CN102543478A - 一种提高低压阳极铝箔比容的方法 - Google Patents
一种提高低压阳极铝箔比容的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102543478A CN102543478A CN201210010926XA CN201210010926A CN102543478A CN 102543478 A CN102543478 A CN 102543478A CN 201210010926X A CN201210010926X A CN 201210010926XA CN 201210010926 A CN201210010926 A CN 201210010926A CN 102543478 A CN102543478 A CN 102543478A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- foil
- aluminium foil
- aluminum
- specific volume
- anode
- 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.)
- Granted
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 239000011888 foil Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000005030 aluminium foil Substances 0.000 claims description 60
- FLDCSPABIQBYKP-UHFFFAOYSA-N 5-chloro-1,2-dimethylbenzimidazole Chemical compound ClC1=CC=C2N(C)C(C)=NC2=C1 FLDCSPABIQBYKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000001741 Ammonium adipate Substances 0.000 claims description 22
- 235000019293 ammonium adipate Nutrition 0.000 claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 22
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 15
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 210000004940 nucleus Anatomy 0.000 abstract 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 6
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Abstract
本发明提供一种提高低压阳极铝箔比容的方法，能够降低氯离子含量、降低漏电流密度、提高阳极铝箔比容量。本发明主要特征是：利用形成初期的电化学处理将铝箔中的氯离子加快析出并在铝箔中形成均匀致密的氧化铝晶核；通过调整形成液的浓度、温度、交换流量以及加载电压、电流的大小，减少铝箔中残留氯离子与铝箔发生腐蚀反应，使其扩散到形成液中，同时在铝箔中形成大量的氧化铝晶核，在随后的阳极氧化过程中，这些晶核不断长大，提高介质层中晶型氧化铝的含量，从而提高阳极铝箔比容。与未处理的阳极铝箔相比，能提高铝箔比容3～20％、降低漏电流密度40～60％。该技术可直接应用在目前的工业大规模生产中。
Description
技术领域
本发明属于电子材料技术领域，具体涉及一种提高低压铝电解电容器用阳极铝箔比容的方法。
背景技术
氧化铝是铝电解电容器的工作介质，是铝电解电容器的核心，其膜层质量决定铝电解电容器的诸多性能，如漏电流、损耗、寿命、电容量等。因此，研究人员一直不断地从理论和实践上对氧化铝的形成工艺进行研究，使得氧化铝膜层质量获得持续地提高，同时，对氧化铝的形成也取得一定共识：铝箔中残留的杂质氯离子使阳极氧化形成的氧化铝膜的性能难以保证，而晶型氧化铝膜则有利于提高铝电解电容器性能。
近年来，随着铝电解电容器在便携电子、工业变频、新能源、电动汽车、高铁交通等新兴领域的广泛应用，对铝电解电容器的性能提出越来越高的要求，尤以高比容要求突出。因此，各国科研人员在提高铝箔比容方面进行了不懈的努力，其中一个主要的研究方向是通过电化学腐蚀提高铝箔有效比表面积来提高铝箔比容，取得了长足的进展。
但随着对阳极铝箔比容量要求越来越高，导致所用铝光箔的厚度越来越厚，腐蚀程度越来越高，腐蚀孔洞变得越来越深，形状越来越复杂，孔洞末端也变得越来越细小，使得腐蚀孔洞中的腐蚀剂氯离子难以清洗彻底，内部残留大量的氯离子，增加随后的铝箔阳极氧化难度，导致氧化膜性能的降低。
目前，针对残留氯离子的清洗工序一般紧随铝箔腐蚀工序后，采用的方法也多为硝酸法，在铝箔的形成过程中极少考虑残留氯离子的去除，这在相当程度上降低了阳极铝箔比容量、增加了其漏电流密度。
发明内容
本发明的目的是提供一种既适合工业大规模联动生产，又能降低阳极氧化膜的漏电流的提高低压阳极铝箔比容的方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
1)电化学预处理：将腐蚀铝箔置于40～60℃、质量浓度为15～20％的己二酸铵溶液中，加载2～5V、10～300mA/cm2的电压和电流进行阳极氧化，加载时间40～80S，同时提高己二酸铵溶液的交换流量1～3倍；
2)阳极铝箔的形成：将电化学预处理后的铝箔置于80～90℃、质量浓度为5～10％的己二酸铵溶液中，加载10-100V、200～1000mA/cm2的电压和电流进行连续阳极氧化，直至形成阳极铝箔；
3)热处理：将形成后的阳极铝箔在500～600℃下热处理2～5min；
4)补形成：将热处理后的铝箔再次在步骤2)的条件下进行阳极氧化得到最终高比容的阳极铝箔。
本发明采用电化学预处理的方法，首先将腐蚀铝箔在较低温度、较低低压、较小电流密度、较大己二酸铵溶液的交换流量的条件下进行阳极氧化，使得铝箔中的氯离子加快析出并在铝箔中形成均匀致密的氧化铝晶核，随后，通过提高电解液的温度、形成电流以及热处理温度，促进晶核的优先生长，提高氧化铝介质膜中结晶体的含量，实现阳极氧化铝箔比容的提高。与未处理的形成铝箔(21Vf铝箔比容量70μF/cm2、漏电流密度25mA/cm2)相比，本发明能提高铝箔比容3～20％、降低漏电流密度40～60％(21Vf铝箔比容量72-84μF/cm2、漏电流密度10-15mA/cm2)。
具体实施方式
实施例1：
1)电化学预处理：将腐蚀铝箔置于50℃、质量浓度为20％的己二酸铵溶液中，加载2V、10mA/cm2的电压和电流进行阳极氧化，加载时间80S，同时提高己二酸铵溶液的交换流量2倍；
2)阳极铝箔的形成：将电化学预处理后的铝箔置于90℃、质量浓度为5％的己二酸铵溶液中，加载10V、1000mA/cm2的电压和电流进行连续阳极氧化，直至形成阳极铝箔；
3)热处理：将形成后的阳极铝箔在550℃下热处理3.5min；
4)补形成：将热处理后的铝箔再次在步骤2)的条件下进行阳极氧化得到最终高比容的阳极铝箔。
实施例2：
1)电化学预处理：将腐蚀铝箔置于40℃、质量浓度为15％的己二酸铵溶液中，加载5V、50mA/cm2的电压和电流进行阳极氧化，加载时间40S，同时提高己二酸铵溶液的交换流量3倍；
2)阳极铝箔的形成：将电化学预处理后的铝箔置于80℃、质量浓度为10％的己二酸铵溶液中，加载50V、600mA/cm2的电压和电流进行连续阳极氧化，直至形成阳极铝箔；
3)热处理：将形成后的阳极铝箔在600℃下热处理3.5、2、4、3、5min；
4)补形成：将热处理后的铝箔再次在步骤2)的条件下进行阳极氧化得到最终高比容的阳极铝箔。
实施例3：
1)电化学预处理：将腐蚀铝箔置于60℃、质量浓度为18％的己二酸铵溶液中，加载3V、200mA/cm2的电压和电流进行阳极氧化，加载时间60S，同时提高己二酸铵溶液的交换流量1倍；
2)阳极铝箔的形成：将电化学预处理后的铝箔置于85℃、质量浓度为8％的己二酸铵溶液中，加载30V、300mA/cm2的电压和电流进行连续阳极氧化，直至形成阳极铝箔；
3)热处理：将形成后的阳极铝箔在520℃下热处理4min；
4)补形成：将热处理后的铝箔再次在步骤2)的条件下进行阳极氧化得到最终高比容的阳极铝箔。
实施例4：
1)电化学预处理：将腐蚀铝箔置于55℃、质量浓度为16％的己二酸铵溶液中，加载4V、100mA/cm2的电压和电流进行阳极氧化，加载时间50S，同时提高己二酸铵溶液的交换流量2倍；
2)阳极铝箔的形成：将电化学预处理后的铝箔置于82℃、质量浓度为6％的己二酸铵溶液中，加载80V、800mA/cm2的电压和电流进行连续阳极氧化，直至形成阳极铝箔；
3)热处理：将形成后的阳极铝箔在580℃下热处理3min；
4)补形成：将热处理后的铝箔再次在步骤2)的条件下进行阳极氧化得到最终高比容的阳极铝箔。
实施例5：
1)电化学预处理：将腐蚀铝箔置于45℃、质量浓度为19％的己二酸铵溶液中，加载3V、300mA/cm2的电压和电流进行阳极氧化，加载时间70S，同时提高己二酸铵溶液的交换流量3倍；
2)阳极铝箔的形成：将电化学预处理后的铝箔置于88℃、质量浓度为9％的己二酸铵溶液中，加载100V、200mA/cm2的电压和电流进行连续阳极氧化，直至形成阳极铝箔；
3)热处理：将形成后的阳极铝箔在500℃下热处理5min；
4)补形成：将热处理后的铝箔再次在步骤2)的条件下进行阳极氧化得到最终高比容的阳极铝箔。
Claims (1)
1.一种提高低压阳极铝箔比容的方法，其特征在于：
1)电化学预处理：将腐蚀铝箔置于40～60℃、质量浓度为15～20％的己二酸铵溶液中，加载2～5V、10～300mA/cm2的电压和电流进行阳极氧化，加载时间40～80S，同时提高己二酸铵溶液的交换流量1～3倍；
2)阳极铝箔的形成：将电化学预处理后的铝箔置于80～90℃、质量浓度为5～10％的己二酸铵溶液中，加载10-100V、200～1000mA/cm2的电压和电流进行连续阳极氧化，直至形成阳极铝箔；
3)热处理：将形成后的阳极铝箔在500～600℃下热处理2～5min；
4)补形成：将热处理后的铝箔再次在步骤2)的条件下进行阳极氧化得到最终高比容的阳极铝箔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201210010926 CN102543478B (zh) | 2012-01-13 | 2012-01-13 | 一种提高低压阳极铝箔比容的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201210010926 CN102543478B (zh) | 2012-01-13 | 2012-01-13 | 一种提高低压阳极铝箔比容的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102543478A true CN102543478A (zh) | 2012-07-04 |
| CN102543478B CN102543478B (zh) | 2013-11-06 |
Family
ID=46350120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201210010926 Expired - Fee Related CN102543478B (zh) | 2012-01-13 | 2012-01-13 | 一种提高低压阳极铝箔比容的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102543478B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105624757A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-06-01 | 西安交通大学 | 一种铝电解电容器用阳极铝箔的工频交流阳极氧化法 |
| CN105803505A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-07-27 | 西安交通大学 | 一种铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法 |
| CN106065488A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-11-02 | 西安交通大学 | 一种利用正负脉冲阳极氧化法制备阳极铝箔的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0324714A (ja) * | 1989-06-22 | 1991-02-01 | Showa Alum Corp | 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔のエッチング核形成方法 |
| JPH0653084A (ja) * | 1992-07-30 | 1994-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法 |
| CN1366095A (zh) * | 2001-01-19 | 2002-08-28 | 江苏中联科技集团有限公司 | 低压用铝电解电容器电极箔的三级制造方法 |
| CN1438662A (zh) * | 2003-03-05 | 2003-08-27 | 西安交通大学 | 一种铝电解电容器阳极箔的制备工艺 |
| CN101425378A (zh) * | 2008-07-24 | 2009-05-06 | 东莞市东阳光电容器有限公司 | 电解电容器纯铝负极箔腐蚀与阳极氧化混合制造方法 |
| JP4641486B2 (ja) * | 2005-10-28 | 2011-03-02 | ニチコン株式会社 | 電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法およびその製造装置 |
| CN102212861A (zh) * | 2011-04-21 | 2011-10-12 | 日丰（清远）电子有限公司 | 电容器阳极铝箔化成电解液和化成方法 |
-
2012
- 2012-01-13 CN CN 201210010926 patent/CN102543478B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0324714A (ja) * | 1989-06-22 | 1991-02-01 | Showa Alum Corp | 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔のエッチング核形成方法 |
| JPH0653084A (ja) * | 1992-07-30 | 1994-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法 |
| CN1366095A (zh) * | 2001-01-19 | 2002-08-28 | 江苏中联科技集团有限公司 | 低压用铝电解电容器电极箔的三级制造方法 |
| CN1438662A (zh) * | 2003-03-05 | 2003-08-27 | 西安交通大学 | 一种铝电解电容器阳极箔的制备工艺 |
| JP4641486B2 (ja) * | 2005-10-28 | 2011-03-02 | ニチコン株式会社 | 電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法およびその製造装置 |
| CN101425378A (zh) * | 2008-07-24 | 2009-05-06 | 东莞市东阳光电容器有限公司 | 电解电容器纯铝负极箔腐蚀与阳极氧化混合制造方法 |
| CN102212861A (zh) * | 2011-04-21 | 2011-10-12 | 日丰（清远）电子有限公司 | 电容器阳极铝箔化成电解液和化成方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 《thin soild film》 20080418 Xianfeng Du等 Formation of Al2O3-BaTiO3 composite thin film to increase the specific capacitance of aluminum electrolytic capacitor , * |
| XIANFENG DU等: "Formation of Al2O3–BaTiO3 composite thin film to increase the specific capacitance of aluminum electrolytic capacitor", 《THIN SOILD FILM》 * |
| 杨培霞等: "预处理工艺对制备多孔阳极氧化铝膜的影响", 《材料工程》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105624757A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-06-01 | 西安交通大学 | 一种铝电解电容器用阳极铝箔的工频交流阳极氧化法 |
| CN105803505A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-07-27 | 西安交通大学 | 一种铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法 |
| CN105803505B (zh) * | 2016-03-18 | 2018-01-05 | 西安交通大学 | 一种铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法 |
| CN105624757B (zh) * | 2016-03-18 | 2018-01-05 | 西安交通大学 | 一种铝电解电容器用阳极铝箔的工频交流阳极氧化法 |
| CN106065488A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-11-02 | 西安交通大学 | 一种利用正负脉冲阳极氧化法制备阳极铝箔的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102543478B (zh) | 2013-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106653373B (zh) | 一种铝电解电容器用化成箔及其生产工艺 | |
| KR101775468B1 (ko) | 슈퍼 커패시터용 전극 및 이의 제조 방법 | |
| CN102534643B (zh) | 一种废旧电池碳棒再生为石墨烯的方法 | |
| Abdelkader et al. | Controlled electrochemical doping of graphene-based 3D nanoarchitecture electrodes for supercapacitors and capacitive deionisation | |
| CN1873865B (zh) | 提高铝电解电容器用电极箔比容的制造方法 | |
| CN103849910B (zh) | 一种网状超疏水材料的制备方法 | |
| CN102568858B (zh) | 高介电常数复合氧化铝膜的生产方法 | |
| CN101651046B (zh) | 一种Al2O3/TiO2复合介质膜铝电极箔的制备方法 | |
| CN102543478B (zh) | 一种提高低压阳极铝箔比容的方法 | |
| CN101030483A (zh) | 高介电常数电极箔的化成工艺方法 | |
| CN105088309A (zh) | 一种压铸铝合金的高效节能阳极氧化处理方法 | |
| CN103668376A (zh) | 一种卷对卷制作电极材料的方法 | |
| CN106222716A (zh) | 一种电化学性能优异的锰钴硫化物/石墨烯复合材料制备工艺 | |
| CN102277607B (zh) | 一种孔径和厚度可控、通孔阳极氧化铝膜的制备方法 | |
| CN111498957B (zh) | 二硫化钼@二硫化钴@二氧化钛纳米管整体式电容型脱盐电极的制备方法 | |
| CN102127788B (zh) | 一种超大晶胞多孔氧化铝膜的制备方法 | |
| CN111217361B (zh) | 一种电化学阴极剥离制备石墨烯纳米片的方法 | |
| CN1676676A (zh) | 多孔氧化铝模板制备方法及其装置 | |
| CN109264708B (zh) | 一种二维材料的制造方法 | |
| CN101805919B (zh) | 一种阳极夹持器及其应用 | |
| CN107799313B (zh) | 一种化成箔及其生产工艺 | |
| CN104103428B (zh) | 一种铝电解电容器用高压高介电化成箔的制造方法 | |
| CN109786113A (zh) | 一种铝电解电容器用化成箔及其生产工艺 | |
| CN106801242B (zh) | 快速制备大面积高度有序大孔间距多孔阳极氧化铝膜的方法 | |
| CN104532293A (zh) | 化学镀镍废液中提纯镍的方法及镍提纯装置 |
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 | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131106 |