CN100578703C - 一种电容器铝箔及其制备方法 - Google Patents
一种电容器铝箔及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100578703C CN100578703C CN200710052335A CN200710052335A CN100578703C CN 100578703 C CN100578703 C CN 100578703C CN 200710052335 A CN200710052335 A CN 200710052335A CN 200710052335 A CN200710052335 A CN 200710052335A CN 100578703 C CN100578703 C CN 100578703C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminium foil
- settling chamber
- cooling
- chamber
- transfer system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
本发明具体涉及一种电容器铝箔及其制备方法。其方案是:先将铝箔清洗后装入传送系统,再在沉积室1、冷却室6的本底真空为6~8×10-3Pa的条件下,按体积比为1∶0.5~1∶2通入氮气和乙炔至沉积室1,沉积室1的气压为0.5~5Pa,后在沉积负偏压为50~300V的条件下开启钛靶电弧蒸发源3、11,靶电流为60~100A,同时启动传送系统,铝箔以5~20m/s的速度进入冷却室6,最后以10~60℃/min的冷却速度通入液氮,冷却至20~80℃。因此,本发明所制备的电容器铝箔的比容高、稳定性好、电容衰减小、无环境污染、使用寿命长。
Description
一、技术领域
本发明属于电容器材料的生产方法,具体涉及一种电容器铝箔及其制备方法。
二、背景技术
电容器是一种分立电器元件,它不可能被集成电路替代,铝电容器产量约占电容器总产量的25%,有很大的发展潜力。铝电容器是一种有阴阳极的电容器,阴阳极都是由铝箔制造的。提高阴极箔的比容对低压电容器有很大意义。目前国内阴极箔的制造技术有两种方法:一种是化学腐蚀;另一种是电化学腐蚀。电化学腐蚀用的材料为纯铝0状态,Al的质量分数在99.4%以上。电化学腐蚀法所得的比容较低,只有约350μF/cm2。化学腐蚀法生产的阴极用铝箔有两种:一种是铝-锰合金,铝质量分数大于98%,另一种是铝-铜合金,铝质量分数大于99.2%。这两系合金生产的阴极箔比容可达到500μF/cm2左右,比较高,但有很多缺点,如漏电流较大,腐蚀表面残留铜较多,使用寿命短,电容衰减严重等等。
另外,上述两种腐蚀法工艺复杂,产品质量不高,不实用于高分子电解质或固体电解质,而且对操作人员健康危害大,对环境污染严重.
三、发明内容
本发明的目的是提供一种比容高、稳定性好、电容衰减小、无环境污染、使用寿命长的电容器铝箔的制备方法。
为实现上述目的,本发明采用的制备电容器铝箔的设备是:在沉积室的上下部分别装有多个钛靶电弧蒸发源、中部设置有阴极导辊和传送系统的给料装置、侧面设有进气口,脉冲偏压电源的一端与阴极导辊相连、另一端与沉积室的炉体阳极相连,沉积室通过一绝缘绝热通道与冷却室相通,沉积室、冷却室分别与各自独立的真空控制系统相通;冷却室的上下部分别设置有液氮喷嘴,冷却室的中部设置有传送系统的卷取装置。本发明采用的工艺方案是:先将铝箔清洗后装入传送系统,再在沉积室、冷却室的本底真空为5~8×10-3Pa的条件下,按体积比为1∶0.5~1∶2通入氮气和乙炔至沉积室,沉积室的气压为0.5~5.0pa,然后在沉积负偏压为50~300V的条件下开启钛靶电弧蒸发源,靶电流为60~100A,同时启动传送系统,铝箔以5~20m/s的速度进入冷却室,最后以10~60℃/min的冷却速度通入液氮,冷却至20~80℃。其中:
铝箔清洗是,先在40~80℃的5~10%的NaOH溶液浸泡10~30s,然后用无水乙醇或丙酮脱水、烘干。
传送系统包括给料装置和卷取装置,装入传送系统是先将铝箔卷装在沉积室的给料装置,铝箔卷通过道辊连到冷却室的卷取装置;沉积负偏压为脉冲偏压电源,采用逆变控制。
由于采用上述技术方案,本发明根据平板电容器的电容量公式
c=ε0·εr·s/d
式中:C表示电容量;
ε0和εr分别表示真空介电常数和材料的相对介电常数;
S和d分别表示介电涂层的面积和厚度。
若要提高电容器的容量就需提高介电涂层的面积S和εr或降低介电涂层的厚度d。在特定的电压下可以通过增加介电涂层的面积来获得高的电容量值。然而简单地增加面积虽然可以增加电容量,但也同时会增加电容器的体积,因此不符合电器产品小型化发展的要求。本发明通过气相沉积技术,可以在铝箔表面形成大量的隧道或孔坑,可以在不增加、甚至减少铝箔重量的前提下极大地增加铝箔介电涂层的面积。
本发明的制备设备采用多弧等离子沉积装置,可在铝箔表面沉积一定厚度的金属陶瓷涂层,如TiCN,然后快速冷却。所制备的表面涂层具有以下特性:结构均匀,粒度小,表面几十个纳米为非晶态;涂层厚度可在几十个纳米到几个微米连续控制;涂层生长法式主要是柱状生长;涂层类型可以是TiN,TiC,TiCN,(Ti,Al)N等金属陶瓷材料,因而大大增加介电涂层的面积。
本发明通过对沉积工艺和冷却工艺参数的控制,所制备的铝箔沉积层或为单面沉积层或双面沉积层,其沉积层的成份主要含有Ti、C、N三种元素,每种元素的质量百分含量分别是:Ti为30~60%、C为10~25%、N为10~25%
所沉积的TiCN涂层的介电常数在100以上,比Al2O3(Al2O3的介电常数7~10)的高得多,铝箔比容高,由纯铝箔的8μF/cm2提高到1000μF/cm2以上,且电容衰减小,使用寿命长,主要是因为TiCN涂层性质稳定,耐腐蚀,且整个生产过程在封闭环境中进行,又没有酸碱等化学试剂的使用,所以无环境污染。
因此,本发明所制备的电容器铝箔的比容高、稳定性好、电容衰减小、无环境污染、使用寿命长。
附图说明
图1是本发明所采用的一种等离子沉积装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明技术作进一步的说明。
一种电容器铝箔的制备方法,所制备电容器铝箔的设备如图1所示:在沉积室1的上、下部分别装有4~8个钛靶电弧蒸发源3、11,沉积室1的中部设置有阴极导辊13,在沉积室1的侧面设有进气口2,脉冲偏压电源4的一端与阴极导辊13相连、另一端与沉积室1的炉体阳极相连,沉积室1设置有传送系统的给料装置12,沉积室1通过一绝缘绝热通道与冷却室6相通,沉积室1、冷却室6分别与各自独立的真空控制系统8、10相通,冷却室6的上、下部分别设置有液氮喷嘴5、9,冷却室6的中部设置有传送系统的卷取装置7。
本实施例的制备方案是:先将铝箔清洗后装入传送系统,再通过真空控制系统8、10使沉积室1、冷却室6的本底真空为6.5~7×10-3Pa,通过进气口2按体积比为1∶1.5通入氮气和乙炔至沉积室1,沉积室1的气压为0.6~0.8pa,然后通过脉冲偏压电源4调节沉积负偏压为150V,开启钛靶电弧蒸发源3、11,靶电流为70A,同时启动传送系统,铝箔以10~15m/s的速度进入冷却室6,最后以25~30℃/min的冷却速度通过液氮喷嘴5、9通入液氮,冷却至30℃。其中:
铝箔清洗是,先在60℃的10%的NaOH溶液浸泡15~20s,然后用无水乙醇或丙酮脱水、烘干;传送系统包括给料装置12和卷取装置7,装入传送系统是先将铝箔卷装在沉积室1的给料装置12,铝箔卷通过道辊13连到冷却室的卷取装置7。沉积负偏压为脉冲偏压电源,采用逆变控制。
本具体实施方式通过对沉积工艺和冷却工艺参数的控制,所制备的铝箔沉积层为双面沉积层,其沉积层的成份主要含有Ti、C、N三种元素,每种元素的质量百分含量分别是:Ti为50~60%、C为15~20%、N为15~20%
所沉积的TiCN涂层的介电常数在100以上,比Al2O3(Al2O3的介电常数7~10)的高得多,铝箔比容高,由纯铝箔的8μF/cm2提高到1000μF/cm2以上,且电容衰减小,使用寿命长,主要是因为TiCN涂层性质稳定,耐腐蚀,且整个生产过程在封闭环境中进行,又没有酸碱等化学试剂的使用,所以无环境污染。
因此,本实施例所制备的电容器铝箔的比容高、稳定性好、电容衰减小、无环境污染、使用寿命长。
Claims (4)
1、一种电容器铝箔的制备方法,制备电容器铝箔的设备是,在沉积室[1]的上、下部分别装有多个钛靶电弧蒸发源[3、11],沉积室[1]的中部设置有阴极导辊[13],沉积室[1]的侧面设有进气口[2],脉冲偏压电源[4]的一端与阴极导辊[13]相连、另一端与沉积室[1]的炉体阳极相连,沉积室[1]设置有传送系统的给料装置[12],沉积室[1]通过一绝缘绝热通道与冷却室[6]相通,沉积室[1]、冷却室[6]分别与各自独立的真空控制系统[8、10]相通,冷却室[6]的上、下部分别设置有液氮喷嘴[5、9],冷却室[6]的中部设置有传送系统的卷取装置[7],其特征在于先将铝箔清洗后装入传送系统,再在沉积室[1]、冷却室[6]的本底真空为6×10-3~8×10-3Pa的条件下,按体积比为1∶0.5~1∶2通入氮气和乙炔至沉积室[1],沉积室[1]的气压为0.5~5.0pa,然后在沉积负偏压为50~300V的条件下开启钛靶电弧蒸发源[3、11],靶电流为60~100A,同时启动传送系统,铝箔以5~20m/s的速度进入冷却室[6],最后以10~60℃/min的冷却速度通入液氮,冷却至20~80℃。
2、根据权利要求1所述的电容器铝箔的制备方法,其特征在于所述的铝箔清洗是,先在40~80℃的5~10%的NaOH溶液浸泡10~30s,然后用无水乙醇或丙酮脱水、烘干。
3、根据权利要求1所述的电容器铝箔的制备方法,其特征在于所述的传送系统包括给料装置[12]和卷取装置[7],装入传送系统是先将铝箔卷装在沉积室[1]的给料装置[12],铝箔卷通过道辊[13]连到冷却室的卷取装置[7]。
4、根据权利要求1所述的电容器铝箔的制备方法,其特征在于所述的沉积负偏压为脉冲偏压电源,采用逆变控制。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200710052335A CN100578703C (zh) | 2007-05-31 | 2007-05-31 | 一种电容器铝箔及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200710052335A CN100578703C (zh) | 2007-05-31 | 2007-05-31 | 一种电容器铝箔及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101071684A CN101071684A (zh) | 2007-11-14 |
CN100578703C true CN100578703C (zh) | 2010-01-06 |
Family
ID=38898814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200710052335A Expired - Fee Related CN100578703C (zh) | 2007-05-31 | 2007-05-31 | 一种电容器铝箔及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN100578703C (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102179333B (zh) * | 2011-05-11 | 2012-10-17 | 天津市凯亦达科技发展有限公司 | 隔膜树脂涂层设备及加工方法 |
-
2007
- 2007-05-31 CN CN200710052335A patent/CN100578703C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101071684A (zh) | 2007-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20130189577A1 (en) | Apparatus and method for hot coating electrodes of lithium-ion batteries | |
CN105226258B (zh) | 一种锂离子电池负极复合薄膜材料及其制备方法 | |
CN113437280B (zh) | 一种浆料稳定的锂化硅基复合材料及其制备方法和应用 | |
US11111576B2 (en) | Method for producing nanostructured layers | |
CN109148894A (zh) | 锂离子电池正极、全固态锂离子电池及其制备方法与用电器件 | |
CN108682791B (zh) | 一种气相法制备层状结构无机钙钛矿负极材料的方法 | |
CN102284406A (zh) | 锂电池的箔材预涂敷方法及其装置 | |
CN110129727A (zh) | 用于燃料电池金属双极板的预涂镀金属卷带的制备方法 | |
CN101847708B (zh) | 锂离子二次电池负极,其制备方法以及锂离子二次电池 | |
CN101877394B (zh) | 锂离子二次电池负极,其制备方法以及锂离子二次电池 | |
CN113707954A (zh) | 一种负极补锂结构、其制备方法和负极补锂方法 | |
CN101261901B (zh) | 一种染料敏化太阳能电池阳极及其制备方法 | |
CN106887338B (zh) | 一种应用于超级电容器的MnO2/H-TiO2纳米复合阵列电极材料及其制备方法 | |
CN100578703C (zh) | 一种电容器铝箔及其制备方法 | |
KR100515649B1 (ko) | 고 성능 염료감응 태양전지를 위한 백금-금속 산화물나노상 전극의 제조방법 | |
CN101113512A (zh) | 一种氟碳高分子/纳米氧化锌杂化材料的制备方法 | |
CN103066134B (zh) | 一种薄膜太阳能电池背反电极及其制备方法 | |
CN109267037A (zh) | 常压等离子体增强化学气相沉积方法及采用该方法的设备 | |
CN110085917A (zh) | 全固态锂离子电池及其制备方法和用电设备 | |
CN110029317B (zh) | 一种CZTSSe薄膜的制备方法及其在锂离子电池中的应用 | |
CN109950528A (zh) | 薄膜锂电池及其制备方法、正极薄膜材料、正极薄膜、正极组件及其制备方法、用电器 | |
TW202012656A (zh) | 反應性陰極電弧蒸鍍系統鍍製鋰化合物薄膜之裝置與方法 | |
CN115233138B (zh) | ZnCo2O4电极涂层及其制备方法 | |
CN103268954A (zh) | LiSiPON锂离子电池固态电解质薄膜及其制备方法与应用 | |
CN115117428A (zh) | 一种具有核壳结构的固态电解质复合材料及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100106 Termination date: 20100531 |