CN105803505A - 一种铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法 - Google Patents

一种铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法，属于铝电解电容器技术领域，所采用的技术方案为：首先将变频交流电源的两极分别连接各自的腐蚀铝箔，然后浸入形成液中进行阳极氧化处理，在外加电压升至设定电压后，继续恒压阳极氧化处理5～20min；最后，将阳极氧化处理后的铝箔进行热处理，在腐蚀铝箔表面形成Al2O3介质膜。利用变频交流电正负电压交替出现，实现两极上铝箔的交替阳极氧化；同时，利用变频交流电的负电压周期，加速阳极氧化时所产生的焦耳热和氧气的泄放，减少氧化铝的热溶解和内应力；并且，阳极氧化时电介质在交变电场作用下反复极化，有利于原子紧密排列，提高氧化膜的致密性。

Description

一种铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法
技术领域
本发明属于铝电解电容器技术领域，具体涉及一种铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法。
背景技术
通常，铝电解电容器由经过腐蚀和阳极氧化的阳极铝箔、隔膜、电解质、及经过腐蚀的阴极铝箔组成，其中阳极氧化形成介质膜是铝电解电容器制备中的关键步骤。变频交流电在电镀、电沉积、电腐蚀、阳极氧化等领域都有研究，尤其在其他单质及合金的阳极氧化上有较深研究：2001年，Yung-ChiehChen等在硅片上施加脉冲方波交流电进行阳极氧化，再经过快速热处理，发现交流阳极氧化得到的氧化膜比恒压阳极氧化得到的氧化膜漏电流更小，耐击穿电压更高；2008年，王喜眉等在含有硅酸钠和硅溶胶的氧化溶液体系中，利用工频交流电源对AZ91D镁合金材料表面进行阳极氧化，发现电压小于170V时，获得的氧化膜层比直流阳极氧化所得膜层更加光滑、均匀、致密，而且膜层的生长速率和耐腐蚀性随着电压的增加而增大；2010年，MariaVittoriaDiamanti等人研究发现低压交流电作用于浸入盐酸或氢溴酸溶液中的钛合金，可以局部腐蚀钛金属表面并生成较薄的无定型氧化层，再经过阳极火花电沉积在其表面生成高比表面积的半晶质氧化膜；2012年，佘乃东等发表专利，在铝板上施加交流电阳极氧化后，再经过硅烷偶联剂处理，压制成散热基板，得到高导热性、耐热性和耐击穿电压能力的散热基板；2014年，沈钰等发表专利，使用交流方波脉冲对镁合金表面进行阳极氧化，得到不易烧损且表面平整的氧化膜；2015年，索利夫·霍耶等发表专利，将铝或铝合金置于酸性电解液中，在其表面施加交流电，进行除油和阳极氧化，并随后进行除灰和无漂洗卷材涂覆工艺在带材表面施加钝化层，得到具有更好耐腐蚀性的带材。
目前，铝电解电容器用阳极铝箔制备技术主要采用直流阳极氧化法，而阳极铝箔的变频交流阳极氧化法未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法，该方法能够显著提高生产效率，大幅度节能。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法，首先将变频交流电源的两极分别连接各自的腐蚀铝箔，然后浸入形成液中进行阳极氧化处理，在外加电压升至设定电压后，继续恒压阳极氧化处理5～20min；最后，将阳极氧化处理后的铝箔进行热处理，在腐蚀铝箔表面形成Al2O3介质膜。
在热处理之后，还包括采用相同阳极氧化处理条件对铝箔进行补充阳极氧化处理的操作。
补充阳极氧化处理的时间为2min。
所述阳极氧化处理条件为：3～630V、0.05～5A/cm2、3～1000Hz。
所述形成液的温度为20～90℃；所述形成液的质量分数为0.1％～20％。
所述形成液为硼酸、五硼酸铵、磷酸二氢铵、己二酸铵、柠檬酸、壬二酸铵或醋酸铵溶液的一种或几种。
将阳极氧化处理后的铝箔热处理是在400～600℃的空气氛中处理1～10min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法，采用变频交流电对腐蚀铝箔进行阳极氧化。首先，变频交流电可以实现两电极腐蚀铝箔的交替阳极氧化，相比直流电单电极生产效率提高较多；其次，利用变频交流电的负电压周期，加速阳极氧化时所产生的焦耳热的泄放，减少氧化铝的热溶解；再次，利用变频交流电的负电压周期，促进阳极氧化时副反应所产生的氧气的泄放，减少氧化铝内应力，提高氧化铝的击穿场强；最后，阳极氧化时电介质在交变电场作用下反复极化，有利于原子紧密排列，提高氧化膜的致密性。经本发明方法所得腐蚀铝箔与直流阳极氧化相比，相同耐压下，比容值增加1％～10％、损耗值减小1％～5％、漏电流参数K值范围0.002～0.008μA·V-1·μF-1、生产效率提高30％～100％。
进一步地，在热处理之后，还包括采用相同阳极氧化处理条件对铝箔进行补充阳极氧化处理的操作，能够有效修复热处理过程中对介质膜造成的损伤。
附图说明
图1为直流阳极氧化所得的低压腐蚀铝箔断面形貌照片；
图2为实施例2所得的低压腐蚀铝箔断面形貌照片。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明公开的铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法，将变频交流电源的两极分别连接各自的腐蚀铝箔，浸入化成槽内进行阳极氧化。
其中，变频交流阳极氧化工艺选用温度为20～90℃、质量分数为0.1％～20％的形成液，在3～630V、0.05～5A/cm2、3～1000Hz条件下进行。具体的，形成液为硼酸、五硼酸铵、磷酸二氢铵、己二酸铵、柠檬酸、壬二酸铵或醋酸铵溶液的一种或几种。化成过程中，在外加电压升至设定电压后，恒压阳极氧化5～20min。随后将铝箔在400～600℃的空气氛中热处理1～10min，晶化Al2O3，以提高其介电常数。最后在与上述相同条件下阳极氧化2min，修复热处理过程中对介质膜造成的损伤。
实施例1
将变频交流电源的两极分别接各自的腐蚀铝箔，浸入20℃的20％壬二酸铵溶液中，在3V、5A/cm2、1000Hz的条件下阳极氧化。化成过程中，在外加电压升至3V后，恒压阳极氧化20min。随后将铝箔在550℃的空气氛热处理3min，然后在与上述相同条件下阳极氧化2min。通过测试，比经过直流阳极氧化的腐蚀铝箔，相同耐压下，比容值增加1％，损耗值减小5％，生产效率提高85％，所得阳极铝箔漏电流参数K＝0.002μA·V-1·μF-1。
实施例2
将变频交流电源的两极分别接各自的腐蚀铝箔，浸入90℃的10％己二酸铵溶液中，在20V、100mA/cm2、5Hz的条件下阳极氧化。化成过程中，在外加电压升至20V后，恒压阳极氧化10min。随后将铝箔在550℃的空气氛热处理3min，然后在与上述相同条件下阳极氧化2min。通过测试，比经过直流阳极氧化的腐蚀铝箔，相同耐压下，比容值增加1％，损耗值减小1％，生产效率提高85％，所得阳极铝箔漏电流参数K＝0.005μA·V-1·μF-1。
参见图1、2。其中图1为直流阳极氧化所得的低压腐蚀铝箔断面形貌照片；图2为实施例2所得的低压腐蚀铝箔断面形貌照片；经测试两片腐蚀铝箔达到相同耐压值，而由变频交流阳极氧化所得氧化膜层更薄，说明：变频交流阳极氧化与直流阳极氧化相比，所得腐蚀铝箔的氧化膜层更致密，同样厚度下，耐压效果更好。
实施例3
将变频交流电源的两极分别接各自的腐蚀铝箔，浸入70℃的1％柠檬酸溶液中，在50V、800mA/cm2、50Hz的条件下阳极氧化。化成过程中，在外加电压升至50V后，恒压阳极氧化5min。随后将铝箔在600℃的空气氛热处理2min，然后在与上述相同条件下阳极氧化2min。通过测试，比经过直流阳极氧化的腐蚀铝箔，相同耐压下，比容值增加2％，损耗值减小5％，生产效率提高100％，所得阳极铝箔漏电流参数K＝0.008μA·V-1·μF-1。
实施例4
将变频交流电源的两极分别接各自的腐蚀铝箔，浸入60℃的5％醋酸铵溶液中，在100V、1.1A/cm2、100Hz的条件下阳极氧化。化成过程中，在外加电压升至100V后，恒压阳极氧化10min。随后将铝箔在400℃的空气氛热处理10min，然后在与上述相同条件下阳极氧化2min。通过测试，比经过直流阳极氧化的腐蚀铝箔，相同耐压下，比容值增加10％，损耗值减小2％，生产效率提高35％，所得阳极铝箔漏电流参数K＝0.005μA·V-1·μF-1。
实施例5
将变频交流电源的两极分别接各自的腐蚀铝箔(预先水煮3min)，浸入80℃的0.1％磷酸二氢铵溶液中，在200V、1.7A/cm2、150Hz的条件下阳极氧化。化成过程中，在外加电压升至200V后，恒压阳极氧化12min。随后将铝箔在600℃的空气氛热处理1min，然后在与上述相同条件下阳极氧化2min。通过测试，比经过直流阳极氧化的腐蚀铝箔，相同耐压下，比容值增加2％，损耗值减小3％，生产效率提高82％，所得阳极铝箔漏电流参数K＝0.003μA·V-1·μF-1。
实施例6
将变频交流电源的两极分别接各自的腐蚀铝箔(预先水煮5min)，浸入90℃的9％的硼酸和1％的五硼酸铵混合溶液中，在300V、2.1A/cm2、200Hz的条件下阳极氧化。化成过程中，在外加电压升至300V后，恒压阳极氧化15min。随后将铝箔在400℃的空气氛热处理10min，然后在与上述相同条件下阳极氧化2min。通过测试，比经过直流阳极氧化的腐蚀铝箔，相同耐压下，比容值增加1％，损耗值减小2％，生产效率提高65％，所得阳极铝箔漏电流参数K＝0.004μA·V-1·μF-1。
实施例7
将变频交流电源的两极分别接各自的腐蚀铝箔(预先水煮10min)，浸入90℃的10％硼酸溶液中，在630V、50mA/cm2、3Hz的条件下阳极氧化。化成过程中，在外加电压升至630V后，恒压阳极氧化5min。随后将铝箔在500℃的空气氛热处理5min，然后在与上述相同条件下阳极氧化2min。通过测试，比经过直流阳极氧化的腐蚀铝箔，相同耐压下，比容值增加1％，损耗值减小1％，生产效率提高30％，所得阳极铝箔漏电流参数K＝0.002μA·V-1·μF-1。
综上所述，采用变频交流电对腐蚀铝箔进行阳极氧化，最终在铝箔表面形成Al2O3介质膜的方法。相较于直流单极阳极氧化，变频交流阳极氧化可以实现两极阳极氧化，从而显著提高生产效率，大幅度节能。具体是：利用变频交流电正负电压交替出现，实现两极上铝箔的交替阳极氧化；同时，利用变频交流电的负电压周期，加速阳极氧化时所产生的焦耳热和氧气的泄放，减少氧化铝的热溶解和内应力；并且，阳极氧化时电介质在交变电场作用下反复极化，有利于原子紧密排列，提高氧化膜的致密性。经本发明所得腐蚀铝箔与直流阳极氧化相比，相同耐压下，比容值增加1％～10％、损耗值减小1％～5％、漏电流参数K值范围0.002～0.008μA·V-1·μF-1、生产效率提高30％～100％。

Claims (8)

1.一种铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法，其特征在于，首先将变频交流电源的两极分别连接各自的腐蚀铝箔，然后浸入形成液中进行阳极氧化处理，在外加电压升至设定电压后，继续恒压阳极氧化处理5～20min；最后，将阳极氧化处理后的铝箔进行热处理，在腐蚀铝箔表面形成Al2O3介质膜。
2.根据权利要求1所述的铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法，其特征在于，在热处理之后，还包括采用相同阳极氧化处理条件对铝箔进行补充阳极氧化处理的操作。
3.根据权利要求2所述的铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法，其特征在于，补充阳极氧化处理的时间为2min。
4.根据权利要求1或2所述的铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法，其特征在于，所述阳极氧化处理条件为：3～630V、0.05～5A/cm2、3～1000Hz。
5.根据权利要求1所述的铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法，其特征在于，所述形成液的温度为20～90℃。
6.根据权利要求1所述的铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法，其特征在于，所述形成液的质量分数为0.1％～20％。
7.根据权利要求1或5或6所述的铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法，其特征在于，所述形成液为硼酸、五硼酸铵、磷酸二氢铵、己二酸铵、柠檬酸、壬二酸铵或醋酸铵溶液的一种或几种。
8.根据权利要求1或2所述的铝电解电容器用阳极铝箔的变频交流阳极氧化法，其特征在于，将阳极氧化处理后的铝箔进行热处理是在400～600℃的空气氛中处理1～10min。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111809209A (zh) * 2020-07-22 2020-10-23 赤壁富祥盛科技有限公司 一种铝合金模板表面氧化膜的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5484261A (en) * 1977-12-16 1979-07-05 Fujitsu Ltd Method of producing electrode for aluminium electrolytic capacitor
EP0007234A2 (en) * 1978-07-13 1980-01-23 BICC Limited A process for the anodic treatment of a continuous web of aluminium foil, foil so obtained and its application as a lithographic printing plate
CN101034626A (zh) * 2007-04-19 2007-09-12 朱健雄 储能铝电解电容阴极箔的制作方法
CN101651048A (zh) * 2009-06-23 2010-02-17 吴江飞乐天和电子材料有限公司 一种铝电解电容器电极箔的化成方法
CN102543478A (zh) * 2012-01-13 2012-07-04 西安交通大学 一种提高低压阳极铝箔比容的方法
CN104499028A (zh) * 2014-12-27 2015-04-08 西安交通大学 一种超低电压阳极氧化铝箔制造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5484261A (en) * 1977-12-16 1979-07-05 Fujitsu Ltd Method of producing electrode for aluminium electrolytic capacitor
EP0007234A2 (en) * 1978-07-13 1980-01-23 BICC Limited A process for the anodic treatment of a continuous web of aluminium foil, foil so obtained and its application as a lithographic printing plate
CN101034626A (zh) * 2007-04-19 2007-09-12 朱健雄 储能铝电解电容阴极箔的制作方法
CN101651048A (zh) * 2009-06-23 2010-02-17 吴江飞乐天和电子材料有限公司 一种铝电解电容器电极箔的化成方法
CN102543478A (zh) * 2012-01-13 2012-07-04 西安交通大学 一种提高低压阳极铝箔比容的方法
CN104499028A (zh) * 2014-12-27 2015-04-08 西安交通大学 一种超低电压阳极氧化铝箔制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
梁成浩 等: "铝箔交流电氧化工艺的研究", 《表面技术》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111809209A (zh) * 2020-07-22 2020-10-23 赤壁富祥盛科技有限公司 一种铝合金模板表面氧化膜的制备方法

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