再對(duì)鋁箱施加電流密度為1A/cm2的直流電以進(jìn)行一次電解腐蝕 發(fā)孔，電解腐蝕發(fā)孔的時(shí)間為25s。然后，將經(jīng)過(guò)電解腐蝕發(fā)孔的鋁箱置于與電解腐蝕液配 方相同的化學(xué)腐蝕液中，該化學(xué)腐蝕液的溫度為80°C，使鋁箱進(jìn)行一次化學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕 的時(shí)間為60s。
[0043] 實(shí)施例2
[0044] 本實(shí)施例對(duì)鋁箱進(jìn)行多段二次發(fā)孔處理，包括以下步驟:在完成實(shí)施例1的步驟 后，按照相同的條件依次循環(huán)一次實(shí)施例1的步驟。
[0045] 實(shí)施例3
[0046]本實(shí)施例對(duì)鋁箱進(jìn)行多段三次發(fā)孔處理，包括以下步驟:在完成實(shí)施例1的步驟 后，按照相同的條件依次循環(huán)兩次實(shí)施例1的步驟。
[0047] 實(shí)施例4
[0048]本實(shí)施例對(duì)鋁箱進(jìn)行多段四次發(fā)孔處理，包括以下步驟:在完成實(shí)施例1的步驟 后，按照相同的條件依次循環(huán)三次實(shí)施例1的步驟。
[0049] 實(shí)施例5
[0050] 本實(shí)施例對(duì)鋁箱進(jìn)行單段三次發(fā)孔處理，每次電解腐蝕發(fā)孔后不對(duì)鋁箱進(jìn)行化學(xué) 腐蝕處理，包括以下步驟:將經(jīng)過(guò)前處理的鋁箱置于含15wt%的硫酸和5wt%的氯離子的電 解腐蝕液中，該電解腐蝕液的溫度為68°C。再對(duì)鋁箱施加電流密度為lA/cm 2的直流電，分別 進(jìn)行三次電解腐蝕發(fā)孔，每次電解腐蝕發(fā)孔的時(shí)間為25s。
[0051 ] 實(shí)施例6
[0052]本實(shí)施例對(duì)鋁箱進(jìn)行單段一次發(fā)孔處理，電解腐蝕發(fā)孔后不對(duì)鋁箱進(jìn)行化學(xué)腐蝕 處理，包括以下步驟:將經(jīng)過(guò)前處理的鋁箱置于含15wt %的硫酸和5wt %的氯離子的電解腐 蝕液中，該電解腐蝕液的溫度為68 °C。再對(duì)鋁箱施加電流密度為lA/cm2的直流電以進(jìn)行一 次電解腐蝕發(fā)孔，電解腐蝕發(fā)孔的時(shí)間為75s。
[0053] 實(shí)施例1~6處理所得的箱片的物理性能數(shù)據(jù)列于表1中：
[0054] 表 1
[0057]根據(jù)表1對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，隨著多段發(fā)孔次數(shù)的增加，實(shí)施例1~4處理所得的箱片的 比容增大，而比容偏差減小。實(shí)施例3經(jīng)過(guò)多段三次發(fā)孔所得箱片的發(fā)孔效果最好，其比容 大、比容偏差小、折彎強(qiáng)度好。而實(shí)施例4經(jīng)過(guò)多段四次發(fā)孔所得的箱片的重?fù)p明顯增加，說(shuō) 明其腐蝕量增加，而比容并沒(méi)有明顯增大、折彎強(qiáng)度有所降低，箱片的性能變差。由于缺少 每次電解腐蝕發(fā)孔后的化學(xué)腐蝕步驟，實(shí)施例5經(jīng)過(guò)單段三次發(fā)孔所得的箱片的比容比實(shí) 施例3所得箱片的比容較小，同時(shí)其比容偏差較大。實(shí)施例6采用傳統(tǒng)的單段一次發(fā)孔所得 箱片的發(fā)孔效果較差，其比容小，并且比容偏差大。
[0058]請(qǐng)參閱圖1~8,圖1~3分別為實(shí)施例1~3所得箱片的電鏡掃描圖，圖4為實(shí)施例6 所得箱片的電鏡掃描圖，
[0059] 通過(guò)比較圖1~3可直觀(guān)地看出，每多進(jìn)行一次多段電解腐蝕發(fā)孔，所得箱片的孔 密度就逐漸增加，并且孔洞的分布均勻合理，有利于所發(fā)的孔洞在后續(xù)的擴(kuò)孔過(guò)程中均勻 發(fā)展。相較而言，如圖4所示，傳統(tǒng)腐蝕工藝進(jìn)行單段一次發(fā)孔，所得箱片的孔密度低，并且 孔洞的分布很不均勻，嚴(yán)重影響后續(xù)的擴(kuò)孔過(guò)程，孔密度高的位置由于空間太擠，易造成孔 洞合并、孔失效等不良情況，而孔密度低的位置比容小。
[0060] 請(qǐng)參閱圖5~8,其分別為圖1~4的一萬(wàn)倍放大圖，圖中對(duì)孔徑的大小進(jìn)行了標(biāo)注。 對(duì)比圖5~7和圖8,圖5~7所示的多段發(fā)孔處理所得箱片所發(fā)的孔洞中，大孔徑的孔洞數(shù)量 所占比例較小，有利于后續(xù)擴(kuò)孔過(guò)程中的均勻發(fā)展。而圖8所示的單段一次發(fā)孔處理所得箱 片所發(fā)的孔洞中，大孔徑的孔洞的數(shù)量所占比例較大，限制了孔洞的總數(shù)量，也不利于后續(xù) 擴(kuò)孔過(guò)程中的均勻發(fā)展。
[0061] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)一次發(fā)孔的方法，本發(fā)明通過(guò)控制電流密度、時(shí)間、溫度等條件先 保證發(fā)孔的深度達(dá)到理想狀態(tài)，然后進(jìn)行多段多次發(fā)孔，使孔密度逐漸增加，直到達(dá)到需要 的孔密度為止。通過(guò)多次對(duì)鋁箱施加直流電進(jìn)行電解腐蝕發(fā)孔，并在每次電解腐蝕發(fā)孔后， 都進(jìn)行一次化學(xué)腐蝕，能使鋁箱達(dá)到均勻并適合密度的發(fā)孔狀態(tài)。本發(fā)明的方法易于實(shí)現(xiàn) 和控制。
[0062]本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，如果對(duì)本發(fā)明的各種改動(dòng)或變形不脫離本發(fā)明 的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā) 明也意圖包含這些改動(dòng)和變形。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 中高壓陽(yáng)極箱的多段多次發(fā)孔方法，其特征在于，依次包括以下步驟： 1) 將經(jīng)過(guò)前處理的鋁箱置于含硫酸和氯離子的電解腐蝕液中，對(duì)鋁箱施加直流電以進(jìn) 行一次電解腐蝕發(fā)孔； 2) 將經(jīng)過(guò)電解腐蝕發(fā)孔的鋁箱置于含硫酸和氯離子的化學(xué)腐蝕液中，使鋁箱進(jìn)行一次 化學(xué)腐蝕； 3) 依次循環(huán)步驟1)和2)至少一次。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中高壓陽(yáng)極箱的多段多次發(fā)孔方法，其特征在于:所述步驟3) 為依次循環(huán)步驟1)和2)兩次。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中高壓陽(yáng)極箱的多段多次發(fā)孔方法，其特征在于:所述步驟1) 中的電解腐蝕液含15~40wt%的硫酸和0.8~8wt%的氯離子。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中高壓陽(yáng)極箱的多段多次發(fā)孔方法，其特征在于:所述步驟2) 中的化學(xué)腐蝕液含15~40wt%的硫酸和0.8~8wt%的氯離子。5. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的中高壓陽(yáng)極箱的多段多次發(fā)孔方法，其特征在于:所述步驟 1)中施加的直流電的電流密度為0.2~2A/cm 2。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的中高壓陽(yáng)極箱的多段多次發(fā)孔方法，其特征在于： 所述步驟1)中的電解腐蝕液的溫度為60~80°C。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的中高壓陽(yáng)極箱的多段多次發(fā)孔方法，其特征在于： 所述步驟2)中的化學(xué)腐蝕液的溫度為70~95°C。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的中高壓陽(yáng)極箱的多段多次發(fā)孔方法，其特征在于:所述步驟2) 中鋁箱進(jìn)行一次化學(xué)腐蝕的時(shí)間為5~120s。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的中高壓陽(yáng)極箱的多段多次發(fā)孔方法，其特征在于： 所述步驟3)為依次循環(huán)步驟1)和2)至少一次，并控制鋁箱的重量損失小于其重量的15%。
【文檔編號(hào)】H01G9/055GK105957717SQ201610364213
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日
【發(fā)明人】冉亮, 楊海亮, 劉俊英
【申請(qǐng)人】乳源縣立東電子科技有限公司