CN107086122B - 多孔铝阳极材料、制作方法及用其制作成的铝电解电容器 - Google Patents
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Abstract
一种多孔铝阳极材料，阳极材料上包括一次孔和二次孔；所述一次孔的孔径大小﹥0.2mm，孔隙率为10%～90%，二次孔孔径径大小为0.5μm～0.2mm，孔隙均为开孔无封闭孔隙。本发明的多孔铝阳极材料的空隙率高，从而其有效表面积大，故用其制作出来的电容器静电容量高。同时多孔铝的形状可根据需要进行灵活变化，这样电容器的形状可不局限于圆柱形和方形。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝电解电容器，尤其涉及一种多孔铝阳极材料、制作方法及用其制作成的铝电解电容器。
背景技术
现在在电容器的生产过程中，电容器的铝箔可以分为高压阳极箔、低压阳极箔和负极箔；其中阳极箔和阴极箔的表面积对电容器的静电容量有很大的影响，而现在泡沫铝的孔隙率在50％-90％，孔径大于或等于0.2mm，在电容器的生产和使用中，泡沫铝的有效表面积还是达不到要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种有效表面积大的多孔铝阳极材料、制作方法及用其制作成的铝电解电容器。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种多孔铝阳极材料，阳极材料上包括一次孔和二次孔；所述一次孔的孔径大小﹥0.2mm，孔隙率为10％～90％，二次孔孔径大小为0.5μm～0.2mm，空隙率能够达到90％以上，这个可根据不同静电容量的需求而调整；孔隙均为开孔无封闭孔隙。在本发明中，多孔铝没有形状的限制，可根据实际需要来进行加工制造，多孔铝材料具有很高的静电容量；相比于铝电解电容器传统的铝箔阳极材料，多孔铝材料具有更高的强度；多孔铝的形状可根据需要进行灵活的变法，不局限于圆柱形和方形。
上述的多孔铝阳极材料的制作方法，优选的，包括以下步骤，1)制备泡沫铝；2)表面处理，采用质量分数为1％-10％的NaOH水溶液,在室温至60℃范围内浸泡10s～10min，然后在HNO3或HCl中进行处理，接下来用水漂洗；采用NaOH水溶液清洗时能够去除铝箔表面的油脂等有机污染物；采用HNO3或HCl处理时能够清除铝箔表面的不均匀氧化层；3)热处理，热处理包括三段；A，高温区：450～550摄氏度，提高铝材集合组织中{100}结构含量；B，中温区：350～450摄氏度，调整晶粒尺寸和第二相析出物的分布；C，低温区：100～350摄氏度改善铝材表面氧化膜结构；进行热处理后，可以提高铝材集合组织中{100}结构含量；调整晶粒尺寸和第二相析出物的分布，改善铝箔表面状态，从而提高铝箔的电蚀性能，增大腐蚀箔的静电容量；4)电化学腐蚀，所述电化学腐蚀包括高压阳极腐蚀和低压阳极腐蚀；所述高压阳极腐蚀采用直流电解腐蚀，而低压阳极采用交流电解腐蚀；A，直流电解腐蚀包括发孔腐蚀和扩孔腐蚀；发孔腐蚀条件为：发孔腐蚀液包括0.5-5mol/LHCl+0.2-2mol/LH2SO4、发孔腐蚀时间30-120s，腐蚀液温度50-90℃，电流密度选择0.1-0.5A/cm2；扩孔腐蚀条件为：扩孔腐蚀液包括0.5-5mol/LHCl、扩孔腐蚀时间为40-150s，扩孔腐蚀液温度50-90℃，扩孔电流密度为0.1-0.5A/cm2；
B，交流腐蚀条件为：腐蚀液包括0.5-5mol/LHCl+0.2-2mol/LH2SO4、腐蚀液温度30-90℃、电流密度0.1-0.6A/cm2、腐蚀时间60-240s。
高压阳极采用直流电解腐蚀方法，该方法由发孔腐蚀(点蚀)和扩孔腐蚀两部分组成。点蚀起发孔作用，能够在铝箔表面形成均匀的点蚀孔。扩孔时点蚀孔沿着<001>(三维坐标系)方向向内部扩展，最终生成具有一定深度的直方细棒状隧道孔洞。这种直流腐蚀所形成的隧道腐蚀具有孔径较大，蚀孔深的特点，不会被高化成电压下生成的较厚氧化膜所淹没。直流腐蚀。
低压阳极采用交流电解腐蚀方法，在交流腐蚀过程中随着侵蚀电量的增加，铝交替地处于阳极极化(正半周)和阴极极化(负半周)状态。在交流正半周，铝发生阳极氧化和溶解形成蚀坑；而在负半周时，阴极析氢使铝箔表面pH值上升，引起Al(OH)3在蚀坑表面沉积，阻碍铝阳极点蚀的单纯纵深发展。下一个周期阳极继续氧化溶解点蚀孔，从而使交流腐蚀持续进行，蚀孔不断扩大加深，由方孔接方孔构成的蚀孔群(称为“海绵层")均匀整齐地向铝中心推进，从而形成强度高、电容量大的阳极铝。
一种多孔铝阳极材料制作而成的铝电解电容器，包括用多孔铝制作而成的阳极，所述阳极上连接有引出端；所述引出端可以为扁平的铝箔、也可以是高纯铝线，所述连接方式可以是焊接、也可以是在多孔铝阳极制作的过程当中将引出端与多孔铝融合在一起。为便于多孔铝的化成以及电容的引出，需要在多孔铝上连接一个引出端，其连接位置可以在多孔铝材料的任意位置。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的多孔铝阳极材料的空隙率高，从而其有效表面积大，故用其制作出来的电容器静电容量高。同时多孔铝的形状可根据需要进行灵活变化，这样电容器的形状可不局限于圆柱形和方形。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例1
一种多孔铝阳极材料，采用渗流法制备的多孔铝材料，形状为圆饼形，圆饼的厚度为0.5cm，直径为2cm，材料的孔隙率为46.3％，一次孔隙的平均尺寸为200μm，采用直流腐蚀进行二次扩孔。
发孔腐蚀液2mol/LHCI+0.8mol/LH2S04、发孔腐蚀时间95s，腐蚀液温度70℃，电流密度选择0.25A/cm2。后段腐蚀优化条件为：扩孔腐蚀液2mol/LHCI、扩孔腐蚀时间为90s，扩孔腐蚀液温度70℃，扩孔电流密度为0.25A/cm2。二次孔隙的平均尺寸为10μm。
将圆饼多孔铝材料和高纯铝箔条采用激光焊接在一起，再将电极材料在硼酸(100g/L)水溶液中在200V、400V和500V电压下进行化成，使得多孔铝表面形成氧化介质膜，化成电流为0.6A，然后在五硼酸铵(80g/L)水溶液中进行静电容量测试，结果如下表所示。根据静电容量公式为C＝εS/d(ε为氧化介质膜介电常数，S为面积，d为氧化膜厚度)，化成电压越高，氧化膜厚度越厚，故高电压下铝材的静电容量较小。
| 化成电压 | 200V | 400V | 500V |
| 静电容量 | 285μF | 131μF | 51μF |
在表中可以看出不同化成电压下，本实施例的多孔铝阳极材料不同的化成电压下的静电容量比传统的没有二次扩孔的阳极材料的静电电容大50-60μF。
Claims (2)
1.一种多孔铝阳极材料的制作方法，其特征在于：阳极材料上包括一次孔和二次孔；所述一次孔的孔径大小﹥0.2mm，孔隙率为10％～90％，二次孔孔径大小为0.5μm～0.2mm，孔隙均为开孔无封闭孔隙，所述多孔铝阳极材料的制作方法包括以下步骤，1)制备泡沫铝；
2)表面处理，采用质量分数为1％-10％的NaOH水溶液,在室温至60℃范围内浸泡10s～10min，然后在HNO3或HCl中进行处理，接下来用水漂洗；
3)热处理，热处理包括三段；A，高温区：450～550摄氏度，提高铝材集合组织中{100}结构含量；B，中温区：350～450摄氏度，调整晶粒尺寸和第二相析出物的分布；C，低温区：100～350摄氏度改善铝材表面氧化膜结构；
4)电化学腐蚀，所述电化学腐蚀包括高压阳极腐蚀和低压阳极腐蚀；所述高压阳极腐蚀采用直流电解腐蚀，所述低压阳极采用交流电解腐蚀；A，直流电解腐蚀包括发孔腐蚀和扩孔腐蚀；发孔腐蚀条件为：发孔腐蚀液包括0.5-5mol/LHCl+0.2-2mol/LH2SO4、发孔腐蚀时间30-120s，腐蚀液温度50-90℃，电流密度选择0.1-0.5A/cm2；扩孔腐蚀条件为：扩孔腐蚀液包括0.5-5mol/LHCl、扩孔腐蚀时间为为40-150s，扩孔腐蚀液温度50-90℃，扩孔电流密度为0.1-0.5A/cm2；
B，交流腐蚀条件为：腐蚀液包括0.5-5mol/LHCl+0.2-2mol/LH2SO4、腐蚀液温度30-90℃、电流密度0.1-0.6A/cm2、腐蚀时间60-240s。
2.一种如权利要求1所述多孔铝阳极材料的制作方法制作而成的铝电解电容器，其特征在于：包括用多孔铝制作而成的阳极，所述阳极上连接有引出端；所述引出端可以为扁平的铝箔、也可以是高纯铝线，所述连接方式可以是焊接、也可以是在多孔铝阳极制作的过程当中将引出端与多孔铝融合在一起。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101210342A (zh) * | 2006-12-30 | 2008-07-02 | 新疆众和股份有限公司 | 发孔电解液和高比表面积铝电解电容器电极箔生产方法 |
| CN105280392A (zh) * | 2014-05-28 | 2016-01-27 | 黄辉 | 一种多级微孔复合电极材料及其制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN105280392A (zh) * | 2014-05-28 | 2016-01-27 | 黄辉 | 一种多级微孔复合电极材料及其制备方法 |
| CN105957717A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-09-21 | 乳源县立东电子科技有限公司 | 中高压阳极箔的多段多次发孔方法 |
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