CN106947998B - 一种用于生产腐蚀箔的电化学反应装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产腐蚀箔的电化学反应装置，其包括电解槽、加电辊、三块电极板、至少一个底辊和超声波发生器，所述电解槽的内部装有电解液；所述三块电极板，分别为第一电极板、第二电极板和第三电极板，该三块电极板均竖直设置在所述电解槽内，并浸于电解液中，该第二电极板位于第一电极板和第三电极板之间，该第一电极板与第二电极板之间的间隙上窄下宽，该第二电极板与第三电极板之间的间隙上窄下宽；所述超声波发生器设置在所述电解槽内，并浸于电解液中。本发明所述的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置具有能消除电解液中的气泡，保持电解液均匀，保证铝箔发孔效果稳定的优点。

Description

一种用于生产腐蚀箔的电化学反应装置

技术领域

本发明属于电子材料工艺技术领域，特别是涉及一种用于生产腐蚀箔的电化学反应装置。

背景技术

铝电解电容器是广泛应用于电子电器行业的一种储能元件，而铝电解电容器用阳极箔是其重要的原材料，阳极箔的结构特性决定着铝电解电容器的电性能。阳极箔又称为化成箔、腐蚀箔，是由铝箔经过电化学处理制备而成的。腐蚀箔的生产工艺一般如下：铝箔→预处理→一电解→二电解→三电解→后处理→纯水洗→烘干→腐蚀箔。其中一电解为发孔阶段，腐蚀箔的孔的数量和径向长度基本由一电解过程决定，所以一电解工艺至关重要，影响着腐蚀箔成品的容量。

请参阅图1，其为现有的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置，该电化学反应装置包括电解槽10、第一电极板11、第二电极板12、第三电极板13和底辊14。所述电解槽10的内部装有电解液。所述第一电极板11、第二电极板12和第三电极板13竖直设置在所述电解槽10内，该第二电极板12位于该第一电极板11和第三电极板13之间，并分别与该第一电极板11和第三电极板13相向设置。所述第一电极板11与第二电极板12之间的间隙上下宽窄一致，所述第二电极板12与第三电极板13之间的间隙上下宽窄一致。所述底辊14设置在所述电解槽10内，并位于所述第二电极板12下方。铝箔A通过第一电极板11与第二电极板12之间的间隙，再经过底辊14，然后通过第二电极板12与第三电极板13之间的间隙，最终离开电解槽10。铝箔A作为正极，各电极板作为负极，由于相邻两电极板之间的间隙上下宽窄一致，因此铝箔A在电解腐蚀时所受的电流密度始终不变。

然而，上述现有的电化学反应装置存在以下缺陷：一是无法消除电解腐蚀所产生气体形成的大量气泡，这些气泡会造成电解液不均匀，并吸附在电极板或铝箔上影响电压稳定，对电解腐蚀过程造成不良影响；二是铝箔发孔不稳定，实际生产中为了提高生产效率，往往会提高铝箔的传输速度，同时将铝箔和各电极板之间的电势差设定得较高，因此铝箔通过两电极板的间隙时快速发孔，但形难以控制孔的数量、尺寸(孔径和孔深)和分布密度，所形成的孔往往数量太少、孔径过大或孔深过深，降低腐蚀箔成品的容量。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种用于生产腐蚀箔的电化学反应装置，其具有能消除电解液中的气泡，保持电解液均匀，保证铝箔发孔效果稳定的优点。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于生产腐蚀箔的电化学反应装置，包括

——电解槽，其内部装有电解液；

——加电辊，其设置在所述电解槽的槽口上方；

——三块电极板，分别为第一电极板、第二电极板和第三电极板，该三块电极板均竖直设置在所述电解槽内，并浸于电解液中，该第二电极板位于第一电极板和第三电极板之间，该第一电极板与第二电极板之间的间隙上窄下宽，该第二电极板与第三电极板之间的间隙上窄下宽；

——至少一个底辊，其设置在所述电解槽内，并位于所述三块电极板下方；

——超声波发生器，其设置在所述电解槽内，并浸于电解液中。

相对于现有技术，本发明所述的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置采用了超声波发生器，该超声波发生器能消除电解液中的气泡，协助电解液中离子的扩散，维持电解液的均匀性以及电解槽内各处的温度一致，从而保证电解腐蚀过程稳定进行。此外，该电化学反应装置中相邻两电极板之间的间隙上窄下宽，使铝箔通过时所受的电流密度由大变小，再由小变大，有利于在铝箔电解腐蚀的过程中，先形成足够多的、分布均匀的孔，再慢慢将孔径扩宽至合适范围，最后将孔深增大至合适范围，因此能有效控制发孔效果，提高腐蚀箔的容量。

进一步地，所述第二电极板分别与第一电极板和第三电极板相向设置；所述第一电极板与第二电极板之间的间隙的上段部分宽窄一致，下段部分向下逐渐扩宽；所述第二电极板与第三电极板的之间间隙的上段部分宽窄一致，下段部分向下逐渐扩宽。相邻两电极板之间的间隙的上段部分宽窄一致能保证发孔所需的电流密度，下段部分向下逐渐扩宽能缓慢降低电流密度，保证发孔效果稳定。

进一步地，所述第一电极板与第二电极板之间的间隙的下段部分充满电解液，所述第二电极板与第三电极板之间的间隙的下段部分充满电解液。

进一步地，所述超声波发生器包括四块超声波震板，其中两块超声波震板相向设置，分别位于所述第一电极板与第二电极板的间隙两侧，另外两块超声波震板相向设置，分别位于所述第二电极板与第三电极板的间隙两侧。该四块超声波震板能全方位地扰动电解液，及时、有效地消除电极板与铝箔之间的气泡，保证电解腐蚀的效果。

进一步地，还包括压辊机构，该压辊机构包括两块支板、两根固定轴、两个转辊和至少两条皮带，所述两根固定轴并列设置，每根固定轴的两端分别与所述两块支板固定连接，所述两个转辊分别套装于所述两根固定轴外，每条皮带圈捆在所述两个转辊上；该压辊装置设置在所述加电辊的上方，每条皮带压住该加电辊的辊面。该压辊机构能增大铝箔与加电辊辊面的接触面积，当铝箔的传输速度或所受张力发生变化时，也能确保加电的效果。

进一步地，所述压辊机构包括七条皮带，所述七条皮带相互平行，并均匀分布在所述两个转辊上，能均匀有力地增大铝箔与加电辊辊面的接触面积，进一步提高加电的效果。

进一步地，还包括两个夹箔机构，每个夹箔机构包括相向设置的第一夹板和第二夹板，该第一夹板与第二夹板夹合形成一缝隙；所述两个夹箔机构设置在所述电解槽的槽口上方，其中一个夹箔机构的第一夹板与第二夹板之间的缝隙正对所述第一电极板与第二电极板之间的间隙，另一个夹箔机构的第一夹板与第二夹板之间的缝隙正对所述第二电极板与第三电极板之间的间隙。该夹箔机构能限定进、出电解槽的铝箔的位置，当铝箔的传输速度或所受张力发生变化时，确保其与各电极板之间的相对位置稳定，维持正、负极的电势差，保证电解腐蚀的效果。

进一步地，所述每个夹箔机构还包括前支撑板、后支撑板以及两个压紧部件；所述第一夹板的底侧与第二夹板的底侧夹合形成一缝隙，该第一夹板的顶侧两端分别固定有前安装轴和后安装轴，该第二夹板的顶侧两端分别固定有前安装轴和后安装轴；该第一夹板的前安装轴和第二夹板的前安装轴分别穿过所述前支撑板，与其中一个压紧部件固定连接，该第一夹板的后安装轴和第二夹板的后安装轴分别穿过所述后支撑板，与另一个压紧部件固定连接。前支撑板、后支撑板和压紧部件相互配合，能使第一夹板与第二夹板的顶侧打开，使两者形成并维持一定的角度，确保两者底侧之间的缝隙宽度足够小，有效限制铝箔的位置。

进一步地，所述压紧部件包括螺栓、螺帽、弹簧和两块摆块，该螺栓穿过该两 块摆块的顶部与该螺帽螺纹连接，该弹簧套装在该螺栓上，其两端分别与该两块摆块抵接；该第一夹板的前安装轴和第二夹板的前安装轴分别与其中一个压紧部件的两块摆块的底部固定连接，该第一夹板的后安装轴和第二夹板的后安装轴分别与另一个压紧部件的两块摆块的底部固定连接。当铝箔发生抖动碰撞到第一夹板或第二夹板时，弹簧被两块摆块压缩，并通过作用于两块摆块将第一夹板与第二夹板的顶侧推开，确保两者底侧之间的缝隙宽度足够小，有效限制铝箔的位置。

进一步地，包括两个底辊，其中一个底辊设置于所述第一电极板与第二电极板之间的间隙下方，另一个底辊设置于所述第二电极板与第三电极板之间的间隙下方。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为现有的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置的结构示意图；

图2为本发明的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置的结构示意图；

图3为图2的a-a向结构示意图；

图4为本发明的压辊机构的结构示意图；

图5为图4的b-b向示意图；

图6为本发明的压辊机构的结构分解图；

图7为本发明的夹箔机构的结构示意图；

图8为图7的c-c向示意图；

图9为本发明的夹箔机构的结构分解图。

具体实施方式

请同时参阅图2和图3，图2为本发明的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置的结构示意图，图3为图2的a-a向结构示意图。本发明所述的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置，包括电解槽20、加电辊21、第一电极板22、第二电极板23、第三电极板24、两个底辊25、超声波发生器、压辊机构以及两个夹箔机构。

所述电解槽20的内部装有电解液。

所述加电辊21设置在所述电解槽20的槽口上方，作为电化学反应的正极，用于给铝箔A加电。

所述第一电极板22、第二电极板23和第三电极板24均竖直设置在所述电解槽20内，并浸于电解液中，作为电化学反应的负极，其材料为石墨，导电性好、热稳定性好且耐腐蚀。

该第二电极板23位于该第一电极板22和第三电极板24之间，并分别与该第一电极板22和第三电极板24相向设置。所述第一电极板22与第二电极板23之间的间隙上窄下宽，所述第二电极板23与第三电极板24之间的间隙上窄下宽。具体地，所述第一电极板22与第二电极板23之间的间隙的上段部分宽窄一致，下段部分向下逐渐扩宽并充满电解液。所述第二电极板23与第三电极板24的之间间隙的上段部分宽窄一致，下段部分向下逐渐扩宽并充满电解液。

所述两个底辊25设置在所述电解槽20内，并位于所述三块电极板下方，用于改变铝箔A的运动方向。其中一个底辊25设置于所述第一电极板22与第二电极板23之间的间隙下方，另一个底辊25设置于所述第二电极板23与第三电极板24之间的间隙下方。

所述超声波发生器其设置在所述电解槽20内，并浸于电解液中。具体地，所述超声波发生器包括四块超声波震板26，其中两块超声波震板相向设置，分别位于所述第一电极板22与第二电极板23的间隙两侧，另外两块超声波震板相向设置，分别位于所述第二电极板23与第三电极板24的间隙两侧。

请同时参阅图4-6，图4为本发明的压辊机构的结构示意图，图5为图4的b-b向示意图，图6为本发明的压辊机构的结构分解图。所述压辊机构包括两块支板270、两根固定轴271、两个转辊272和至少两条皮带273。

所述两根固定轴271并列设置，每根固定轴271的两端分别与所述两块支板270固定连接，所述两个转辊272分别套装于所述两根固定轴271外。为了提高结构的牢固性，每根固定轴271的端部通过一轴套274与所述支板270固定连接，所述轴套274固定嵌装在所述支板270内；每个转辊272的端部内嵌装有一转套275，所述转套275套装在所述固定轴271外，能以该固定轴271的中心轴旋转。

每条皮带273圈捆在所述两个转辊272上。该压辊装置设置在所述导电辊的上方，每条皮带273压住该加电辊21的辊面。作为进一步优选，所述压辊机构包括七条皮带273，所述七条皮带273相互平行，并均匀分布在所述两根转辊272上，即每相邻两条皮带273的间距相等。

请同时参阅图7-8，图7为本发明的夹箔机构的结构示意图，图8为图7的c-c向示意图，图9为本发明的夹箔机构的结构分解图。

所述每个夹箔机构包括第一夹板280、第二夹板281、前支撑板283、后支撑板284以及两个压紧部件。

所述第一夹板280和第二夹板281相向设置，两者夹合形成一缝隙。具体地，所述第一夹板280的底侧与第二夹板281的底侧夹合形成一缝隙，该第一夹板280的顶侧两端分别固定有前安装轴2801和后安装轴2802，该第二夹板281的顶侧两端分别固定有前安装轴2811和后安装轴2812。

所述每个压紧部件包括螺栓2850、螺帽2851、弹簧2852和两块摆块2853。该螺栓2850穿过该两块摆块2853的顶部与该螺帽2851螺纹连接，该弹簧2852套装在该螺栓2850上，其两端分别与该两块摆块2853抵接。为了提高装配的紧固性，该螺栓2850的头部与摆块2853之间设有一垫片2854，该螺帽2851与摆块2853之间也设有一垫片2854。

所述第一夹板280的前安装轴2801和第二夹板281的前安装轴2811分别穿过所述前支撑板283，与其中一个压紧部件的两块摆块2853的底部固定连接，所述第一夹板280的后安装轴2802和第二夹板281的后安装轴2812分别穿过所述后支撑板284，与另一个压紧部件的两块摆块2853的底部固定连接。为了提高装配的紧固性，所述第一夹板280与前支撑板283之间设有一固定套286，该固定套286套装在所述前安装轴上2801；所述第一夹板280与后支撑板284之间设有一固定套286，该固定套286套装在所述后安装轴2802上；所述第二夹板281与前支撑板283之间设有一固定套286，该固定套286套装在所述前安装轴2811上；所述第二夹板281与后支撑板284之间设有一固定套286，该固定套286套装在所述后安装轴2812上。

所述两个夹箔机构设置在所述电解槽20的槽口上方，其中一个夹箔机构的第一夹板280与第二夹板281之间的缝隙正对所述第一电极板22与第二电极板23之间的间隙，另一个夹箔机构的第一夹板280与第二夹板281之间的缝隙正对所述第二电极板23与第三电极板24之间的间隙。

本发明所述的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置的工作过程为：

铝箔A经加电辊21加电后，从夹箔机构的第一夹板280与第二夹板281之间的缝隙进入到电解槽20中，先通过第一电极板22与第二电极板23之间的间隙，再经过两个底辊25改变传输方向，然后通过第二电极板23与第三电极板24之间的间隙，最终离开电解槽20。

铝箔A通过第一电极板22与第二电极板23之间的间隙时所受的电流密度由大逐渐变小，有利于形成足够多的、分布均匀的孔，再慢慢将孔径扩宽至合适范围，铝箔A通过第二电极板23与第三电极板24之间的间隙时所受的电流密度由小逐渐变大，有利于继续将孔径扩宽至合适范围，并将孔深慢慢增大至合适范围，因此能有效控制发孔效果，提高腐蚀箔的容量。

四块超声波震板能全方位地扰动电解液，能及时、有效地消除各电极板与铝箔A之间的气泡，协助电解液中离子的扩散，维持电解液的均匀性以及电解槽20内各处的温度一致，保证电解腐蚀的效果。该夹箔机构能限定进、出电解槽20的铝箔A的位置，当铝箔A的传输速度或所受张力发生变化时，确保其与各电极板之间的间距不变，保证电解腐蚀的效果。而压辊机构能增大铝箔A与加电辊21辊面的接触面积，确保加电的效果。

本发明所述的电化学反应装置具有多种变形，例如，所述超声波发生器还可为超声波振棒或超声波换能器等，可安装在电解槽侧壁、电解槽底部或电极板等位置；又如，压辊机构可包括四条、五条、十条或其他数量的皮带；再如，除石墨外，电极板还可采用铂等耐腐蚀导电材料。

相对于现有技术，本发明所述的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置能有效控制电解腐蚀过程的进行，保证发孔效果稳定均匀，有利于提高腐蚀箔的质量。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于生产腐蚀箔的电化学反应装置，其特征在于：包括

——电解槽，其内部装有电解液；

——加电辊，其设置在所述电解槽的槽口上方；

——三块电极板，分别为第一电极板、第二电极板和第三电极板，该三块电极板均竖直设置在所述电解槽内，并浸于电解液中，该第二电极板位于第一电极板和第三电极板之间，该第一电极板与第二电极板之间的间隙上窄下宽，该第二电极板与第三电极板之间的间隙上窄下宽；

——至少一个底辊，其设置在所述电解槽内，并位于所述三块电极板下方；

——超声波发生器，其设置在所述电解槽内，并浸于电解液中；

还包括压辊机构，该压辊机构包括两块支板、两根固定轴、两个转辊和至少两条皮带，所述两根固定轴并列设置，每根固定轴的两端分别与所述两块支板固定连接，所述两个转辊分别套装于所述两根固定轴外，每条皮带圈捆在所述两个转辊上；该压辊机构设置在所述加电辊的上方，每条皮带压住该加电辊的辊面。

2.根据权利要求1所述的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置，其特征在于：所述第二电极板分别与第一电极板和第三电极板相向设置；所述第一电极板与第二电极板之间的间隙的上段部分宽窄一致，下段部分向下逐渐扩宽；所述第二电极板与第三电极板的之间间隙的上段部分宽窄一致，下段部分向下逐渐扩宽。

3.根据权利要求2所述的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置，其特征在于：所述第一电极板与第二电极板之间的间隙的下段部分充满电解液，所述第二电极板与第三电极板之间的间隙的下段部分充满电解液。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置，其特征在于：所述超声波发生器包括四块超声波震板，其中两块超声波震板相向设置，分别位于所述第一电极板与第二电极板的间隙两侧，另外两块超声波震板相向设置，分别位于所述第二电极板与第三电极板的间隙两侧。

5.根据权利要求1所述的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置，其特征在于：所述压辊机构包括七条皮带，所述七条皮带相互平行，并均匀分布在所述两个转辊上。

6.根据权利要求1所述的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置，其特征在于：还包括两个夹箔机构，每个夹箔机构包括相向设置的第一夹板和第二夹板，该第一夹板与第二夹板夹合形成一缝隙；所述两个夹箔机构设置在所述电解槽的槽口上方，其中一个夹箔机构的第一夹板与第二夹板之间的缝隙正对所述第一电极板与第二电极板之间的间隙，另一个夹箔机构的第一夹板与第二夹板之间的缝隙正对所述第二电极板与第三电极板之间的间隙。

7.根据权利要求6所述的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置，其特征在于：所述每个夹箔机构还包括前支撑板、后支撑板以及两个压紧部件；所述第一夹板的底侧与第二夹板的底侧夹合形成一缝隙，该第一夹板的顶侧两端分别固定有前安装轴和后安装轴，该第二夹板的顶侧两端分别固定有前安装轴和后安装轴；该第一夹板的前安装轴和第二夹板的前安装轴分别穿过所述前支撑板，与其中一个压紧部件固定连接，该第一夹板的后安装轴和第二夹板的后安装轴分别穿过所述后支撑板，与另一个压紧部件固定连接。

8.根据权利要求7所述的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置，其特征在于：所述压紧部件包括螺栓、螺帽、弹簧和两块摆块，该螺栓穿过该两块摆块的顶部与该螺帽螺纹连接，该弹簧套装在该螺栓上，其两端分别与该两块摆块抵接；该第一夹板的前安装轴和第二夹板的前安装轴分别与其中一个压紧部件的两块摆块的底部固定连接，该第一夹板的后安装轴和第二夹板的后安装轴分别与另一个压紧部件的两块摆块的底部固定连接。

9.根据权利要求1所述的用于生产腐蚀箔的电化学反应装置，其特征在于：包括两个底辊，其中一个底辊设置于所述第一电极板与第二电极板之间的间隙下方，另一个底辊设置于所述第二电极板与第三电极板之间的间隙下方。