CN101425385B - 电解电容器耐高温合金铝负极箔制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种电容器耐高温合金铝负极箔制备工艺，采用的技术方案包括前处理、纯化学腐蚀、中处理1、中处理2、中处理3、安定化处理步骤以及各步骤间的水洗处理步骤，本发明增加了三级中处理，采用了充分清洗与多级膜层的覆合方式，增强了负极箔的耐水合特性；防止了Cu、Fe等杂质等带来的不利，负极箔的容量经10个小时的去离子水沸水处理不发生改变；从而避免了漏电流的升高，尤其体现在长时间的高温处理下，其容量不发生改变，从而也延长电容器的使用寿命。

Description

电解电容器耐高温合金铝负极箔制备工艺

技术领域：

[0001 ] 本发明属于电解电容器耐高温合金铝负极箔制备工艺。 背景技术：

[0002] 目前，在国内未经过阳极氧化的负极箔都无法通过10小时的去离子水沸水处 理；而国内的负极箔制造技术全部都采用纯化学腐蚀工艺，原有的负极箔制造采用的纯 化学腐蚀工艺流程为：前处理一水洗一化学腐蚀一水洗一清洗一水洗一安定化处理；使 用的电子铝箔主要有两类：Al-Cu系及Al-Mn系，其共同特点是：铝箔中含有杂质Cu% (质量百分含量）为0.1-0.3%，Mn%> Fe%> (质量百分含量）超过0.1 %，而Cu、 Fe等杂质的存在可以加快盐酸或氯化钠对铝箔的腐蚀。由纯化学腐蚀工艺制造的负极箔 表面Cu、Fe等杂质含量比较高，而Cu、Fe与Al在电解液中组成了原电池而产生自腐 蚀，破坏腐蚀箔原有的表面结构，这一缺陷在电容器中会引起漏电流上升，降低其使用 寿命，尤其是在100°C高温条件下。随着水煮时间的延长至10小时后，其箔表面严重发 黑或出现大量白斑，其容量基本上全部消失。

发明内容：

[0003] 本发明的目的在于：克服原有纯化学腐蚀工艺制造负极箔存在的不足，提供一 种新的电解电容器耐高温合金铝负极箔制备工艺。

[0004] 本发明的电解电容器合金铝耐高温负极箔制备工艺，采用的技术方案是：包括 前处理、纯化学腐蚀、中处理1、中处理2、中处理3、安定化处理，以重量百分比计， 其工艺步骤如下：

[0005] a)前处理：前处理溶液为0.2%〜0.8%的NaOH溶液，于30°C〜50°C处理15 秒；

[0006] b)纯化学腐蚀：腐蚀溶液由15%〜25%的盐酸、16%〜20%氯化铝、0.1〜 0.4mol/L硫酸、草酸和硫脲的混合物（质量比为2 ： 1)以及少量的聚合物组成，腐蚀温 度在100°C〜105°C范围内变；

[0007] c)中处理1:处理溶液为硝酸溶液，浓度控制在0.3〜0.8N之间，溶液温度为 45°C〜65°C，清洗其表面的Cu、Fe等杂质及Cl离子，处理时间10〜15秒；

[0008] d)中处理2 ：处理溶液为0.5%〜2.0%的磷酸盐，溶液温度为70°C〜90°C，处 理时间10〜15秒；

[0009] e)中处理3:处理溶液为3%〜8%的硫酸、0.01%〜0.05%磷酸，溶液温度为 40°C〜65°C，处理时间10〜15秒；

[0010] f)安定化处理：安定化处理溶液为0.5%〜2.0%的磷酸盐溶液，于70°C〜90°C 处理15〜30秒；

[0011 ] 各步骤中间的水洗和清洗过程按原工艺进行。

[0012] 前处理碱洗温度控制为30-50°C ；本工艺的中处理都采用了不同的化工原料，而各级的中间处理目的也有着其不同的效果；中间处理（1)的主要清洗其表面的Cu、Fe等 杂质及Cl离子。单纯的采用硝酸处理易导致比容衰减，而硫酸对其表面的Cu、Fe等杂 质的清洗效果较差。本工艺采用硝酸和硫酸不同处理方式，既达到了对Cu、Fe等杂质 及Cl离子充分清洗效果又防止了比容的衰减；中处理（2)的主要目的：就是形成初级磷 酸铝膜，为下一级磷酸膜的形成奠定基础。中处理（3)则是用硫酸和磷酸的混合液对铝 箔作进一步的清洗和覆膜处理。

[0013] 由于负极箔表面Cu、Fe等杂质含量比较高，随着反应的不断进行，Cu、Fe等 杂质离子的累积也会越来越多，通过在腐蚀液中添加少量的络合剂或聚合物可以增加其 表面的一层保护膜并增强其耐高温性及改善负极箔的外观，降低负极箔表面出现不均勻 腐蚀的可能性。

[0014] 安定化处理的温度和时间是个负相关的关系，即温度越高，处理时间则越短， 但安定化处理会降低负极箔的静电容量，因此适合的处理条件是在较低的温度下延长处 理时间。

[0015] 本发明的有益效果在于：现有技术的负极箔都无法通过10个小时的去离子水沸 水处理；本发明增加了三级中处理，采用了充分清洗与多级膜层的覆合方式，增强了负 极箔的耐水合特性；防止了 Cu、Fe等杂质等带来的不利，负极箔的容量经10个小时的 去离子水沸水处理不发生改变；从而避免了漏电流的升高，尤其体现在长时间的高温处 理下，其容量不发生改变，从而也延长电容器的使用寿命。

具体实施方式：

[0016] 下面结合实施例和比较例对本发明的技术方案进一步描述，但本发明的实施方 式不限于此。

[0017] 比较例

[0018] 这是用原有工艺制备的负极箔，用来与本发明工艺制备的负极箔做性能比较：

[0019] 使用电子铝箔为50微米的硬质光箔，(质量百分含量）为沖8%，Cu%为 0.1-0.2%,工艺步骤为：前处理一水洗一化学腐蚀一水洗一清洗一水洗一安定化处理。 以重量百分比计，前处理溶液为0.5%的NaOH溶液，于50°C处理15秒；腐蚀溶液由 20%盐酸、15%氯化铝溶液组成，在103°C中腐蚀15秒；清洗溶液为硝酸和磷酸的混合 液，浓度为0.5N;安定化处理溶液为磷酸盐溶液，于90°C处理15秒；

[0020] 硝酸清洗前的水洗为普通自来水冲洗；其后水洗皆为去离子水冲洗；

[0021] 对比负极箔OV静电比容为685 μ F/cm2。

[0022] 用以上试验试样做耐水性试验其结果如下：

[0023]

[0024] 实施例

[0025] 用本发明工艺制备的负极箔，其工艺如下：

[0026] 本发明使用与比较例相同的电子铝箔为50微米的硬质光箔，(质量百分含 量）为298%，Cu%为0.1-0.2%，工艺步骤为：前处理一水洗一化学腐蚀一水洗一中处 理1 —水洗一中处理2 —清洗一中处理3 —水洗一安定化处理。

[0027] 以重量百分比计：

[0028] 前处理溶液为0.5%的NaOH溶液，于50°C处理15秒；腐蚀溶液由20%盐酸、 15%氯化铝溶液组成，在103°C温度下腐蚀15秒；清洗溶液为硝酸和磷酸的混合液，浓 度为0.5N ；

[0029] 中处理1:处理溶液为硝酸溶液，浓度为0.8N，溶液温度为45°C，清洗其表面 的Cu、Fe等杂质及Cl离子，处理时间为12秒；

[0030] 中处理2 ：处理溶液为1.5%的磷酸盐，溶液温度为80°C ；处理时间为12秒；

[0031] 中处理3:处理溶液为5%的硫酸、0.03%的磷酸，溶液温度为40°C，处理时间 为12秒；

[0032] 安定化处理溶液为磷酸盐溶液，于90°C处理15秒；

[0033] 各步骤中间的水洗与原有工艺相同。

[0034] 对比负极箔OV静电比容为683 μ F/cm2。

[0035] 用以上试样做耐水性试验结果如下：

[0036]

[0037] 从表中可以看出，原有工艺制作的负极箔经过4小时水煮后静电比容全部消 失，本发明经过10小时水煮后静电比容依然不变。

Claims (2)

1.电解电容器耐高温合金铝负极箔制备工艺，其特征在于：包括前处理、纯化学腐 蚀、中处理1、中处理2、中处理3、安定化处理步骤，其中，以重量百分比计，中处理1的处理溶液为硝酸溶液，浓度为0.3〜0.8N，溶液 温度为45°C〜65°C，处理时间10〜15秒；其中，以重量百分比计，中处理2的处理溶液为0.5%〜2.0%的磷酸盐，溶液温度为 70°C〜90°C，处理时间10〜15秒；其中，以重量百分比计，中处理3的处理溶液为3%〜8%的硫酸、0.01%〜0.05%磷 酸，溶液温度为40°C〜65°C，处理时间10〜15秒。

2.根据权利要求1所述的电解电容器耐高温合金铝负极箔制备工艺，其特征在于： 以重量百分比计，中处理1的处理溶液为硝酸溶液，浓度为0.8N，溶液温度为45°C,处理时间12秒；以重量百分比计，中处理2的处理溶液为1.5%的磷酸盐，溶液温度为80°C，处理时 间12秒；以重量百分比计，中处理3的处理溶液为5%的硫酸、0.03%的磷酸，溶液温度为 40°C,处理时间12秒。