CN110220815A - 一种化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法 - Google Patents

一种化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110220815A
CN110220815A CN201910650676.8A CN201910650676A CN110220815A CN 110220815 A CN110220815 A CN 110220815A CN 201910650676 A CN201910650676 A CN 201910650676A CN 110220815 A CN110220815 A CN 110220815A
Authority
CN
China
Prior art keywords
unformed
aluminium oxide
foil
chemical conversion
oxide film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910650676.8A
Other languages
English (en)
Inventor
邓利松
余英凤
朱荣贵
祁菁聃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan Dongyang Guangke Research and Development Co Ltd
Original Assignee
Dongguan Dongyang Guangke Research and Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongguan Dongyang Guangke Research and Development Co Ltd filed Critical Dongguan Dongyang Guangke Research and Development Co Ltd
Priority to CN201910650676.8A priority Critical patent/CN110220815A/zh
Publication of CN110220815A publication Critical patent/CN110220815A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
    • G01N5/04—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder

Abstract

本发明提供一种化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法。所述方法先使用CuCl2和盐酸的混合溶液溶解化成箔中的铝基体，再使用酸溶液溶解无定型氧化铝，然后计算出无定型氧化铝的含量。本发明的分析方法实现了化成箔氧化膜中不同类型氧化铝的定量分析，具有操作简单、可靠、实用的优点。

Description

一种化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法
技术领域
本发明属于铝电解电容器用电极箔技术领域，具体涉及化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法，用以评估铝电解电容器的耐纹波电流能力。
背景技术
目前随着电子设备的发展，各市场对铝电解电容器耐纹波电流能力的要求越来越高。化成箔作为铝电解电容器的核心材料，直接决定了铝电解电容器的品质，其中化成箔中氧化膜质量的优劣将直接影响后续电容器的漏电流、耐纹波能力等。影响化成箔中氧化膜的质量的因素主要包括杂质离子、化成过程中形成的空穴、氧化铝的晶型差异等，相关的研究工作者也在不断的寻求相关方法直接对化成箔性能进行表征，以提高化成工艺的开发效率。
化成箔中氧化膜晶型的差异，对铝电解电容的耐纹波能力有着重要的影响。化成箔中氧化膜主要包括γ型氧化铝和无定型的氧化铝两种。其中γ型氧化铝由于在生产过程氧化膜体积变化导致产生缺陷较多，且致密的γ型氧化铝的内阻较大，耐纹波性能一般；而无定型氧化铝由于无晶界的影响，且在受热时通过少量氧化铝的晶型转化可以消耗部分的热量，故耐纹波性能较强。多数的化成箔是以晶型氧化膜和无定型氧化膜共同存在的状态，但由于无定型氧化膜在酸、碱条件下易溶解，且化成箔中铝基体的影响较大，目前在相关的分析中仍存在较多的问题，具体如下：
1、通过TEM的分析，可以观察到化成箔氧化膜中存在晶型和无定型的氧化铝结构，但该方法不能进行相关的定量分析；
2、使用XRD直接测试，由于化成箔中铝基体的峰较大，对氧化膜中的峰型有影响，不利于对氧化铝的结构进行相关分析，且无定型氧化铝无法通过XRD进行表征；
3、通过强酸、强碱对化成箔溶解时，铝基体和无定型氧化膜都被溶解，也将无法对无定型氧化膜的含量进行定量分析。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法，通过该方法可以对化成箔中γ型氧化铝和无定型氧化铝的比例进行定量分析，进而评估化成箔的耐纹波能力。
具体地，所述化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法，包括如下步骤：
1)溶解铝基体：使用CuCl2和盐酸的混合溶液溶解化成箔中的铝基体，得到化成箔中的氧化铝，称重记为m1；
2)溶解无定型氧化铝：使用酸溶液对上述氧化铝中的无定型氧化铝进行溶解，得到γ型氧化铝，称重记为m2；
3)计算无定型氧化铝含量：根据公式w＝(m1-m2)/m1×100％(I)，计算出化成箔氧化膜中无定型氧化铝的含量w。
进一步地，所述CuCl2和盐酸的混合溶液中CuCl2和盐酸的摩尔浓度比为1:1。
优选地，所述CuCl2和盐酸的混合溶液中CuCl2和盐酸的摩尔浓度为1M。
进一步地，所述溶解铝基体时的温度为20-40℃，溶解时间为5-12h。
具体地，所述步骤1)的操作包括：将化成箔置于摩尔浓度分别为1M的CuCl2和盐酸的混合溶液中，在20-40℃下反应5-12h；待铝基体溶解完全后，将剩余固体使用纯水清洗，过滤，在80-100℃下干燥0.5-2h，得到化成箔中的氧化铝，称重记为m1。
所述溶解铝基体的温度的非限制性实例包括：20℃、25℃、30℃、35℃、40℃。
所述溶解铝基体的时间的非限制性实例包括：5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h。
所述剩余固体干燥温度的非限制性实例包括：80℃、85℃、90℃、95℃、100℃。
所述剩余固体干燥时间的非限制性实例包括：0.5h、1h、1.5h、2h。
本发明中，使用CuCl2和盐酸的混合溶液溶解铝基体，铜离子置换化成箔中的铝，又不与化成箔中氧化铝反应，因此可以去除化成箔中的铝基体。而由于反应中会产生铜单质，故在溶液中加入稀盐酸进行反应。所述方法中使用的适当的盐酸浓度和温度，可以避免盐酸与氧化铝的反应，而产生的铜单质由于颗粒小，活性较高，易被氧化，进而被盐酸溶解。通过以上的反应，可以获得化成箔中完整的氧化膜，即，氧化铝。
进一步地，溶解无定型氧化铝时，可使用硝酸溶液、硫酸溶液或两者的混合溶液进行溶解，酸的总浓度为1M。
进一步地，所述溶解无定型氧化铝的温度为45-80℃，更优选地为45-65℃(例如45℃、50℃、55℃、60℃、65℃)，该温度范围内副反应更少，更安全，溶解时间为4-6h(例如4h、5h、6h)。
由于化成箔中的γ型氧化铝具有尖晶石型结构，在低浓度酸和较低反应温度下不会被溶解，而无定型氧化铝为两性氧化物可以被硝酸、硫酸或其混合溶液所溶解。通过该步骤，可以溶解氧化膜中的无定型氧化铝，获得纯度高的γ型氧化铝。
需要说明的是，当氧化膜中全部为无定型氧化铝时，则此时全部溶解，m2为0；当氧化膜中全部为晶型氧化铝时，则此时无溶解，m2＝m1。
进一步地，所述步骤2)的操作包括：将步骤1)得到的氧化铝置于1M的酸溶液中，在30-65℃下反应4-6h；待无定型氧化铝溶解完全后，将剩余固体使用纯水清洗，过滤，在80-100℃下干燥0.5-2h，得到化成箔中γ型氧化铝，称重记为m2。
所述酸溶液为硝酸溶液、硫酸溶液或两者的混合溶液。
所述溶解无定型氧化铝的温度的非限制性实例包括：30℃、40℃、50℃、60℃、65℃。
所述溶解无定型氧化铝的时间的非限制性实例包括：4h、5h、6h。
所述剩余固体干燥温度的非限制性实例包括：80℃、85℃、90℃、95℃、100℃。
所述剩余固体干燥时间的非限制性实例包括：0.5h、1h、1.5h、2h。
本发明中所述“化成箔中的氧化铝”是指“化成箔氧化膜中的氧化铝固体”。
本发明中所述“化成箔中的γ型氧化铝”是指“化成箔氧化膜中的γ型氧化铝”。
本发明中所述“化成箔中的无定型氧化铝”是指“化成箔氧化膜中的无定氧化铝”。
本发明具有以下技术效果：
(1)本发明使用两步溶解方法，一方面可以去除化成箔中铝基体的影响，另一方面可以对化成箔中氧化膜的无定型氧化铝含量进行定量的表征。通过该分析方法，可以有效地缩短电极箔耐热性能的评估时间，更加准确的预测化成箔相应电容器的耐纹波能力。
(2)本发明的分析方法实现了化成箔氧化膜中不同类型氧化铝的定量分析，具有操作简单、可靠、实用的优点。
附图说明
图1：本发明实施例1和2中得到的氧化铝固体的XRD图。
具体实施方式
以下所述的是本发明的优选实施方式，本发明所保护的不限于以下优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说在此发明创造构思的基础上，做出的若干变形和改进，都属于本发明的保护范围。
实施例1
步骤一：化成箔中铝基体的溶解
称取1#化成箔样品0.5000g于250mL烧杯中，加入150mL 1M CuCl2+1M HCl混合溶液，在20℃下反应12h；待铝基体溶解完全后，将剩余白色的片状固体使用纯水清洗，过滤，最后在100℃下干燥0.5h，得到化成箔中的氧化铝0.2194g，记为m1。
将所得氧化铝进行XRD表征，结果见图1。从XRD的测试结果中可以观察到明显的γ型氧化铝特征峰，且无铝的特征峰，说明1#化成箔样品经过溶解后，铝基体完全去除。
步骤二：无定型氧化铝的溶解
将步骤一获得的0.2194g氧化铝，于100mL的烧杯中，加入50mL 1M HNO3溶液，在65℃下反应4h；待无定型氧化铝溶解完全后，将剩余的白色固体经过清洗，过滤，最后在100℃下进行干燥0.5h，得到化成箔中的γ型氧化铝0.2067g，记为m2。
步骤三：计算化成箔中无定型氧化铝的含量
根据公式w＝(m1-m2)/m1×100％(I)，计算出化成箔氧化膜中无定型氧化铝的含量w为5.79％。
实施例2
步骤一：化成箔中铝基体的溶解
称取2#化成箔样品0.3000g于250mL烧杯中，加入150mL 1M CuCl2+1M HCl混合溶液，在40℃下反应5h；待铝基体溶解完全后，将剩余白色的片状固体使用纯水清洗，过滤，最后在80℃下干燥2h，得到化成箔中的氧化铝0.0822g，记为m1。
将所得氧化铝进行XRD表征，结果见图1。XRD的测试结果中无相关铝基体及晶型氧化铝的特征峰，说明2#化成箔样品经过溶解后，铝基体完全去除，氧化膜是以无定型氧化铝形态存在的。
步骤二：无定型氧化铝的溶解
将步骤一获得的0.0822g氧化铝，于100mL的烧杯中，加入50mL 1M HNO3溶液，在30℃下反应6h；此时，所有的白色氧化膜固体完全溶解，无γ型氧化铝固体，即m2为0，也进一步说明硝酸可以溶解无定型氧化铝，2#化成箔样品中的氧化膜是以无定型氧化铝形态存在。
步骤三：计算化成箔中无定型氧化铝的含量
根据公式w＝(m1-m2)/m1×100％(I)，计算出化成箔氧化膜中无定型氧化铝的含量w为100％。
实施例3
本实施的目的：对步骤二中使用酸溶液只溶解无定型氧化铝，而不溶解γ型氧化铝进行验证。
称取质量为0.2000g由γ型氧化铝和0.0500g无定型氧化铝，混合，置于100mL的烧杯中，加入50mL 1M HNO3溶液，在30℃下反应6h；再将剩余的白色固体经过清洗，过滤，最后在100℃下干燥2h，获得γ型氧化铝，称重，为0.2000g。
通过该实施例的实验结果可以看出，使用本发明的分析方法，可以准确的分析氧化膜中无定型氧化膜的含量，也进一步证明本发明对化成箔氧化膜中无定型氧化膜含量分析方法的可靠性。

Claims (8)

1.一种化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)溶解铝基体：使用CuCl2和盐酸的混合溶液溶解化成箔中的铝基体，得到化成箔中的氧化铝，称重记为m1；
2)溶解无定型氧化铝：使用酸溶液对上述氧化铝中的无定型氧化铝进行溶解，得到γ型氧化铝，称重记为m2；
3)计算无定型氧化铝含量：根据公式w＝(m1-m2)/m1×100％(I)，计算出化成箔氧化膜中无定型氧化铝的含量w。
2.根据权利要求1所述的化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法，其特征在于，所述CuCl2和盐酸的混合溶液中CuCl2和盐酸的摩尔浓度比为1:1。
3.根据权利要求2所述的化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法，其特征在于，所述CuCl2和盐酸的混合溶液中CuCl2和盐酸的摩尔浓度为1M。
4.根据权利要求1所述的化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法，其特征在于，所述溶解铝基体时的温度为20-40℃，溶解时间为5-12h。
5.根据权利要求1-4任一项所述的化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法，其特征在于，所述步骤1)的操作包括：将化成箔置于摩尔浓度分别为1M的CuCl2和盐酸的混合溶液中，在20-40℃下反应5-12h；待铝基体溶解完全后，将剩余固体使用纯水清洗，过滤，在80-100℃下干燥0.5-2h，得到化成箔中的氧化铝，称重记为m1。
6.根据权利要求1所述的化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法，其特征在于，所述酸溶液为硝酸溶液、硫酸溶液或两者的混合溶液，酸的总浓度为1M。
7.根据权利要求1所述的化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法，其特征在于，所述溶解无定型氧化铝的温度为45-80℃，溶解时间为4-6h。
8.根据权利要求1、6-7任一项所述的化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法，其特征在于，所述步骤2)的操作包括：将步骤1)得到的氧化铝置于1M的酸溶液中，在30-65℃下反应4-6h；待无定型氧化铝溶解完全后，将剩余固体使用纯水清洗，过滤，在80-100℃下干燥0.5-2h，得到化成箔中γ型氧化铝，称重记为m2。
CN201910650676.8A 2019-07-18 2019-07-18 一种化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法 Pending CN110220815A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910650676.8A CN110220815A (zh) 2019-07-18 2019-07-18 一种化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910650676.8A CN110220815A (zh) 2019-07-18 2019-07-18 一种化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110220815A true CN110220815A (zh) 2019-09-10

Family

ID=67813550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910650676.8A Pending CN110220815A (zh) 2019-07-18 2019-07-18 一种化成箔氧化膜中无定型氧化铝含量的分析方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110220815A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01248609A (ja) * 1988-03-30 1989-10-04 Showa Alum Corp 電解コンデンサ用アルミニウム材料の製造方法
CN1184078A (zh) * 1997-12-19 1998-06-10 中国石油化工总公司 一种氧化铝的制备方法
CN101072885A (zh) * 2004-10-21 2007-11-14 安格洛操作有限公司 盐酸存在下用于从矿石回收有价值金属的浸取工艺
EP1907318A2 (en) * 2005-05-27 2008-04-09 Conocophillips Company Supports and catalysts comprising rare earth aluminates, and their use in partial oxidation
CN102659155A (zh) * 2012-04-25 2012-09-12 吉林大学 低温酸溶浸取粉煤灰中氧化铝的方法
CN104357886A (zh) * 2014-10-30 2015-02-18 广西贺州桂海铝业科技有限公司 中高压阳极用高纯铝箔表面化学沉积弥散锡、锌晶核的方法
CN108221024A (zh) * 2017-12-07 2018-06-29 四川中雅科技有限公司 铝电解电容器用高压阳极氧化膜的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01248609A (ja) * 1988-03-30 1989-10-04 Showa Alum Corp 電解コンデンサ用アルミニウム材料の製造方法
CN1184078A (zh) * 1997-12-19 1998-06-10 中国石油化工总公司 一种氧化铝的制备方法
CN101072885A (zh) * 2004-10-21 2007-11-14 安格洛操作有限公司 盐酸存在下用于从矿石回收有价值金属的浸取工艺
EP1907318A2 (en) * 2005-05-27 2008-04-09 Conocophillips Company Supports and catalysts comprising rare earth aluminates, and their use in partial oxidation
CN102659155A (zh) * 2012-04-25 2012-09-12 吉林大学 低温酸溶浸取粉煤灰中氧化铝的方法
CN104357886A (zh) * 2014-10-30 2015-02-18 广西贺州桂海铝业科技有限公司 中高压阳极用高纯铝箔表面化学沉积弥散锡、锌晶核的方法
CN108221024A (zh) * 2017-12-07 2018-06-29 四川中雅科技有限公司 铝电解电容器用高压阳极氧化膜的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
巢振威: "《氧化铝膜的形成与应用》", 30 November 1990 *
常晓仆: "以铝为支撑体的新型阳极氧化铝膜的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hamam et al. Study of the reactions between Ni-rich positive electrode materials and aqueous solutions and their relation to the failure of Li-ion cells
Liu et al. Alkali ions pre‐intercalated layered MnO2 nanosheet for zinc‐ions storage
Ming et al. Solution synthesis of VSe2 nanosheets and their alkali metal ion storage performance
Anilkumar et al. Poly (ethylene oxide)(PEO)–Poly (vinyl pyrrolidone)(PVP) blend polymer based solid electrolyte membranes for developing solid state magnesium ion cells
Krishnamoorthy et al. Supercapacitive properties of hydrothermally synthesized sphere like MoS2 nanostructures
Endut et al. Pseudocapacitive performance of vertical copper oxide nanoflakes
Qi et al. Comprehensive studies on the hydrothermal strategy for the synthesis of Na3 (VO1− xPO4) 2F1+ 2x (0≤ x≤ 1) and their Na‐storage performance
Mun et al. Surface film formation on LiNi0. 5Mn1. 5O4 electrode in an ionic liquid solvent at elevated temperature
CN101470078A (zh) 磷酸亚铁锂正极材料中各种价态铁元素含量的测定方法
Liang et al. Polypyrrole-encapsulated vanadium pentoxide nanowires on a conductive substrate for electrode in aqueous rechargeable lithium battery
WO2018132072A1 (en) A battery, desalination generator and a method for detecting boron
Zheng et al. Electrochemical performance of the LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 in aqueous electrolyte
Khatavkar et al. α-Fe 2 O 3 thin films by liquid phase deposition: Low-cost option for supercapacitor
CN105527275A (zh) 一种铅酸蓄电池铅膏中硫酸钡含量的测定方法
Nöhren et al. Electrochemical fabrication and characterization of silicon microwire anodes for Li ion batteries
CN105044097A (zh) 一种金泥中铅的快速分析方法
Zu et al. Highly efficient mass determination of TiO2 nanotube arrays and its application in lithium-ion batteries
Zec et al. Electrochemical performance of anatase TiO2 nanotube arrays electrode in ionic liquid based electrolyte for lithium ion batteries
Xu et al. Fabricating SiO 2-coated V 2 O 5 nanoflake arrays for high-performance lithium-ion batteries with enhanced cycling capability
CN103435031A (zh) 一种水溶性石墨烯的制备方法
Tripathi et al. Ecofriendly approach to making graphene–tin/tin oxide nanocomposite electrodes for energy storage
Tang et al. Electrochemical performance of α-LiVOPO4/carbon composite material synthesized by sol–gel method
Leonardi et al. Behavior of sheet-like crystalline ammonium trivanadate hemihydrate (NH4V3O8× 0.5 H2O) as a novel ammonia sensing material
Zhang et al. Facile synthesis of dual-phase lithium titanate nanowires as anode materials for lithium-ion battery
CN104671232A (zh) 一种石墨烯的制备方法及其制备的石墨烯的应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190910

RJ01 Rejection of invention patent application after publication