CN109767919A - 一种改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法，包括铝卷分切，用铝带将铝卷表面包装并捆扎，保持铝卷两端面裸露；将包装并捆扎好的铝卷进行四级退火和冷却出炉。留边区域通过电子铝箔的钟罩炉成品退火形成一层重氧化层，该重氧化层在电解过程中对电场起到一定的屏蔽作用和减少腐蚀槽液对铝箔留边边部的腐蚀，使留边区域边部光滑和完整，在后续的化成过程中留边区域能够保持原始铝箔良好的韧性，解决电子铝箔在化成过程中断箔的问题。

Description

一种改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法

技术领域

本发明属于铝电解电容器制造领域，具体涉及一种改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法。

背景技术

铝电解电容器用腐蚀化成箔是电子信息产业基础元器件类产品的电子专用材料，工序为铝箔→腐蚀箔→化成箔→电容器。高压阳极铝箔在电化学腐蚀时边部会预留2-4mm的留边，目前对留边区域通常采用间断式的极板屏蔽设计尽可能减少留边区域电场的通过，通常这种极板的屏蔽方式设计过强和不足导致阳极箔横向比容偏差大和留边区域化成后脆性增加，再加上光箔边部不可避免存在毛刺、应力、微裂纹等因素加重留边区域的腐蚀，形成微型缺口，在后续的化成过程中由于阳极箔脆性增加很容易在边部微型缺口区形成应力集中，导致阳极箔断裂，给生产带来不必要的损失。目前对留边区域的处理，必须经过倒箔工序进行切除，高压电子铝箔经过倒箔工序，在腐蚀后比容下降约2％。

因此，需要开发一种改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法，能够保持留边区域原始铝箔良好的韧性，降低了腐蚀箔在化成过程中断箔的风险。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法，包括以下步骤：

步骤(1)：铝卷分切，用铝带将铝卷表面包装并捆扎，保持铝卷两端面裸露；

步骤(2)：将步骤(1)中包装并捆扎好的铝卷进行四级退火；

步骤(3)：冷却出炉。

进一步地，步骤(2)中所述的四级退火包括第一级退火、第二级退火、第三级退火和第四级退火。

进一步地，所述第一级退火、第二级退火、第三级退火和第四级退火的步骤包括：设定炉温、控制惰性气体流量并保持一段时间，控制保温段露点，进行炉内保护气氛强制内循环。

进一步地，所述第一级退火的步骤包括：炉温设定250-280℃，氮气流量75±10m³/h，保持时间4-5.5小时，保温段露点控制在-10℃至-30℃，保温结束后抽取真空1-1.5小时，结束后真空度≤0.05mbar，炉内循环风机电流120-150A。

具体地，所述第一级退火的步骤包括：炉温设定280℃，氮气流量75±5m³/h，保持时间5.5小时，保温段露点控制在-15℃至-25℃，保温结束后抽取真空1.5小时，结束后真空度≤0.01mbar，炉内循环风机电流150A。

进一步地，所述第二级退火的步骤包括：炉温设定340-380℃，氮气流量75±10m³/h，保持时间2-3小时，保温段露点控制在-15℃至-35℃，保温结束后抽取真空1小时，结束后真空度0.005-0.01mbar，炉内循环风机电流120-150A。

具体地，所述第二级退火的步骤包括：炉温设定380℃，氮气流量75±5m³/h，保持时间3小时，保温段露点控制在-15℃至-25℃，保温结束后抽取真空1小时，结束后真空度0.005-0.01mbar，炉内循环风机电流150A。

进一步地，所述第三级退火的步骤包括：炉温设定490-510℃，惰性气氛更换为氩气，流量50±10m³/h，保持时间5.5小时，保温段露点控制在-65℃至-50℃，炉内循环风机电流120-150A。

具体地，所述第三级退火的步骤包括：炉温设定510℃，惰性气氛更换为氩气，流量50±5m³/h，保持时间5.5小时，保温段露点控制在-65℃至-60℃，炉内循环风机电流150A。

进一步地，所述第四级退火的步骤包括：炉温设定510-540℃，氩气流量30±10m³/h，保持时间5-7小时，氩气流量15±10m³/h，保持时间8-10小时，保温段露点控制在-65℃至-50℃，炉内循环风机电流120-150A。

具体地，所述第四级退火的步骤包括：炉温设定540℃，氩气流量30±5m³/h，保持时间7小时，氩气流量15±5m³/h，保持时间10小时，保温段露点控制在-65℃至-60℃，炉内循环风机电流150A。

进一步地，步骤(3)中所述冷却出炉的步骤包括冷却至180-210℃出炉，氩气流量15±10m³/h，炉内循环风机电流120-150A。

具体地，步骤(3)中所述冷却出炉的步骤包括冷却至210℃出炉，氩气流量15±5m³/h，炉内循环风机电流150A。

本发明的有益效果在于：

(1)光箔腐蚀电解的留边区域通过电子铝箔的钟罩炉成品退火形成一层重氧化层，该重氧化层在电解过程中对电场起到一定的屏蔽作用和减少腐蚀槽液对铝箔留边边部的腐蚀，使留边区域边部光滑和完整，在后续的化成过程中留边区域能够保持原始铝箔良好的韧性，解决电子铝箔在化成过程中断箔的问题。

(2)目前对留边区域的处理，必须经过倒箔工序进行切除。倒箔工艺施加在铝箔上的张力使铝箔在倒箔后有约5％的拉伸，一方面施加的张力对铝箔产生的微变形使铝箔立方取向的晶粒角度发生3-5°的偏转，另一方面铝箔纵向5％的拉伸使铝箔厚度减薄约5％。以上两个因素导致倒箔后的光箔在腐蚀后比容衰减约2％；本发明取消了铝卷退火后的倒箔和切边工序，不影响光箔在腐蚀后的比容。

术语定义

本发明使用的术语“一个”或“一种”来描述本文所描述的要素和组分。这样做仅仅是为了方便，并且对本发明的范围提供一般性的意义。这种描述应被理解为包括一个或至少一个，并且该单数也包括复数，除非明显地另指他意。

本发明中的数字均为近似值，无论有否使用“大约”或“约”等字眼。数字的数值有可能会出现1％、2％、5％、7％、8％、10％等差异。每当公开一个具有N值的数字时，任何具有N+/-1％，N+/-2％，N+/-3％，N+/-5％，N+/-7％，N+/-8％或N+/-10％值的数字会被明确地公开，其中“+/-”是指加或减，并且N-10％到N+10％之间的范围也被公开。

除非另外说明，应当应用本发明所使用的下列定义。出于本发明的目的，化学元素与元素周期表CAS版，和1994年第75版《化学和物理手册》一致。此外，有机化学一般原理可参考"Organic Chemistry",Thomas Sorrell,University Science Books,Sausalito:1999,和"March's Advanced Organic Chemistry"by Michael B.Smith and JerryMarch,John Wiley&Sons,New York:2007中的描述，其全部内容通过引用并入本发明。

除非另行定义，否则本文所用的所有科技术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的一样。尽管与本文所描述的方法和材料类似或等同的方法和材料也可用于本发明实施方案的实施或测试中，但是下文描述了合适的方法和材料。本文提及的所有出版物、专利申请、专利以及其他参考文献均以全文引用方式并入本文，除非引用具体段落。如发生矛盾，以本说明书及其所包括的定义为准。此外，材料、方法和实施例仅是例示性的，并不旨在进行限制。

附图说明

图1未经本发明退火处理与经本发明退火处理的光箔腐蚀后留边区域边部微型裂口情况：

其中A-经本发明退火处理并电解腐蚀得到的腐蚀箔左边部，

B-经本发明退火处理并电解腐蚀得到的腐蚀箔右边部，

C-未经本发明退火处理并电解腐蚀得到的腐蚀箔左边部，

D-未经本发明退火处理并电解腐蚀得到的腐蚀箔右边部；

图2未经本发明退火处理与经本发明退火处理的光箔腐蚀后比容和折弯情况：

其中E-经本发明退火处理并电解腐蚀得到的腐蚀箔比容(600V Cap)，

F-未经本发明退火处理并电解腐蚀得到的腐蚀箔比容(600V Cap)，

G-经本发明退火处理并电解腐蚀得到的腐蚀箔折弯(R1.0)，

H-未经本发明退火处理并电解腐蚀得到的腐蚀箔折弯(R1.0)。

具体实施方式

实施例1

光箔批号LL7021331-10-02，铝卷按照宽度为503mm±2mm进行分切，使用0.25-0.3mm厚度，500mm宽的铝带对铝卷表面包装，并使用30-80mm宽的铝带进行捆扎，铝卷两端面裸露，端面不包铝箔、不加挡板，使用钟罩炉进行四级退火；

第一级退火，炉温设定280℃，氮气流量75±5m³/h，保持时间5.5hr，保温段露点控制在-15℃至-25℃，保温结束后抽取真空1.5hr，结束后真空度≤0.01mbar，炉内循环风机电流150A；

第二级退火，炉温设定380℃，氮气流量75±5m³/h，保持时间3hr，保温段露点控制在-15℃至-25℃，保温结束后抽取真空1hr，结束后真空度0.005-0.01mbar，炉内循环风机电流150A；

第三级退火，炉温设定510℃，惰性气氛更换为氩气，流量50±5m³/h，保持时间5.5hr，保温段露点控制在-65℃至-60℃，炉内循环风机电流150A；

第四级退火，炉温设定540℃，氩气流量30±5m³/h，保持时间7hr，氩气流量15±5m³/h，保持时间10hr，保温段露点控制在-65℃至-60℃，炉内循环风机电流150A；

保温结束后冷却至210℃出炉，氩气流量15±5m³/h，炉内循环风机电流150A。

铝卷经以上工艺退火后两边部强氧化层宽度1-2mm，不经倒箔和切边，直接上机台电化学腐蚀，使用金相显微镜观察边部裂口情况，不经上述工艺退火的生产料卷和本发明的生产料卷边部裂边和比容情况分别如图1和图2所示。

图1表明，经本发明退火工艺处理后，留边区域电解腐蚀后，边部微型裂口数量明显降低。留边区域利用退火形成重氧化区，是退火过程中气氛中的氧与Al在高温下产生晶型Al₂O₃，这种介电常数较高的氧化物在腐蚀机台电解腐蚀过程中对电场有屏蔽作用，并能抵抗腐蚀槽液对铝的腐蚀作用，大幅度减少腐蚀箔留边边部的微型缺口数量，并能保持留边区域原始铝箔良好的韧性。进一步研究发现，经过化成处理后，高压阳极箔未有断裂现象发生。

图2表明，经本发明退火工艺处理，再经腐蚀后得到的腐蚀箔，其折弯情况基本保持不变，而其比容明显优于未经本发明退火工艺处理，再经腐蚀后得到的腐蚀箔。

Claims (8)

1.一种改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：铝卷分切，用铝带将铝卷表面包装并捆扎，保持铝卷两端面裸露；

步骤(2)：将步骤(1)中包装并捆扎好的铝卷进行四级退火；

步骤(3)：冷却出炉。

2.根据权利要求1所述的改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的四级退火包括第一级退火、第二级退火、第三级退火和第四级退火。

3.根据权利要求2所述的改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法，其特征在于，所述第一级退火、第二级退火、第三级退火和第四级退火的步骤包括：设定炉温、控制惰性气体流量并保持一段时间，控制保温段露点，进行炉内保护气氛强制内循环。

4.根据权利要求2所述的改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法，其特征在于，所述第一级退火的步骤包括：炉温设定250-280℃，氮气流量75±10m³/h，保持时间4-5.5小时，保温段露点控制在-10℃至-30℃，保温结束后抽取真空1-1.5小时，结束后真空度≤0.05mbar，炉内循环风机电流120-150A。

5.根据权利要求2所述的改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法，其特征在于，所述第二级退火的步骤包括：炉温设定340-380℃，氮气流量75±10m³/h，保持时间2-3小时，保温段露点控制在-15℃至-35℃，保温结束后抽取真空1小时，结束后真空度0.005-0.01mbar，炉内循环风机电流120-150A。

6.根据权利要求2所述的改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法，其特征在于，所述第三级退火的步骤包括：炉温设定490-510℃，惰性气氛更换为氩气，流量50±10m³/h，保持时间5.5小时，保温段露点控制在-65℃至-50℃，炉内循环风机电流120-150A。

7.根据权利要求2所述的改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法，其特征在于，所述第四级退火的步骤包括：炉温设定510-540℃，氩气流量30±10m³/h，保持时间5-7小时，氩气流量15±10m³/h，保持时间8-10小时，保温段露点控制在-65℃至-50℃，炉内循环风机电流120-150A。

8.根据权利要求1所述的改善高压电子铝箔留边区域韧性的方法，其特征在于，步骤(3)中所述冷却出炉的步骤包括冷却至180-210℃出炉，氩气流量15±10m³/h，炉内循环风机电流120-150A。