CN104294345A

CN104294345A - 一种中高压阳极箔的处理方法

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Publication number: CN104294345A
Application number: CN201410531756.9A
Authority: CN
Inventors: 周毅超
Original assignee: Dongyang Dongguan City Chang'an Light Aluminum Research And Development Co Ltd
Current assignee: Dongyang Dongguan City Chang'an Light Aluminum Research And Development Co Ltd
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2015-01-21

Abstract

本发明涉及一种中高压阳极箔的处理方法，包括以下步骤：前处理、四级化成、热处理、第二次化成处理、磷酸去极化处理、第三次化成处理、第二次热处理、第四次化成处理和磷化处理；前处理为：在纯水中沸煮2～7min后在0.2～2.0wt％的硅酸盐溶液中处理5～20min；四级化成是在不同化成电压下进行的，其中每一级的化成电压分别为150～200V、300～400V、450～600V和520～650V；一级化成是在75～90℃的磷酸盐和柠檬酸盐混合溶液中进行的，其中磷酸盐和柠檬酸盐的浓度为0.15wt％～0.24wt％。本发明提供的处理方法可以减少腐蚀箔的堵孔率，提高腐蚀箔表面积的利用率，从而达到在不增加化成能耗的条件下，既可以提升阳极箔的比容，又可以提升氧化膜质量的目的。

Description

一种中高压阳极箔的处理方法

技术领域

本发明涉及阳极箔化成技术领域，具体涉及一种中高压阳极箔的处理方法。

背景技术

当今电子行业都趋向于整机小型化，而电容器在电子产品中所占空间比例很大，要达到缩小整机体积的目的，必然对铝电解电容器体积的要求越来越严格，而电容器的大小是由阳极箔的比容决定的，所以提高阳极箔比容将是必然的趋势。根据静电容量公式在电极间距和介电常数一定的情况下，提高阳极箔比容最好的方法就是在腐蚀过程中增大腐蚀箔的有效表面积，而在目前国内腐蚀箔技术不是很理想的情况下，通常利用化成技术来增加化成箔的有效表面积，从而提升阳极箔的比容。由于目前国内腐蚀箔孔洞均匀性较差，支孔较多，而化成的前处理过程中所采用的水煮方式会使水合膜生长速度过快，很容易引起孔洞的堵塞，造成生长的氧化膜比表面积减小，从而使化成箔的比容降低，而缩短前处理水煮时间又会导致化成能耗上升等诸多问题。

中国专利CN 101110298B中，腐蚀箔在通过纯水沸煮的前处理后，放入几种不饱和有机酸中进行处理，然后进行一级化成。原理是由于水煮时反应迅速，水合膜由外向孔洞内生长，很快洞口就会被堵塞，利用不饱和有机酸溶解腐蚀箔生长的水合膜外层，让水合膜变薄，使其堵住的孔洞打开，从而使箔片表面积得到增大。但由于孔洞的不均一性，若不饱和酸处理时间过久，从而会过度的溶解生成的水合膜；若不饱和酸处理时间过短，只能使部分孔洞打开，从而使箔的比容降低，因此很难通过控制有机酸的处理时间来达到理想的效果。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种中高压阳极箔的处理方法。该处理方法可减少化成过程中腐蚀孔洞的堵塞，从而提高箔片有效面积。

本发明的技术方案提供了一种中高压阳极箔的处理方法，包括以下步骤：前处理、四级化成、热处理、第二次化成处理、磷酸去极化处理、第三次化成处理、第二次热处理、第四次化成处理和磷化处理；所述的前处理为：在纯水中沸煮2～7min后在0.2～2.0wt％的硅酸盐溶液中处理5～20min；所述的四级化成是在不同化成电压下进行的，其中每一级的化成电压分别为150～200V、300～400V、450～600V和520～650V；一级化成是在75～90℃的磷酸盐和柠檬酸盐混合溶液中进行的，其中磷酸盐和柠檬酸盐的浓度为0.10wt％～0.50wt％。

根据上述技术方案提供的方法，硅酸盐选自硅酸钾、硅酸钠或硅酸铵。

根据上述技术方案提供的方法，前处理的沸煮温度≥97℃。

根据上述技术方案提供的方法，2～4级化成、第二次化成和第三次化成是在浓度为2～10wt％的硼酸与柠檬酸盐的混合溶液中进行，化成温度为75～90℃。

根据上述技术方案提供的方法，1～4级化成时间分别为8～15min、8～15min、10～20min和15～25min，第二、三次化成时间为5～10min。

根据上述技术方案提供的方法，第二次和第三次化成的电压为520～650V。

根据上述技术方案提供的方法，所述的热处理的温度为450～600℃，时间为90～180s。

根据上述技术方案提供的方法，所述的磷酸去极化处理是在1～8wt％的磷酸溶液中处理3～8min，处理温度为35～70℃。

根据上述技术方案提供的方法，所述的磷化处理是在1wt％的磷酸溶液中浸泡1～5min。

本发明所述的热处理设备包括烘箱、管式炉、马弗炉、连续式炉窑，高温灰化炉，在本发明的一些实施方式中，采用高温灰化炉作为热处理设备。

本发明所述的“磷酸盐与柠檬酸盐”包括以任何形式存在的的磷酸盐和柠檬酸盐。

本发明所述的化成时间是从箔放入化成槽达到预定的电压后开始计时。

本发明的实施方式中使用的水均为去离子水。

本发明的实施方式中使用的腐蚀箔是纯度为99.99％的中高压腐蚀箔。

除非明确地说明与此相反，否则，本发明引用的所有范围包括端值。例如，“化成温度为75～90℃”表示温度T的范围为75℃≤T≤90℃。

本发明使用的术语“或”表示备选方案，如果合适的话，可以将它们组合，也就是说，术语“或”包括每个所列出的单独备选方案以及它们的组合。例如，“所述的硅酸盐选自硅酸钾、硅酸钠或硅酸铵”表示硅酸盐可以是硅酸钾、硅酸钠、硅酸铵之中的一种，也可以是其一种以上的组合。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明的前处理是在短时间水煮以后，放入能减缓水合膜生长的硅酸盐缓冲溶液中沸煮后，可降低水合膜生长速率，同时沸水进入到腐蚀孔洞内部后也能使水合膜充分均匀生长，而不至于堵孔，使化成有效表面积增大，从而提升比容；

(2)前处理分为纯水沸煮及硅酸盐溶液沸煮两个步骤，有别于现有工艺直接水煮后化成，同时也不至于减少纯水沸煮时间带来的化成能耗增加；

(3)一级化成采用磷酸和柠檬酸盐进行化成，主要利用磷酸根与铝的水合氧化膜反应，可以减少化成过程中的再次堵孔，使箔片有效表面积进一步得到充分利用，从而提升阳极箔有效比表面积，达到提升比容的目的；

(4)经过本发明的处理方法处理后，阳极箔的化成比容相对于之前的方法可提升8％～12％。

具体实施方式

以下所述的是本发明的优选实施方式，本发明所保护的不限于以下优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说在此发明创造构思的基础上，做出的若干变形和改进，都属于本发明的保护范围。实施例中所用的原料均可以通过商业途径获得。

实施例1

纯度99.99％的腐蚀箔，放于97℃以上的纯水中沸煮2～4min后，放入0.5wt％、97℃以上的硅酸盐溶液中沸煮20～30min，纯水洗净后，放入0.2wt％、85℃磷酸盐与柠檬酸盐的水溶液中进行第一级化成，电流密度为40Ma·cm^-2，达到预定电压160V后恒压保持10min；在5wt％的硼酸与柠檬酸盐的混合溶液中进行二级化成，到达预定电压320V后恒压保持10min；在5wt％的硼酸与柠檬酸盐的混合溶液中进行三级化成，到达预定电压480V后恒压保持15min；接着在5wt％的硼酸与柠檬酸盐的混合溶液中进行四级化成,到达预定电压520V后恒压保持20min；在550℃下热处理2min后，放入上述四级槽化成5min，再放入6wt％、65℃磷酸溶液中去极化处理6min；清洗干净后放入上述四级槽化成5min，再在550℃下热处理2min，再次放入上述四级槽化成5min，放入1wt％的低浓度磷酸溶液中浸泡2min，烘干即得成品。

分别对两种成品进行测试，测其升压时间、到达电压、损耗、比容提升率、能耗提升率、Tr60折弯，测试方法按SJ/T 11140标准进行，测试结果见表1。

实施例2

纯度99.99％的腐蚀箔，放于97℃以上的纯水中沸煮4～6min后，放入0.5wt％、97℃以上的硅酸盐溶液中沸煮15～20min，纯水洗净后，放入0.2wt％、85℃磷酸盐与柠檬酸盐的水溶液中进行第一级化成，电流密度为40mA·cm^-2，达到预定电压180V后恒压保持10min；在5wt％的硼酸与柠檬酸盐的混合溶液中进行二级化成，到达预定电压360V后恒压保持10min；在5wt％的硼酸与柠檬酸盐的混合溶液中进行三级化成，到达预定电压540V后恒压保持15min；接着在5wt％的硼酸与柠檬酸盐的混合溶液中进行四级化成,到达预定电压600V后恒压保持20min；在550℃热处理2min后，放入上述四级槽化成5min，再放入6wt％、65℃磷酸溶液中去极化处理6min；清洗干净后放入上述四级槽化成5min，再在550℃下热处理2min，再次放入上述四级槽化成5min，放入1wt％的低浓度磷酸溶液中浸泡2min，烘干即得成品。

测试项目和方法同实施例1，测试结果见表1。

实施例3

纯度99.99％的腐蚀箔，放于97℃以上的纯水中沸煮6～8min后，放入0.5wt％、97℃以上硅酸盐溶液沸煮5～10min，纯水洗净后，放入0.2wt％、85℃磷酸盐与柠檬酸盐的水溶液中进行第一级化成，电流密度为40mA·cm^-2，达到预定电压200V后恒压保持10min；在5wt％的硼酸与柠檬酸盐的混合溶液中进行二级化成,到达预定电压400V后恒压保持10min；在5wt％的硼酸与柠檬酸盐的混合溶液中进行三级化成,到达预定电压600V后恒压保持15min；接着在5wt％的硼酸与柠檬酸盐的混合溶液中进行四级化成，到达预定电压650V后恒压保持20min；在550℃下热处理2min后，放入上述四级槽化成7min，再放入6wt％、65℃磷酸溶液中去极化处理6min；清洗干净后放入上述四级槽化成7min，再在550℃下热处理2min，再次放入上述四级槽化成5min，放入1wt％的低浓度磷酸溶液中浸泡2min，烘干即得成品。

测试项目和方法同实施例1，测试结果结果见表1。

表1

对比例1

纯度99.99％的腐蚀箔，放于97℃以上的纯水中沸煮10～12min，纯水洗净后，放入85℃下、分别为5wt％的硼酸与柠檬酸盐的混合溶液中进行第一级化成，电流密度为40mA·cm-2，达到预定电压160V后恒压保持10min。2～4级化成及其后续操作同实施例1，测试结果见表2。

对比例2

纯度99.99％的腐蚀箔，放于97℃以上的纯水中沸煮12～14min，纯水洗净后，放入85℃、分别为5wt％的硼酸与柠檬酸盐的混合溶液中进行第一级化成，电流密度为40mA·cm^-2，达到预定电压180V后恒压保持10min。2～4级化成及其后续操作同实施例2，测试结果见表2。

对比例3

纯度99.99％的腐蚀箔，放于97℃以上的纯水中沸煮14～16min，纯水洗净后，放入85℃、5wt％的硼酸与柠檬酸盐的混合溶液进行第一级化成，电流密度为40mA·cm^-2，达到预定电压200V后恒压保持10min。2～4级化成及其后续操作同实施例3，测试结果见表2。

表2

Claims

1.一种中高压阳极箔的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：前处理、四级化成、热处理、第二次化成处理、磷酸去极化处理、第三次化成处理、第二次热处理、第四次化成处理和磷化处理；

所述的前处理为：在纯水中沸煮2～7min后在0.2～2.0wt％的硅酸盐溶液中处理5～20min；

所述的四级化成是在不同化成电压下进行的，其中每一级的化成电压分别为150～200V、300～400V、450～600V和520～650V；

一级化成是在75～90℃的磷酸盐和柠檬酸盐混合溶液中进行的，其中磷酸盐和柠檬酸盐的浓度为0.10wt％～0.50wt％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的硅酸盐选自硅酸钾、硅酸钠或硅酸铵。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前处理的沸煮温度≥97℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，2～4级化成、第二次化成和第三次化成是在浓度为2～10wt％的硼酸与柠檬酸盐的混合溶液中进行，化成温度为75～90℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，1～4级化成时间分别为8～15min、8～15min、10～20min和15～25min，第二、三次化成时间为5～10min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二次和第三次化成的电压为520～650V。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的热处理的温度为450～600℃，时间为90～180s。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的磷酸去极化处理是在1～8wt％的磷酸溶液中处理3～8min，处理温度为35～70℃。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的磷化处理是在1wt％的磷酸溶液中浸泡1～5min。