CN106098378B - 一种制造大孔径高压高比容储能箔的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制造大孔径高压高比容储能箔的装置，其包括依次连接的前处理系统、一次水洗系统、发孔系统、二次水洗系统、扩孔系统、三次水洗系统、化学清洗系统、四次水洗系统、纯水清洗系统和干燥系统。本发明的装置简单，操作方便，采用恒定电流式电化学腐蚀发孔和电流变化式电化学腐蚀扩孔相结合，这样的装置设置符合孔的生长过程，致使孔径明显扩大，且表面腐蚀小，达到增大腐蚀孔径的要求，提高高电压段产品比容，从而达到大孔径高压高比容储能箔的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及制造铝电解电容器用大孔径高压高比容储能阳极箔的生产装置。
背景技术
铝电解电容器用阳极箔须经阳极氧化形成一定厚度的耐压电介质氧化膜，如果铝箔表面的蚀孔口径太小，化成时形成的氧化膜就会填满整个蚀孔，这样就达不到有效扩面效果。目前常规铝电解电容器用储能箔的孔径一般为0.8-1.2μm，孔径较小，孔密度大，每平方厘米孔数量能达到107个，而超高压(590V、640V)铝电解电容器用电极箔的孔径大于1.6μm，孔尺寸远远大于目前的常规产品。因而常规的制造铝电解电容器用储能箔的装置，不能满足超高压铝电解电容器用电极箔的制造要求。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种新型的制造大孔径高压高比容储能箔的装置，通过设置发孔系统和带有电流调节器的扩孔系统，具有增大腐蚀孔径，提高高电压段产品比容的效果，同时得到大孔径高压高比容储能箔满足使用要求。
本实用发明所采用的技术方案是：一种制造大孔径高压高比容储能箔的装置，包括依次连接的前处理系统、一次水洗系统、发孔系统、二次水洗系统、扩孔系统、三次水洗系统、化学清洗系统、四次水洗系统、纯水清洗系统和干燥系统，其中扩孔系统是是直流电电流变化式电化学腐蚀系统，扩孔系统包括电解槽、两对U型石墨烯电极板、进液管、流量计和直流电流调节控制器；前处理系统是酸处理系统；发孔系统是直流电电流恒定电流式电化学腐蚀系统；化学清洗系统为硝酸清洗系统；一次水洗系统和四次水洗系统为喷淋管式水洗系统；二次水洗系统和三次水洗系统为超声水洗系统。
进一步地，扩孔系统中的电化学腐蚀采用的化学腐蚀液为硝酸，发孔系统中的电化学腐蚀采用的化学腐蚀液为硫酸和盐酸的混合液。
进一步地，装置各个系统的操作条件如下：
前处理系统：前处理使用8%-40%的硫酸溶液，混合1%-10%盐酸、1%-10%磷酸、1%-10%草酸的某一种酸或者多种酸的溶液，在30-70℃下，处理1-5分钟；
一次水洗系统：常温条件下，喷管喷淋水清洗1-3分钟；
发孔系统：箔表面一次直流发孔处理，腐蚀液为8-40%的硫酸和1-10%盐酸混合液，温度为50-90℃，处理时间控制在30秒-180秒，采用恒定直流电，电量为5-50C/cm2，电流密度为0.1-0.25 A/ cm2；
二次水洗系统：常温条件下，超声波水洗1-3分钟；
扩孔系统：箔表面一次扩孔处理，腐蚀液为1-10%的硝酸，温度为50-80℃，处理时间控制在60秒-360秒，采用直流电，电量为30-80C/ cm2，通过直流电流调节控制器控制扩孔系统中的电流密度变化符合J=0.02+0.003(t-1),单位为A/ cm2,其中t为时间，其单位为秒。
三次水洗系统：常温条件下，超声波水洗1-3分钟；
化学清洗系统：清洗液为1-10%硝酸，温度为30-70℃，清洗时间1-5分钟；
四次水洗系统：常温条件下，喷管喷淋水清洗1-3分钟；
纯水清洗系统：常温条件下，纯水泡洗2-6分钟；
干燥系统：150-350℃条件下，干燥1-5分钟。
本发明的有益效果：
1）装置简单，操作方便。
2）采用恒定电流式电化学腐蚀发孔和电流变化式电化学腐蚀扩孔相结合，并且扩孔系统中的电流变化符合一定的规律，这样的装置设置符合孔的生长过程，致使孔径明显扩大，且表面腐蚀小，达到增大腐蚀孔径的要求，提高高电压段产品比容，从而达到大孔径高压高比容储能箔的使用要求。
3）采用喷淋水洗系统和超声水洗系统相结合，使得清洗更干净，阳极箔的孔径更为规整。
附图说明
图1为本发明的制造大孔径高压高比容储能箔的装置。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，一种制造大孔径高压高比容储能箔的装置，包括依次连接的前处理系统、一次水洗系统、发孔系统、二次水洗系统、扩孔系统、三次水洗系统、化学清洗系统、四次水洗系统、纯水清洗系统和干燥系统，其中扩孔系统是是直流电电流变化式电化学腐蚀系统，扩孔系统包括电解槽、两对U型石墨烯电极板、进液管、流量计和直流电流调节控制器；前处理系统是酸处理系统；发孔系统是直流电电流恒定电流式电化学腐蚀系统；化学清洗系统为硝酸清洗系统；一次水洗系统和四次水洗系统为喷淋管式水洗系统；二次水洗系统和三次水洗系统为超声水洗系统。
采用本发明的装置进行操作，具体操作条件为：
1）前处理系统：前处理使用15%的硫酸溶液，混合3%盐酸的溶液，在35℃下，处理2分钟；
2）一次水洗系统：常温条件下，喷管喷淋水清洗2分钟；
3）发孔系统：箔表面一次直流发孔处理，腐蚀液为10%的硫酸和5%盐酸混合液，温度为60℃，处理时间控制在60秒，采用恒定直流电，电量为25 C/ cm2，电流密度为0.1 A/cm2；
4）二次水洗系统：常温条件下，超声波水洗1分钟；
5）扩孔系统：箔表面一次扩孔处理，腐蚀液为5%的硝酸，温度为70℃，处理时间控制在120秒，采用直流电，电量为50C/ cm2，通过直流电流调节控制器控制扩孔系统中的电流密度变化符合J=0.02+0.003(t-1),单位为A/ cm2,其中t为时间，其单位为秒。
6）三次水洗系统：常温条件下，超声波水洗2分钟；
7）化学清洗系统：清洗液为8%硝酸，温度为35℃，清洗时间3分钟；
8）四次水洗系统：常温条件下，喷管喷淋水清洗2分钟；
9）纯水清洗系统：常温条件下，纯水泡洗5分钟；
10）干燥系统：200℃条件下，干燥3分钟。
制备得到的阳极箔其孔径和640vf容量如表1所示。
实施例2
如图1所示，一种制造大孔径高压高比容储能箔的装置，包括依次连接的前处理系统、一次水洗系统、发孔系统、二次水洗系统、扩孔系统、三次水洗系统、化学清洗系统、四次水洗系统、纯水清洗系统和干燥系统，其中扩孔系统是是直流电电流变化式电化学腐蚀系统，扩孔系统包括电解槽、两对U型石墨烯电极板、进液管、流量计和直流电流调节控制器；前处理系统是酸处理系统；发孔系统是直流电电流恒定电流式电化学腐蚀系统；化学清洗系统为硝酸清洗系统；一次水洗系统和四次水洗系统为喷淋管式水洗系统；二次水洗系统和三次水洗系统为超声水洗系统。
采用本发明的装置进行操作，具体操作条件为：
1）前处理系统：前处理使用15%的硫酸溶液，混合10%盐酸、5%磷酸、3%草酸的溶液，在35℃下，处理2分钟；
2）一次水洗系统：常温条件下，喷管喷淋水清洗2分钟；
3）发孔系统：箔表面一次直流发孔处理，腐蚀液为10%的硫酸和8%盐酸混合液，温度为60℃，处理时间控制在90秒，采用恒定直流电，电量为30 C/ cm2，电流密度为0.1 A/cm2；
4）二次水洗系统：常温条件下，超声波水洗2分钟；
5）扩孔系统：箔表面一次扩孔处理，腐蚀液为8%的硝酸，温度为70℃，处理时间控制在180秒，采用直流电，电量为60 C/ cm2，通过直流电流调节控制器控制扩孔系统中的电流密度变化符合J=0.02+0.003(t-1),单位为A/ cm2,其中t为时间，其单位为秒；
6）三次水洗系统：常温条件下，超声波水洗2分钟；
7）化学清洗系统：清洗液为8%硝酸，温度为35℃，清洗时间3分钟；
8）四次水洗系统：常温条件下，喷管喷淋水清洗2分钟；
9）纯水清洗系统：常温条件下，纯水泡洗5分钟；
10）干燥系统：200℃条件下，干燥3分钟。
制备得到的阳极箔其孔径和640vf 容量如表1所示。
比较例1
所用装置除扩孔系统不含直流电流调节控制器外其它与实施例1相同，其具体操作条件为：
1）前处理系统：前处理使用15%的硫酸溶液，混合3%盐酸的溶液，在35℃下，处理2分钟；
2）一次水洗系统：常温条件下，喷管喷淋水清洗2分钟；
3）发孔系统：箔表面一次直流发孔处理，腐蚀液为10%的硫酸和5%盐酸混合液，温度为60℃，处理时间控制在60秒，采用恒定直流电，电量为25 C/ cm2，电流密度为0.1 A/cm2；
4）二次水洗系统：常温条件下，超声波水洗1分钟；
5）扩孔系统：箔表面一次扩孔处理，腐蚀液为5%的硝酸，温度为70℃，处理时间控制在120秒，采用恒定直流电，电量为50C/ cm2，电流密度为0.2 A/ cm2；
6）三次水洗系统：常温条件下，超声波水洗2分钟；
7）化学清洗系统：清洗液为8%硝酸，温度为35℃，清洗时间3分钟；
8）四次水洗系统：常温条件下，喷管喷淋水清洗2分钟；
9）纯水清洗系统：常温条件下，纯水泡洗5分钟；
10）干燥系统：200℃条件下，干燥3分钟。
制备得到的阳极箔其孔径和640vf 容量如表1所示。
比较例2
所用装置除一次水洗系统、二次水洗系统、三次水洗系统、四次水洗系统、纯水清洗系统均常用常规的泡洗系统外其它与实施例1相同，其具体操作条件为：
1）前处理系统：前处理使用15%的硫酸溶液，混合3%盐酸的溶液，在35℃下，处理2分钟；
2）一次水洗系统：常温条件下，水泡洗2分钟；
3）发孔系统：箔表面一次直流发孔处理，腐蚀液为10%的硫酸和5%盐酸混合液，温度为60℃，处理时间控制在60秒，采用恒定直流电，电量为25 C/ cm2，电流密度为0.1 A/cm2；
4）二次水洗系统：常温条件下，水泡洗1分钟；
5）扩孔系统：箔表面一次扩孔处理，腐蚀液为5%的硝酸，温度为70℃，处理时间控制在120秒，采用恒定直流电，电量为50C/ cm2，电流密度为0.2 A/ cm2；
6）三次水洗系统：常温条件下，水泡洗2分钟；
7）化学清洗系统：清洗液为8%硝酸，温度为35℃，清洗时间3分钟；
8）四次水洗系统：常温条件下，水泡洗2分钟；
9）纯水清洗系统：常温条件下，纯水泡洗5分钟；
10）干燥系统：200℃条件下，干燥3分钟。
制备得到的阳极箔其孔径和640vf 容量如表1所示。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种制造大孔径高压高比容储能箔的装置，包括依次连接的前处理系统、一次水洗系统、发孔系统、二次水洗系统、扩孔系统、三次水洗系统、化学清洗系统、四次水洗系统、纯水清洗系统和干燥系统，扩孔系统是直流电电流变化式电化学腐蚀系统，扩孔系统包括电解槽、两对U型石墨烯电极板、进液管、流量计和直流电流调节控制器；前处理系统是酸处理系统；发孔系统是直流电恒定电流式电化学腐蚀系统；化学清洗系统为硝酸清洗系统；一次水洗系统和四次水洗系统为喷淋管式水洗系统；二次水洗系统和三次水洗系统为超声水洗系统；其特征在于：通过直流电流调节控制器控制扩孔系统中的电流密度变化符合J=0.02+0.003(t-1),单位为A/cm2,其中t为时间，其单位为秒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A device for manufacturing energy storage foil with large aperture, high pressure and high specific capacitance Effective date of registration: 20210624 Granted publication date: 20180213 Pledgee: Xiangshui County sub branch of Agricultural Bank of China Ltd. Pledgor: JIANGSU RONGSHENG ELECTRONIC Co.,Ltd. Registration number: Y2021980005235 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20180213 Pledgee: Xiangshui County sub branch of Agricultural Bank of China Ltd. Pledgor: JIANGSU RONGSHENG ELECTRONIC CO.,LTD. Registration number: Y2021980005235 |