鋁電解電容器用陽極鋁箔電極反應(yīng)的耦合腐蝕制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鋁電解電容器用陽極鋁箔電極反應(yīng)的耦合腐蝕制備方法，包括以下步驟：首先將高純鋁箔在常溫下的稀酸或稀堿溶液中進(jìn)行前處理;前處理后的鋁箔直接置于由酸、鹽、去極化劑、高分子緩蝕劑構(gòu)成的混合電解質(zhì)體系中，以鋁箔作為孤立的電極進(jìn)行自身電極反應(yīng)的耦合，即在一片鋁箔上同時(shí)陰極得電子反應(yīng)和陽極鋁箔失電子腐蝕反應(yīng)；直接取出腐蝕鋁箔，用清水侵泡洗滌腐蝕鋁箔表面電解液，干燥，備用于化成。本發(fā)明具有不需外加對(duì)電極和電源，大大簡(jiǎn)化了腐蝕鋁箔生產(chǎn)設(shè)備投入和工藝流程，減少生產(chǎn)腐蝕鋁箔電耗，降低生產(chǎn)成本，使得腐蝕鋁箔減薄率低、機(jī)械性能優(yōu)良，減少腐蝕鋁箔生產(chǎn)中酸的用量、延長設(shè)備使用壽命，制備出的鋁電解電容器小型化、高比容、耐用、穩(wěn)定性好、節(jié)能環(huán)保。
【專利說明】
鋁電解電容器用陽極鋁箔電極反應(yīng)的耦合腐蝕制備方法
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種鋁電解電容器用陽極鋁箔電極反應(yīng)的耦合腐蝕制備方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
鋁電解電容器是電器產(chǎn)品中不可或缺的元件之一，在電源整流濾波、能量?jī)?chǔ)存轉(zhuǎn)換。訊號(hào)旁路耦合等場(chǎng)所應(yīng)用廣泛。其在電子線路中的主要作用是通交流和阻直流，優(yōu)點(diǎn)在于體積小、重量輕、儲(chǔ)存電量大、性價(jià)比高。
[0003]鋁電解電容器制作的核心過程是陽極鋁箔的制作，其關(guān)鍵在于制作出比表面積大、強(qiáng)度高、氧化層結(jié)構(gòu)均勻致密的腐蝕鋁箔，這樣才能獲得高比容、穩(wěn)定性好、耐用的鋁電解電容器。目前工業(yè)化制備腐蝕鋁箔主要采用直流電源或交流電源，以鋁箔為陽極、石墨電極為陰極在酸性介質(zhì)中進(jìn)行電化學(xué)侵蝕，沿著鋁箔晶格(100)方向形成隧道孔，擴(kuò)大比表面積，以增大鋁電解電容器比容。
[0004]陽極鋁箔電化學(xué)侵蝕過程中由于消耗大量電能，腐蝕鋁箔產(chǎn)品中四分之一的成本用于支付電耗，且用石墨電極作為對(duì)電極，導(dǎo)致腐蝕鋁箔制作工藝流程較為繁瑣，而鋁箔電極反應(yīng)的耦合腐蝕不需外加對(duì)電極和電源，大大簡(jiǎn)化了腐蝕鋁箔生產(chǎn)設(shè)備投入和工藝流程，減少生產(chǎn)腐蝕鋁箔電耗，降低生產(chǎn)成本。陽極鋁箔電極反應(yīng)的耦合腐蝕擴(kuò)面方式中鋁箔擴(kuò)面效果與孤立的電極即高純鋁箔的特性有關(guān)，鋁箔所含微量金屬雜質(zhì)、導(dǎo)電性能、混合電解質(zhì)體系中去極化劑的還原反應(yīng)平衡電位、電極反應(yīng)過程中電子的轉(zhuǎn)移及電解質(zhì)離子迀移數(shù)都對(duì)鋁箔腐蝕擴(kuò)面效果產(chǎn)生影響；混合電解質(zhì)體系的酸度及氯離子含量、去極化劑的含量、電極反應(yīng)的時(shí)間和溫度，對(duì)鋁箔腐蝕隧道孔生長孔蝕電位有影響，隧道孔密度及長度均有變化。同時(shí)為了使電極反應(yīng)生成的鋁離子以離子態(tài)排除隧道孔，從而獲得較好的腐蝕效果，通常酸性介質(zhì)的酸度較高，但酸度過高易導(dǎo)致過度腐蝕，減薄率過大，影響鋁箔性能;而采用氯化鈉代替鹽酸，硝酸鹽代替硝酸，可降低酸度，獲得低減薄率、高性能的腐蝕鋁箔。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是為了克服以上的不足，提供一種操作簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保、高比容、減薄率低的鋁電解電容器用陽極鋁箔電極反應(yīng)的耦合腐蝕制備方法。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種鋁電解電容器用陽極鋁箔電極反應(yīng)的耦合腐蝕制備方法，步驟如下:
A、將純度為99.99%的高純鋁箔在常溫下質(zhì)量濃度為0.5%?4%的稀酸或稀堿溶液中進(jìn)行前處理；
B、將前處理后的高純鋁箔直接置于由硫酸、氯化鈉、硝酸鹽、氯化銅、高分子緩蝕劑構(gòu)成的混合電解質(zhì)體系中，在60°C~90°C溫度下，以鋁箔作為孤立的電極進(jìn)行自身電極反應(yīng)的耦合，即在一片鋁箔上同時(shí)陰極得電子反應(yīng)和陽極鋁箔失電子腐蝕反應(yīng)5?10分鐘；
C、直接取出腐蝕鋁箔，用清水浸泡洗滌腐蝕鋁箔表面電解液，干燥，備用于化成；
優(yōu)選的是，鋁箔在混合電解質(zhì)中體系中作為孤立的電極進(jìn)行自身電極反應(yīng)的耦合，即在一片鋁箔上同時(shí)陰極得電子反應(yīng)和陽極鋁箔失電子腐蝕反應(yīng)，并通過加入高分子緩蝕劑改善鋁箔自腐蝕擴(kuò)面效果。
[0007]優(yōu)選的是，去極化劑為硝酸根離子和銅離子、鋅離子等還原反應(yīng)平衡電位高于金屬鋁的氧化平衡電位的物質(zhì)。
[0008]優(yōu)選的是，混合電解質(zhì)體系是由濃度為1.0mol/L-5.0 mo 1/L的硫酸與濃度為0.7mol/L?3.0 mol/L的氯化鈉及0.1 mol/L?I.5mol/L的硝酸鈉或硝酸鉀、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20X 10—6?100 X I O—6的銅離子或者鋅離子所構(gòu)成的混合電解質(zhì)溶液。
[0009]優(yōu)選的是，高分子緩蝕劑為濃度0.lg/L?4.0g/L的聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、苯酚磺酸甲醛縮合體、苯胺或聚乙二醇。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):不需外加對(duì)電極和電源，大大簡(jiǎn)化了腐蝕鋁箔生產(chǎn)設(shè)備投入和工藝流程，減少生產(chǎn)腐蝕鋁箔電耗，降低生產(chǎn)成本，使得腐蝕鋁箔減薄率低、機(jī)械性能優(yōu)良，減少腐蝕鋁箔生產(chǎn)中酸的用量、延長設(shè)備使用壽命，制備出的鋁電解電容器小型化、高比容、耐用、穩(wěn)定性好、節(jié)能環(huán)保。
[0011]【具體實(shí)施方式】:
為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0012]本發(fā)明一種鋁電解電容器用陽極鋁箔電極反應(yīng)的耦合腐蝕制備方法的【具體實(shí)施方式】，包括以下步驟:
A、將純度為99.99%的高純鋁箔在常溫下質(zhì)量濃度為0.5%?4%的稀酸或稀堿溶液中進(jìn)行前處理；
B、將前處理后的高純鋁箔與直接置于由硫酸、氯化鈉、去極化劑、高分子緩蝕劑構(gòu)成的混合電解質(zhì)體系中，在60°090°(:溫度下，以鋁箔作為孤立的電極進(jìn)行自身電極反應(yīng)的耦合，即在一片鋁箔上同時(shí)陰極得電子反應(yīng)和陽極鋁箔失電子腐蝕反應(yīng)5?10分鐘；混合電解質(zhì)體系是由濃度為1.0mol/L?5.0 mol/L的硫酸與濃度為0.7 mol/L?3.0 mol/L的氯化鈉及
0.1 mol/L?1.5mol/L的硝酸鈉或硝酸鉀、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20 X 10—6?100 X 10—6的銅離子或者鋅離子所構(gòu)成的混合電解質(zhì)溶液;高分子緩蝕劑為濃度0.1g/L?4.0g/L的聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、苯酚磺酸甲醛縮合體或聚乙二醇；
C、直接取出腐蝕鋁箔，用清水浸泡洗滌腐蝕鋁箔表面電解液，干燥，備用于化成。
[0013]實(shí)施例1:
步驟I:將純度為99.99%的高純鋁箔在常溫下質(zhì)量濃度為3%的稀酸溶液中進(jìn)行前處理；步驟2:將前處理后高純鋁箔直接置于由4.0 mol/L的硫酸、1.0 mol/L的氯化鈉、0.1mol/L的硝酸鈉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40 X 10—6的銅離子構(gòu)成的混合電解質(zhì)體系中，在75°C溫度下作為孤立的電極進(jìn)行自身電極反應(yīng)的耦合7分鐘；
步驟3:直接取出腐蝕鋁箔，用清水浸泡洗滌腐蝕鋁箔表面電解液，干燥，備用于化成。
[0014]實(shí)施例2:
步驟I:將純度為99.99%的高純鋁箔在常溫下質(zhì)量濃度為3%的稀酸溶液中進(jìn)行前處理；步驟2:將前處理后高純鋁箔置于由4.0 mol/L的硫酸、1.0 mol/L的氯化鈉、0.1 mol/L的硝酸鈉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40 X 10—6的銅離子、0.2%聚乙二醇構(gòu)成的混合電解質(zhì)體系中，在75°C溫度下作為孤立的電極進(jìn)行自身電極反應(yīng)的耦合7分鐘；
步驟3:直接取出腐蝕鋁箔，用清水浸泡洗滌腐蝕鋁箔表面電解液，干燥，備用于化成。
[0015]實(shí)施例3: 步驟I:將純度為99.99%的高純鋁箔在常溫下質(zhì)量濃度為3%的稀酸溶液中進(jìn)行前處理；步驟2:將前處理后高純鋁箔置于由4.0 mol/L的硫酸、1.0 mol/L的氯化鈉、0.2mol/L的硝酸鈉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40X10—6的銅離子、0.2%苯酚磺酸甲醛縮合體構(gòu)成的混合電解質(zhì)體系中，在75°C溫度下作為孤立的電極進(jìn)行自身電極反應(yīng)的耦合7分鐘；
步驟3:直接取出腐蝕鋁箔，用清水浸泡洗滌腐蝕鋁箔表面電解液，干燥，備用于化成。
[0016]實(shí)施例4:
步驟I:將純度為99.99%的高純鋁箔在常溫下質(zhì)量濃度為3%的稀堿溶液中進(jìn)行前處理；步驟2:將前處理后高純鋁箔置于由4.0 mol/L的硫酸、1.0 mol/L的氯化鈉、0.3mol/L的硝酸鈉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60X10—6的銅離子、0.2%苯酚磺酸甲醛縮合體構(gòu)成的混合電解質(zhì)體系中，在75°C溫度下作為孤立的電極進(jìn)行自身電極反應(yīng)的耦合7分鐘；
步驟3:直接取出腐蝕鋁箔，用清水浸泡洗滌腐蝕鋁箔表面電解液，干燥，備用于化成。
[0017]實(shí)施例5:
步驟I:將純度為99.99%的高純鋁箔在常溫下質(zhì)量濃度為3%的稀堿溶液中進(jìn)行前處理；步驟2:將前處理后高純鋁箔置于由4.0 mol/L的硫酸、1.0 mol/L的氯化鈉、0.lmol/L的硝酸鈉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40X10—6的銅離子、0.2%苯酚磺酸甲醛縮合體構(gòu)成的混合電解質(zhì)體系中，在75°C溫度下作為孤立的電極進(jìn)行自身電極反應(yīng)的耦合7分鐘；
步驟3:直接取出腐蝕鋁箔，用清水浸泡洗滌腐蝕鋁箔表面電解液，干燥，備用于化成。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋁電解電容器用陽極鋁箔電極反應(yīng)的耦合腐蝕制備方法，其特征在于:步驟如下: A、將純度為99.99%的高純鋁箔在常溫下質(zhì)量濃度為0.5%?4%的稀酸或稀堿溶液中進(jìn)行前處理； B、將前處理后的高純鋁箔直接置于由硫酸、氯化鈉、硝酸鹽、氯化銅、高分子緩蝕劑構(gòu)成的混合電解質(zhì)體系中，在60°090°(:溫度下，以鋁箔作為孤立的電極進(jìn)行自身電極反應(yīng)的耦合，即在一片鋁箔上同時(shí)陰極得電子反應(yīng)和陽極鋁箔失電子腐蝕反應(yīng)5?10分鐘； C、直接取出腐蝕鋁箔，用清水浸泡洗滌腐蝕鋁箔表面電解液，干燥，備用于化成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁電解電容器用陽極鋁箔電極反應(yīng)的耦合腐蝕制備方法，其特征在于:所述鋁箔在混合電解質(zhì)中體系中作為孤立的電極進(jìn)行自身電極反應(yīng)的耦合，即在一片鋁箔上同時(shí)陰極得電子反應(yīng)和陽極鋁箔失電子腐蝕反應(yīng)，并通過加入高分子緩蝕劑改善鋁箔自腐蝕擴(kuò)面效果。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁電解電容器用陽極鋁箔電極反應(yīng)的耦合腐蝕制備方法，其特征在于:所述去極化劑為硝酸根離子和銅離子、鋅離子等還原反應(yīng)平衡電位高于金屬鋁的氧化平衡電位的物質(zhì)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁電解電容器用陽極鋁箔電極反應(yīng)的耦合腐蝕制備方法，其特征在于:所述混合電解質(zhì)體系是由濃度為1.0mol/L?5.0 mol/L的硫酸與濃度為0.7 mol/L?3.0 mol/L的氯化鈉及0.1 mol/L?1.5mol/L的硝酸鈉或硝酸鉀、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20 X 10—6?100 X10一6的銅離子或者鋅離子所構(gòu)成的混合電解質(zhì)溶液。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁電解電容器用陽極鋁箔電極反應(yīng)的耦合腐蝕制備方法，其特征在于:所述高分子緩蝕劑為濃度0.1g/L?4.0g/L的聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、苯酚磺酸甲醛縮合體、苯胺或聚乙二醇。
【文檔編號(hào)】H01G9/055GK106024393SQ201610366613
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】李毅, 嚴(yán)季新, 陳健, 王建中
【申請(qǐng)人】南通海星電子股份有限公司, 南通海電子有限公司, 南通海一電子有限公司