CN109609997B

CN109609997B - 铝箔腐蚀方法及铝箔

Info

Publication number: CN109609997B
Application number: CN201811488859.6A
Authority: CN
Inventors: 方铭清; 肖远龙; 赵龙; 罗向军; 何凤荣
Original assignee: Dongguan HEC Tech R&D Co Ltd
Current assignee: Dongguan HEC Tech R&D Co Ltd
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2020-10-09
Anticipated expiration: 2038-12-06
Also published as: CN109609997A

Abstract

本发明实施例涉及电化学腐蚀领域，公开了一种铝箔腐蚀方法，包括如下步骤：将铝箔放置于电解液中施加交流电进行布孔腐蚀；将中处理的铝箔放置于电解液中施加交流电进行深度生长腐蚀；其中，交流电初始电流的绝对值大于零；在交流电的半周期包括若干个波峰或波谷。本发明实施例一方面通过使用初始电流不为零的交流电，这样加电后即可直接对铝箔表面的钝化膜进行击穿，然后直接进行腐蚀孔洞的生长，有效提高了铝箔腐蚀孔洞的生长效率；提高了铝箔的表面积；另一方面由于交流电的半周期包括若干个波峰或波谷，这样无论交流电对铝箔进行较深或较浅腐蚀，均可使得铝箔腐蚀层均匀、有效地往深度方向生长，从而达到提升铝箔比容的目的。

Description

铝箔腐蚀方法及铝箔

技术领域

本发明实施例涉及电化学腐蚀领域，特别涉及一种铝箔腐蚀方法及铝箔。

背景技术

一般而言，低压铝电解电容器用铝箔是在含有磷酸、硫酸、硝酸等与盐酸混合的腐蚀溶液中，通过化学或电化学腐蚀的方法来使得铝箔表面粗糙化，进而扩大铝箔的表面积。近年来，电子设备的小型化要求铝电解电容器的体积越来越小，相应地要求所使用的电极箔具备比以前更高的比容，而提高铝箔的表面积，以提高电极箔的比容是实现铝电解电容器小型化的关键技术之一。

在低压交流腐蚀工艺中，施加电流的波形至关重要，对低压腐蚀孔的形貌和大小有决定性影响。传统腐蚀工艺中，一般采用单纯的正弦波、三角波或方波进行加电，一方面传统腐蚀工艺中的电流波形起始点通常都在零电流处，加电后需要一定的时间对铝箔表面的钝化膜进行击穿，随后再进行腐蚀孔洞的生长，不能达到最高的电流效率；另一方面传统腐蚀工艺中公开的电流波形在半周内通常只呈现一个单独的形状，波形如图1～3所示，X代表时间，Y代表电流，当腐蚀层较浅时，扩面效果较好，但是当腐蚀层深入时，这样的波形难以使腐蚀孔在内部继续有效生长，从而不能有效提升比容。

综上所述，目前亟需提供一种新型的铝箔腐蚀方法。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种铝箔腐蚀方法及铝箔，使铝箔腐蚀层均匀、有效地往深度方向生长，从而达到提升铝箔比容的目的。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种铝箔腐蚀方法，包括如下步骤：

将铝箔放置于电解液中施加交流电进行布孔腐蚀；

将布孔腐蚀的铝箔进行中处理；

将中处理的铝箔放置于电解液中施加交流电进行深度生长腐蚀；

将深度生长腐蚀处理后的铝箔进行后处理，完成铝箔腐蚀；

其中，交流电初始电流的绝对值大于零；在交流电的半周期包括若干个波峰或波谷。

本发明的实施例还提供了一种由上述铝箔腐蚀方法处理得到的铝箔。

本发明实施例相对于现有技术而言，本发明实施例一方面通过使用初始电流不为零的交流电，这样加电后即可直接对铝箔表面的钝化膜进行击穿，然后直接进行腐蚀孔洞的生长，有效提高了铝箔腐蚀孔洞的生长效率；提高了铝箔的表面积；另一方面由于交流电的半周期包括若干个波峰或波谷，这样无论交流电对铝箔进行较深或较浅腐蚀，均可使得铝箔腐蚀层均匀、有效地往深度方向生长，从而达到提升铝箔比容的目的。

另外，交流电的波形为正弦波、三角波、方波、梯形波中的任一种或多种。

另外，交流电的半周期包括若干个半波，若干个波峰或波谷位于半波上，每个半波的振幅相同。

另外，每个半波施加的时间相同。

另外，在将铝箔放置于电解液中施加交流电进行布孔腐蚀之前；还包括如下步骤：

将铝箔放置于含有0.1～1wt％的氢氧化钠水溶液中，30～60℃浸泡30～90秒。

另外，将铝箔放置于电解液中施加交流电进行布孔腐蚀包括：将铝箔放在10～50℃的含有5～15wt％的盐酸、0.01～0.1wt％的硫酸、0.1～2.0wt％的三氯化铝水溶液中布孔腐蚀，交流电的电流密度为0.1～0.5A/cm²，加电时间为10～50秒，频率为10～40Hz。

另外，将布孔腐蚀的铝箔进行中处理包括：将布孔腐蚀的铝箔放置于含有1～10wt％的磷酸氢盐水溶液中，60～90℃进行中处理，处理时间为20～100秒。

另外，将中处理的铝箔放置于电解液中施加交流电进行深度生长腐蚀包括：将中处理的铝箔放置于含有5～15wt％的盐酸、0.01～0.1wt％的硫酸和0.1～2.0wt％的三氯化铝水溶液，10～50℃下进行深度生长腐蚀，交流电的电流密度为0.1～0.5A/cm²，加电时间为60～120秒，频率为10～40Hz。

另外，将深度生长腐蚀处理后的铝箔进行后处理包括：将深度生长腐蚀处理后的铝箔放置于含有1～15wt％的硫酸水溶液中，40～80℃浸泡30～120秒，并采用去离子水对铝箔进行常温水洗处理，随后将铝箔放置于含有0.01～1wt％的三乙醇胺溶液中，40～80℃浸泡30～120秒，并采用去离子水对铝箔进行常温水洗处理。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为传统腐蚀工艺中的标准正弦波；

图2为传统腐蚀工艺中的标准方波；

图3为传统腐蚀工艺中的标准三角波；

图4为本发明实施例1中的交流电波形；

图5为本发明实施例2中的交流电波形；

图6为本发明实施例3中的交流电波形。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

实施例1

1.前处理：将铝箔放在40℃的含有1wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡80秒，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

2.布孔腐蚀：将铝箔放置于电解液中施加交流电进行布孔腐蚀；具体地，将上述前处理后的铝箔放在50℃的含有6wt％的盐酸、0.03wt％的硫酸和1wt％的三氯化铝水溶液中布孔腐蚀，其中，交流电的电流密度为0.5A/cm²，加电时间为20秒，频率为20Hz，交流电初始电流的绝对值大于零；如图4所示，X代表时间，Y代表电流，交流电的半周期包括3个波峰和2个波谷，交流电的半周期包括3个半波，3个波峰和2个波谷分别位于3个半波上，波形为正弦波，3个波峰所在半波的振幅相同；2个波谷所在半波的振幅相同；3个波峰所在半波所施加的时间相同，2个波谷所在半波所施加的时间相同，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

需要说明的是，本实施例中的交流电的波形也可以是三角波、方波、梯形波中的任一种；或；交流电的波形可以为正弦波、三角波、方波、梯形波中的任两种组合，另外，3个波峰所在半波所施加的时间也可以不同，2个波谷所在半波所施加的时间也可以不同。本实施例在此不做限定。

3.中处理：将布孔腐蚀的铝箔进行中处理；具体地，将上述经过布孔腐蚀的铝箔放在60℃的含有2wt％的磷酸二氢钾水溶液中进行中处理，处理时间为80秒，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

4.深度生长腐蚀：将中处理的铝箔放置于电解液中施加交流电进行深度生长腐蚀；具体地，将上述经过中处理的铝箔放在40℃的含有6wt％的盐酸、0.03wt％的硫酸和0.6wt％的三氯化铝水溶液中深度生长腐蚀，其中，交流电的电流密度为0.4A/cm²，加电时间为80秒，频率为18Hz，交流电的波形如图4所示，交流电初始电流的绝对值大于零；交流电的半周期包括3个波峰和2个波谷，波形为正弦波，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

5.重复步骤3和4五次；

6.后处理：将深度生长腐蚀处理后的铝箔进行后处理，具体地，将深度生长腐蚀后的铝箔先放在40℃的含有12wt％的硫酸水溶液中浸泡120秒，并采用去离子水对铝箔进行常温水洗处理，随后将铝箔放在50℃的含有0.8wt％的三乙醇胺溶液中浸泡120秒，并采用去离子水对铝箔进行常温水洗处理；

7.干燥：将后处理之后的铝箔放在400℃的马弗炉中热处理60秒。

实施例2

1.前处理：将铝箔放在50℃的含有0.8wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡60秒，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

2.布孔腐蚀：将上述前处理后的铝箔放在40℃的含有8wt％的盐酸、0.04wt％的硫酸和0.8wt％的三氯化铝水溶液中布孔腐蚀，其中，交流电的电流密度为0.4A/cm²，加电时间为30秒，频率为25Hz，交流电初始电流的绝对值大于零；如图5所示，X代表时间，Y代表电流，交流电的半周期包括3个波峰和2个波谷，波形为方波，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

3.中处理：将上述经过布孔腐蚀的铝箔放在70℃的含有5wt％的磷酸氢二钠水溶液中进行中处理，处理时间为60秒，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

4.深度生长腐蚀：将上述经过中处理的铝箔放在30℃的含有8wt％的盐酸、0.04wt％的硫酸和0.4wt％的三氯化铝水溶液中深度生长腐蚀，其中，交流电的电流密度为0.3A/cm²，加电时间为120秒，频率为17Hz，交流电的波形如图5所示，交流电初始电流的绝对值大于零，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

5.重复步骤3和4五次；

6.后处理：将深度生长腐蚀后的铝箔先放在60℃的含有10wt％的硫酸水溶液中浸泡120秒，并采用去离子水对铝箔进行常温水洗处理，随后将铝箔放在60℃的含有0.6wt％的三乙醇胺溶液中浸泡120秒，并采用去离子水对铝箔进行常温水洗处理；

7.干燥：将后处理之后的铝箔放在350℃的马弗炉中热处理70秒。

实施例3

1.前处理：将铝箔放在60℃的含有0.4wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡40秒，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

2.布孔腐蚀：将上述前处理后的铝箔放在30℃的含有10wt％的盐酸、0.06wt％的硫酸和0.6wt％的三氯化铝水溶液中布孔腐蚀，其中，交流电的电流密度为0.3A/cm²，加电时间为40秒，频率为30Hz，交流电初始电流的绝对值大于零；如图6所示，X代表时间，Y代表电流，交流电的半周期包括3个波峰和2个波谷，波形为三角波，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

3.中处理：将上述经过布孔腐蚀的铝箔放在80℃的含有6wt％的磷酸二氢铵水溶液中进行中处理，处理时间为80秒，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

4.深度生长腐蚀：将上述经过中处理的铝箔放在20℃的含有10wt％的盐酸、0.06wt％的硫酸和0.3wt％的三氯化铝水溶液中深度生长腐蚀，电流密度为0.2A/cm²，加电时间为120秒，频率为15Hz，波形如图6所示，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

5.重复步骤3和4五次；

6.后处理：将深度生长腐蚀后的铝箔先放在80℃的含有5wt％的硫酸水溶液中浸泡80秒，并采用去离子水对铝箔进行常温水洗处理，随后将铝箔放在70℃的含有0.3wt％的三乙醇胺溶液中浸泡80秒，并采用去离子水对铝箔进行常温水洗处理；

7.干燥：将后处理之后的铝箔放在250℃的马弗炉中热处理80秒。

对比例1

实施例1～3处理得到的铝箔与对比例1中标准波形处理得到的铝箔性能对比

2.布孔腐蚀：将上述前处理后的铝箔放在50℃的含有6wt％的盐酸、0.03wt％的硫酸和1wt％的三氯化铝水溶液中布孔腐蚀，电流密度为0.5A/cm²，加电时间为20秒，频率为20Hz，波形为标准正弦波，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

3.中处理：将上述经过布孔腐蚀的铝箔放在60℃的含有2wt％的磷酸二氢钾水溶液中进行中处理，处理时间为80秒，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

4.深度生长腐蚀：将上述经过中处理的铝箔放在40℃的含有6wt％的盐酸、0.03wt％的硫酸和0.6wt％的三氯化铝水溶液中深度生长腐蚀，电流密度为0.4A/cm²，加电时间为80秒，频率为18Hz，波形为标准正弦波，随后采用工业用水对铝箔进行常温水洗处理；

5.重复步骤3和4五次；

6.后处理：将深度生长腐蚀后的铝箔先放在40℃的含有12wt％的硫酸水溶液中浸泡120秒，并采用去离子水对铝箔进行常温水洗处理，随后将铝箔放在50℃的含有0.8wt％的三乙醇胺溶液中浸泡120秒，并采用去离子水对铝箔进行常温水洗处理；

将实施例1～3处理得到的铝箔与对比例1标准波形处理得到的铝箔放置于下述化成条件中：15％己二酸铵水溶液，85℃，5A/dm2，Vfe＝21V，待完成化成后，对其进行检测，检测结果如表1所示：

表1：实施例1～3处理得到的铝箔与对比例1标准波形处理得到的铝箔的性能对比

由表1可知，实施例1～3处理得到的铝箔性能均优于对比例1，这说明使用图4-6的波形处理铝箔，可以在铝箔厚度不减薄的前提下，制备到比容提升、机械强度好的腐蚀铝箔。

此外，在实施例1～3中，实施例2处理得到的铝箔比容优于实施例1、3，这说明使用实施例2中的方波处理得到的铝箔比容优于实施例1、3中正弦波、三角波处理得到的铝箔，故实施例2中的方波作为优选的波形。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施例是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种铝箔腐蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：

将铝箔放置于电解液中施加交流电进行布孔腐蚀；

将所述布孔腐蚀的铝箔进行中处理；

将所述中处理的铝箔放置于电解液中施加交流电进行深度生长腐蚀；

将所述深度生长腐蚀处理后的铝箔进行后处理，完成铝箔腐蚀；

其中，所述交流电初始电流的绝对值大于零；所述交流电的半周期包括若干个波峰或波谷，所述交流电的半周期包括若干个半波，若干个所述波峰或波谷位于所述半波上，每个所述半波的振幅相同。

2.根据权利要求1所述的铝箔腐蚀方法，其特征在于，所述交流电的波形为正弦波、三角波、方波、梯形波中的任一种或多种。

3.根据权利要求1所述的铝箔腐蚀方法，其特征在于，

每个所述半波施加的时间相同。

4.根据权利要求1所述的铝箔腐蚀方法，其特征在于，在将铝箔放置于电解液中施加交流电进行布孔腐蚀之前；还包括如下步骤：

5.根据权利要求1所述的铝箔腐蚀方法，其特征在于，所述将铝箔放置于电解液中施加交流电进行布孔腐蚀包括：将铝箔放在10～50℃的含有5～15wt％的盐酸、0.01～0.1wt％的硫酸、0.1～2.0wt％的三氯化铝水溶液中布孔腐蚀，交流电的电流密度为0.1～0.5A/cm²，加电时间为10～50秒，频率为10～40Hz。

6.根据权利要求1所述的铝箔腐蚀方法，其特征在于，将所述布孔腐蚀的铝箔进行中处理包括：将所述布孔腐蚀的铝箔放置于含有1～10wt％的磷酸氢盐水溶液中，60～90℃进行中处理，处理时间为20～100秒。

7.根据权利要求1所述的铝箔腐蚀方法，其特征在于，将所述中处理的铝箔放置于电解液中施加交流电进行深度生长腐蚀包括：将所述中处理的铝箔放置于含有5～15wt％的盐酸、0.01～0.1wt％的硫酸和0.1～2.0wt％的三氯化铝水溶液，10～50℃下进行深度生长腐蚀，交流电的电流密度为0.1～0.5A/cm²，加电时间为60～120秒，频率为10～40Hz。

8.根据权利要求1～7任一项所述的铝箔腐蚀方法，其特征在于，将所述深度生长腐蚀处理后的铝箔进行后处理包括：将所述深度生长腐蚀处理后的铝箔放置于含有1～15wt％的硫酸水溶液中，40～80℃浸泡30～120秒，并采用去离子水对铝箔进行常温水洗处理，随后将铝箔放置于含有0.01～1wt％的三乙醇胺溶液中，40～80℃浸泡30～120秒，并采用去离子水对铝箔进行常温水洗处理。

9.一种由权利要求1～8任一项所述的铝箔腐蚀方法处理得到的铝箔。