CN110890222A - 电解电容器用高压阳极铝箔的高纯板锭、阳极铝箔、电解电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明为电解电容器用高压阳极铝箔的高纯板锭、阳极铝箔、电解电容器。一种电解电容器用高压阳极铝箔的高纯板锭，所述高纯板锭由30‑100wt％的偏析初级原料和0‑70wt％的二级原料制备，所述的高纯铝板锭包括：Al：≥99.9wt％；Fe：5‑35ppm；Si：5‑35ppm；Cu：10‑100ppm；Pb：0.2‑3ppm；B：0.5‑5ppm；Zn：2‑30ppm；Ga：2‑30ppm；Mn：2‑30ppm；所述的高纯铝板锭还包括：铈、钪、锆、钒、铬、镍、镁、锡中的一种或多种，且总含量为3‑45ppm。本发明所述的一种电解电容器用高压阳极铝箔的高纯板锭，通过使用100wt％偏析法初级原料+0wt‑70wt％的二级原料制备高纯铝板锭，并且对产品的微量元素种类及含量进行了控制，通过此工艺生产的高压阳极电解电容器用铝箔的具有高容量、高折弯性能的优点。
Description
技术领域
本发明属于铝产品加工的技术领域，具体涉及一种电解电容器用高压阳极铝箔的高纯板锭。
背景技术
电解电容器用阳极铝箔是生产电容器的主要元件，其产品的性能直接决定了铝电解电容器的等级。随着铝电解电容器小型化的发展，也要求电解电容器用阳极铝箔腐蚀后具有高容量和高折弯的性能。目前国内生产的电解电容器阳极铝箔不能满足市场上高容量高折弯的性能要求，特别是日本高端腐蚀箔市场，还主要是使用日本本土生产的高压电解电容器用阳极铝箔。
现有技术《生产电解电容器阳极铝箔用的高纯铝板锭及阳极铝箔、电解电容器》，专利号CN104124064B。此专利公开了使用30wt-100wt％偏析制法制备生产高纯铝板锭的方法。但此方法在100wt％偏析法制备生产的高纯铝板锭生产高压阳极箔铝箔时(100)面织构含量占比低于98％；使用100％偏析法制备生产的高纯铝板锭生产高压阳极箔时由于部分微量元素的增加，腐蚀率偏大导致折弯性能降低。
有鉴于此，针对100wt％偏析法制备高纯铝板锭生产的高压阳极箔(100)面织构含量占比低，折弯性能差的情况，本发明提出一种电解电容器用高压阳极铝箔的高纯板锭。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电解电容器用高压阳极铝箔的高纯板锭，该高纯板锭具有高容量、高折弯性能的优点。
为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
一种电解电容器用高压阳极铝箔的高纯板锭，所述高纯板锭由30-100wt％的偏析初级原料和0-70wt％的二级原料制备；
所述的高纯铝板锭包括：Al：≥99.9wt％；Fe：5-35ppm；Si：5-35ppm；Cu：10-100ppm；Pb：0.2-3ppm；B：0.5-5ppm；Zn：2-30ppm；Ga：2-30ppm；Mn：2-30ppm；
所述的高纯铝板锭还包括：铈、钪、锆、钒、铬、镍、镁、锡中的一种或多种，且总含量为3-45ppm。
进一步的，所述的Pb含量为2-2.5ppm。
进一步的，所述的Zn含量为10-20ppm。
进一步的，所述的Mn含量为5-10ppm。
进一步的，所述的Ga含量为10-15ppm。
进一步的，所述的高纯铝板锭还包括：铈、钪、锆、钒、铬、镍、镁、锡中的一种或多种，且总含量为3-25ppm。
本发明的另一个目的在于提供一种电解电容器用高压阳极铝箔，其采用上述的高纯铝板锭制备得到。
本发明还有一个目的在于提供一种电解电容器，其采用上述的阳极铝箔制备得到。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过使用100wt％偏析法初级原料+0wt-70wt％的二级原料制备高纯铝板锭，即主要是用偏析原料及电子铝箔生产过程中的边角料或废料为原料生产高压电子铝箔产品，废物利用，可以降低成产成本。
2、本发明将纯偏析提纯高纯铝原料及电子铝箔生产过程中产生的边角料及废料应用到电子铝箔的生产中，并且对产品的微量元素种类及含量进行了控制，通过此工艺生产的高压阳极电解电容器用铝箔的(100)面织构占比达到98％以上，可以得到高容量高折弯性能的电解电容器用腐蚀箔。产品容量在590Vf时可达到0.68uf/cm2以上。
附图说明
图1为实施例2生产的铝箔被腐蚀后的扫描电镜图；
图2为对比例生产的铝箔被腐蚀后的扫描电镜图。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明电解电容器用高压阳极铝箔的高纯板锭、阳极铝箔、电解电容器、阳极铝箔、电解电容器，达到预期发明目的，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的电解电容器用高压阳极铝箔的高纯板锭、阳极铝箔、电解电容器、阳极铝箔、电解电容器，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
下面将结合具体实施例对本发明电解电容器用高压阳极铝箔的高纯板锭、阳极铝箔、电解电容器、阳极铝箔、电解电容器做进一步的详细介绍：
本发明是用30-100wt％采用偏析的初级原料加0-70wt％的二级原料(阳极用铝箔生产过程中产生的边角料、废料等)为原料，通过控制板锭中微量元素如Pb、B、Zn、Ga、Mn等含量，生产电解电容器用阳极铝箔的方法。
本发明的技术方案为：
一种电解电容器用高压阳极铝箔的高纯板锭，所述高纯板锭由30-100wt％的偏析初级原料和0-70wt％的二级原料(阳极铝箔生产过程中产生的边角料等)制备；
所述的高纯铝板锭包括：Al：≥99.9wt％；Fe：5-35ppm；Si：5-35ppm；Cu：10-100ppm；Pb：0.2-3ppm；B：0.5-5ppm；Zn：2-30ppm；Ga：2-30ppm；Mn：2-30ppm；
高纯铝板锭还包括：铈、钪、锆、钒、铬、镍、镁、锡中的一种或多种，且总含量为3-45ppm。
优选的，所述的Pb含量为2-2.5ppm。其中Pb元素在高压电解电容器阳极铝箔的氧化膜层下富集，对高压阳极铝箔的初期腐蚀发孔起到决定作用。Pb元素含量不足或不含Pb元素，会导致高压阳极铝箔初期腐蚀发孔不足，无法得到高容量的高压腐蚀箔。Pb元素含量较高时，初期腐蚀发孔较多，容易出现并孔，也无法得到高容量的腐蚀箔，同时产品的折弯性能降低。
优选的，所述的Zn含量为10-20ppm。Zn元素在高压阳极铝箔表面富集明显，促进高压产品的腐蚀发孔，对促进高压腐蚀箔的容量有提升作用。同时Zn元素会促进高压腐蚀箔的发孔长度，对高厚度高容量的高压电子铝箔产品的容量提升有益。Zn含量过高时，高压阳极铝箔表面腐蚀发孔多，并孔明显。同时高压腐蚀箔的孔长变长，会影响高压腐蚀箔的折弯性能及透气性。
优选的，所述的Mn含量为5-10ppm。Mn元素对产品的腐蚀发孔起到促进作用，一定的Mn元素能增加腐蚀发孔的孔径，能提升电子铝箔产品的静电容量。但是Mn含量过高时，容易造成腐蚀并孔，导致发孔不均匀，容量降低，折弯性下降。
优选的，所述的Ga含量为10-15ppm。Ga元素促进高压产品的腐蚀发孔，一定含量的Ga元素能提升产品的腐蚀发孔，提升电子铝箔产品的静电容量。同时Ga元素存在能提升高压产品腐蚀发孔的孔径，提升在高伏段时的容量指标。Ga含量的存在，也可以防止高压电子铝箔产品在退火时形成粗大晶粒。Ga含量过高时，会导致在表面富集，产品出现过腐蚀现象，无法得到高容高折弯的腐蚀箔。
优选的，所述的高纯铝板锭还包括：铈、钪、锆、钒、铬、镍、镁、锡中的一种或多种，且总含量为3-25ppm。锡、锆、铬会促进高压腐蚀箔的发孔孔径，提升高压产品在高伏段的容量指标。铈、钪、钒、镍、镁元素在高压产品表面富集，对高压产品的腐蚀发孔有促进作用。部分元素的存在对产品细化晶粒，提升高压产品的折弯性能有益。含量过高时，高压产品耐腐蚀性能差，容易出现并孔，横向发孔。导致产品的容量降低，折弯性能不足。
实施例
采用30-100wt％偏析法初级原料+0-70wt％的二级原料(阳极箔生产过程中产生的边角料、其他废料等)制备的高纯铝板锭。
高纯铝板锭包括：Al≥99.9wt％；Fe：5-35ppm；Si：5-35ppm；Cu：10-100ppm；B：0.5-5ppm；
Pb含量在0.2-3ppm，其中在2-2.5ppm时最佳；
Zn含量在2-30ppm，其中在10-20ppm时最佳；
Mn含量在2-30ppm，其中在5-10ppm时最佳；
Ga含量在2-30ppm，其中在10-15ppm时最佳；
高纯铝板锭还包括：铈、钪、锆、钒、铬、镍、镁、锡中的一种或多种，且总含量为3-45ppm，优选的总含量为3-25ppm。
将以上原料及成份配比完成的高纯铝熔体通过半连续铸造法铸造成高纯铝扁锭。高纯铝扁锭经过铣面、均匀化退火、热轧、冷箔轧、中间退火、清洗、剪切、成品退火后，生产成0.080-0.150mm的高压电解电容器用阳极铝箔产品。
实施例1-3和对比例的具体原料和组份对照表见表1。
表1
对成品的表面质量进行检测，采用如下方法：
(1)将成品在50％HNO3、45％HCl、5％HF的混合液中常温腐蚀40s后，清洗烘干判定阳极箔立方织构含量占比。
(2)将成品在0.5mol/L的HCI与2.5mol/L的H2SO4的混合酸中、81℃的腐蚀温度下，在电解槽中通入0.5A/cm2的直流电85s，进行一次腐蚀。然后将成品在0.5mol/L的Al(N03)3与0.8mol/L的HNO3溶液中、90℃的腐蚀温度下，在电解槽中通入0.2A/cm2的直流电80s，进行二次腐蚀。腐蚀后，将铝箔置于10％的硼酸溶液中，在590Vf进行化成处理，然后在5％的硼酸铵中测定静电容量，并使用曲率半径为1.0mm的折弯仪测定阳极铝箔的折弯强度。
将实施例和对照例所得成品的检测结果整理如表2所示：
表2
综上所述，由表1和表2得知，本发明实施例通过使用30-100wt％偏析初级原料和0-70wt％的二级原料制备高纯铝扁锭，生产的高压电解电容器用阳极铝箔产品，立方织构可以达到98％，产品容量相比比较例高约10％，折弯性能也有大幅度提升。
对实施例2和对比例的腐蚀后的铝箔进行电镜扫描。图1为实施例2生产的铝箔被腐蚀后的扫描电镜图，图2为对比例生产的铝箔被腐蚀后的扫描电镜图。从实施例和对比例的电镜形貌对比，比较例的腐蚀发孔均匀，局部并孔少，可以得到高容量高折弯的高压腐蚀箔。
本发明已经运用于生产实践，技术效果明显。
本发明主要通过使用100wt％偏析法初级原料+0wt％-70wt％的二级原料制备高纯铝板锭生产的高压阳极电解电容器用铝箔，通过此工艺生产的高压阳极电解电容器用铝箔的(100)面织构占比达到98％以上，可以得到高容量高折弯性能的电解电容器用腐蚀箔。产品容量在590Vf时可达到0.68uf/cm2以上。
以上所述，仅是本发明实施例的较佳实施例而已，并非对本发明实施例作任何形式上的限制，依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种电解电容器用高压阳极铝箔的高纯板锭，其特征在于，所述高纯板锭由30-100wt％的偏析初级原料和0-70wt％的二级原料制备，
所述的高纯铝板锭包括：Al：≥99.9wt％；Fe：5-35ppm；Si：5-35ppm；Cu：10-100ppm；Pb：0.2-3ppm；B：0.5-5ppm；Zn：2-30ppm；Ga：2-30ppm；Mn：2-30ppm；
所述的高纯铝板锭还包括：铈、钪、锆、钒、铬、镍、镁、锡中的一种或多种，且总含量为3-45ppm。
2.根据权利要求1所述的高纯板锭，其特征在于，
所述的Pb含量为2-2.5ppm。
3.根据权利要求1所述的高纯板锭，其特征在于，
所述的Zn含量为10-20ppm。
4.根据权利要求1所述的高纯板锭，其特征在于，
所述的Mn含量为5-10ppm。
5.根据权利要求1所述的高纯板锭，其特征在于，
所述的Ga含量为10-15ppm。
6.根据权利要求1所述的高纯板锭，其特征在于，
所述的高纯铝板锭还包括：铈、钪、锆、钒、铬、镍、镁、锡中的一种或多种，且总含量为3-25ppm。
7.一种电解电容器用高压阳极铝箔，其特征在于，其采用权利要求1-6任一项所述的高纯铝板锭制备得到。
8.一种电解电容器，其特征在于，其采用权利要求7所述的阳极铝箔制备得到。
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