CN110938853A - 高比容电极箔电解液及其组合物和电极箔的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种高比容电极箔电解液及其组合物和电极箔的制备方法,涉及铝电解电容器用阳极铝箔生产技术领域,主要针对电极箔容量较低,无法满足市场需求的现状,提供一种高比容电极箔电解液。主要采用的技术方案为:一种高比容电极箔电解液的组合物,该组合物由电解质和水组成,所述电解质由硼酸、酒石酸、五硼酸铵和磷酸二氢铵组成。
Description
技术领域
本发明属于铝电解电容器用阳极铝箔生产技术领域,具体涉及一种高比容电极箔电解液及其组合物和电极箔的制备方法。
背景技术
随着人工智能的迅猛发展,电极箔是电子元件行业中铝电解电容器产品的关键原材料,属于“电子信息产品专用材料行业”中的“电子元件材料制造行业”之“电容器用铝箔材料”,广泛应用于变频技术应用领域、以风力发电、太阳能发电和充电桩为代表的绿色能源领域,电极箔制造技术、高性能电解质技术和片式化技术是铝电解电容器制造的三大核心技术,面对铝电解电容器小型化、片式化、高性能化的新挑战,必须加强对高比容长寿面电极箔电解液的研究。氧化膜的性能直接关系到电极箔的比容。
目前腐蚀箔采用阳极氧化原理,根据对电极箔耐压值要求,采用不同的阳极氧化电压(Vf),在其表面生成Al2O3氧化薄膜作为介电质,制成化成箔。化成技术主要采用硼酸和带有铵根的无机盐化成法,化成工艺流程为将纯度大于等于99.99%铝箔经过水煮,形成一层水合氧化膜后,进行加电处理,在硼酸体系中进行化成,经阳极氧化,热处理暴露缺陷后,用磷酸系进行抗水合处理,再通过硼酸系修补,经过磷酸盐处理后形成一层磷酸铝膜,烘干收卷,避免收卷的化成箔中含水导致氧化膜劣化。但是采用硼酸系制得的氧化铝膜,因容量损失较大,无法满足市场需求。
不同的电解液组成对氧化膜的性能有着很大的影响,电解液类型是影响膜层性能的主导因素,为了提升箔表面氧化膜的性能,人们不断改善电解液组成。
发明内容
本发明主要针对电极箔容量较低,无法满足市场需求的现状,提供一种高比容电极箔电解液。
本发明的另外一个目的是提供一种电极箔的制备方法。
为实现第一发明目的,本发明提供一种高比容电极箔电解液的组合物,该组合物由电解质和水组成,所述电解质由硼酸、酒石酸、五硼酸铵和磷酸二氢铵组成。
优选的,各电解质的质量浓度为:硼酸20-60g/L,酒石酸0.5-2.5g/L,五硼酸铵1-5g/L,磷酸二氢铵0.5-3g/L。
另外,本发明还提供了一种电极箔的制备方法,所述电极箔的制备方法使用的电解液为前述任一项所述的高比容电极箔电解液的组合物,所述电极箔的制备方法如下:
步骤一,裁切铝箔样片;
步骤二,将所述铝箔样片高温水煮10-15min,得中间样片;
步骤三,将所述中间样片放置于所述电解液中,在电流的作用下,依次进行一次阳极氧化、热处理、中处理、二次阳极氧化和后处理。
优选的,所用电流的电流密度为80mA/cm2。
借由上述技术方案,本发明至少具有下列优点:
本发明高比容电极箔电解液的配置过程简单,可操作性强,其所用材料,市场均可购买获得,使用本发明配置的电解液,可制备容量高达0.80μF/cm2,机械强度较高的电极箔,其中,电极箔折弯140回左右。较使用纯硼酸体系的电解液,本发明的电解液使电极箔的容量提升8%,折弯提升9回左右。采用本发明的电解液有利于提高氧化膜中结晶型氧化膜的含量,降低漏电,提高电极箔比容和寿命。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例,对依据本发明申请的具体实施方式、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。
在详细阐述本发明高比容电极箔电解液及其组合物和电极箔的制备方法之前,有必要对本发明中提及的相关概念做进一步说明,以达到更好的效果。本发明中:
在表1中,Tr为升压时间,Tr60为水煮60分钟的升压时间,Cap为电极箔的电容量,Vt为最终耐压值。
下面将结具体的实施例,对本发明高比容电极箔电解液及其组合物和电极箔的制备方法做进一步的详细介绍:
实施例1:
电极箔的制备方法包括如下步骤:
步骤一,将铝箔裁切成宽度6.5*6.5m2的铝箔样片;
步骤二,将铝箔样片高温水煮10-15min,得中间样片;
步骤三,将中间样片放置于电解液中(电解液中各组分的浓度如下:硼酸浓度为20g/L,酒石酸浓度为0.5g/L,五硼酸铵浓度为1g/L,磷酸二氢铵浓度为0.5g/L),在电流密度为80mA/cm2的电流作用下,依次进行一次阳极氧化、热处理、中处理、二次阳极氧化和后处理,最终得到电极箔。电极箔的性能指标如下:最终耐压值为541-543V,容量为0.740-0.743μF/cm2,机械性能可折弯141回。
实施例2:
电极箔的制备方法包括如下步骤:
步骤一,将铝箔裁切成宽度6.5*6.5m2的铝箔样片;
步骤二,将铝箔样片高温水煮10-15min,得中间样片;
步骤三,将中间样片放置于电解液中(电解液中各组分的浓度如下:硼酸浓度为20g/L,酒石酸浓度为0.5g/L,五硼酸铵浓度为5g/L,磷酸二氢铵浓度为0.5g/L),在电流密度为80mA/cm2的电流作用下,依次进行一次阳极氧化、热处理、中处理、二次阳极氧化和后处理,最终得到电极箔。电极箔的性能指标如下:最终耐压值为540-542V,容量为0.741-0.742μF/cm2,机械性能可折弯141-142回。
实施例3:
电极箔的制备方法包括如下步骤:
步骤一,将铝箔裁切成宽度6.5*6.5m2的铝箔样片;
步骤二,高温水煮10-15min,得中间样片;
步骤三,将中间样片放置于电解液中(电解液中各组分的浓度如下:硼酸浓度为20g/L,酒石酸浓度为2.5g/L,五硼酸铵浓度为1g/L,磷酸二氢铵浓度为0.5g/L),在电流密度为80mA/cm2的电流作用下,依次进行一次阳极氧化、热处理、中处理、二次阳极氧化和后处理,最终得到电极箔。电极箔的性能指标如下:最终耐压值为541-542V,容量为0.772-0.773μF/cm2,机械性能可折弯138-139回。
实施例4:
电极箔的制备方法包括如下步骤:
步骤一,将铝箔裁切成宽度6.5*6.5m2的样片;
步骤二,将铝箔样片高温水煮10-15min,得中间样片;
步骤三,将中间样片放置于电解液中(电解液中各组分的浓度如下:硼酸浓度为20g/L,酒石酸浓度为0.5g/L,五硼酸铵浓度为1g/L,磷酸二氢铵浓度为3g/L),在电流密度为80mA/cm2的电流作用下,依次进行一次阳极氧化、热处理、中处理、二次阳极氧化和后处理,最终得到电极箔。电极箔的性能指标如下:最终耐压值为541-542V,容量为0.750-0.751μF/cm2,机械性能可折弯141-143回。
实施例5:
电极箔的制备方法包括如下步骤:
步骤一,将铝箔裁切成宽度6.5*6.5m2的铝箔样片;
步骤二,将铝箔样片高温水煮10-15min,得中间样片;
步骤三,将中间样片放置于电解液中(电解液中各组分的浓度如下:硼酸浓度为60g/L,酒石酸浓度为0.5g/L,五硼酸铵浓度为1g/L,磷酸二氢铵浓度为0.5g/L),在电流密度为80mA/cm2的电流作用下,依次进行一次阳极氧化、热处理、中处理、二次阳极氧化和后处理,最终得到电极箔。电极箔的性能指标如下:最终耐压值为540-542V,容量为0.740-0.742μF/cm2,机械性能可折弯142回。
实施例6:
电极箔的制备方法包括如下步骤:
步骤一,将铝箔裁切成宽度6.5*6.5m2的铝箔样片;
步骤二,将铝箔样片高温水煮10-15min,得中间样片;
步骤三,将中间样片放置于电解液中(电解液中各组分的浓度如下:硼酸浓度为60g/L,酒石酸浓度为2.5g/L,五硼酸铵浓度为5g/L,磷酸二氢铵浓度为3g/L),在电流密度为80mA/cm2的电流作用下,依次进行一次阳极氧化、热处理、中处理、二次阳极氧化和后处理,最终得到电极箔。电极箔的性能指标如下:最终耐压值为541-542V,容量为0.761-0.762μF/cm2,机械性能可折弯135-136回。
实施例7:
电极箔的制备方法包括如下步骤:
步骤一,将铝箔裁切成宽度6.5*6.5m2的铝箔样片;
步骤二,将铝箔样片高温水煮10-15min;
步骤三,将中间样片放置于电解液中(电解液中各组分的浓度如下:硼酸浓度为40g/L,酒石酸浓度为1.5g/L,五硼酸铵浓度为3g/L,磷酸二氢铵浓度为3g/L),在电流密度为80mA/cm2的电流作用下,依次进行一次阳极氧化、热处理、中处理、二次阳极氧化和后处理,最终得到电极箔。电极箔的性能指标如下:最终耐压值为540-541V,容量为0.790-0.793μF/cm2,机械性能可折弯138-139回。
实施例8:
电极箔的制备方法包括如下步骤:
步骤一,将铝箔裁切成宽度6.5*6.5m2的铝箔样片;
步骤二,将铝箔样片高温水煮10-15min,得中间样片;
步骤三,将中间样片放置于电解液中(电解液中各组分的浓度如下:硼酸浓度为40g/L,酒石酸浓度为2.5g/L,五硼酸铵浓度为3g/L,磷酸二氢铵浓度为2g/L),在电流密度为80mA/cm2的电流作用下,依次进行一次阳极氧化、热处理、中处理、二次阳极氧化和后处理,最终得到电极箔。电极箔的性能指标如下:最终耐压值为540-542V,容量为0.781-0.783μF/cm2,机械性能可折弯138-139回。
实施例9:
电极箔的制备方法包括如下步骤:
步骤一,将铝箔裁切成宽度6.5*6.5m2的铝箔样片;
步骤二,将铝箔样片高温水煮10-15min,得中间样片;
步骤三,将中间样片放置于电解液中(电解液中各组分的浓度如下:硼酸浓度为40g/L,酒石酸浓度为1.5g/L,五硼酸铵浓度为5g/L,磷酸二氢铵浓度为2g/L),在电流密度为80mA/cm2的电流作用下,依次进行一次阳极氧化、热处理、中处理、二次阳极氧化和后处理,最终得到电极箔。电极箔的性能指标如下:最终耐压值为541-542V,容量为0.771-0.773μF/cm2,机械性能可折弯135-136回。
实施例10:
电极箔的制备方法包括如下步骤:
步骤一,将铝箔裁切成宽度6.5*6.5m2的铝箔样片;
步骤二,将铝箔样片高温水煮10-15min,得中间样片;
步骤三,将中间样片放置于电解液中(电解液中各组分的浓度如下:硼酸浓度为20g/L,酒石酸浓度为1.5g/L,五硼酸铵浓度为3g/L,磷酸二氢铵浓度为2g/L),在电流密度为80mA/cm2的电流作用下依次进行一次阳极氧化、热处理、中处理、二次阳极氧化和后处理,最终得到电极箔。电极箔的性能指标如下:最终耐压值为540-541V,容量为0.801-0.802μF/cm2,机械性能可折弯143-145回。
对照例:
电极箔的制备方法包括如下步骤:
步骤一,将铝箔裁切成宽度6.5*6.5m2的铝箔样片;
步骤二,将铝箔样片高温水煮10-15min,得中间样片;
步骤三,将中间样片放置于电解液中(电解液中各组分的浓度如下:硼酸浓度为50g/L,五硼酸铵浓度为3g/L,),在电流密度为80mA/cm2的电流作用下依次进行一次阳极氧化、热处理、中处理、二次阳极氧化和后处理,最终得到电极箔。电极箔的性能指标如下:最终耐压值为540-542V,容量为0.731-0.733μF/cm2,机械性能可折弯134-135回。
由上述实施例和对照例,得到表1,如下:
表1
由表1可知,在对照例和各实施例中,升压时间和水煮升压时间的取值范围波动不大,但是电解液的组分和浓度有差异时,最终生产的电极箔的容量和折弯有差异。从而体现了本发明所公开的电解液的组分和组分的质量浓度能够提高电极箔的电容量和折弯。
本发明的电解液配制过程简单,化成液易于控制,产品性能稳定,适用于电极箔工业批量化生产。
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 (4)
1.一种高比容电极箔电解液的组合物,由电解质和水组成,其特征在于,所述电解质由硼酸、酒石酸、五硼酸铵和磷酸二氢铵组成。
2.根据权利要求1所述的高比容电极箔电解液的组合物,其特征在于,各电解质的质量浓度为:硼酸20-60g/L,酒石酸0.5-2.5g/L,五硼酸铵1-5g/L,磷酸二氢铵浓度为0.5-3g/L。
3.一种电极箔的制备方法,其特征在于,所述电极箔的制备方法使用的电解液为权利要求1或2所述的高比容电极箔电解液的组合物,所述电极箔的制备方法如下:
步骤一,裁切铝箔样片;
步骤二,将铝箔样片高温水煮10-15min,得中间样片;
步骤三,将中间样片放置于所述电解液中,在电流的作用下,依次进行一次阳极氧化、热处理、中处理、二次阳极氧化和后处理。
4.根据权利要求3所述的电极箔的制备方法,其特征在于,所用电流的电流密度为80mA/cm2。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200331 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |