CN111926362A - 液中给电槽、铝箔化成系统及铝箔化成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液中给电槽、铝箔化成系统及铝箔化成方法，涉及铝箔化成技术领域。所述液中给电槽包括槽体及供电电极，所述供电电极设于所述槽体内，所述供电电极的表面设有绝缘介质层，所述绝缘介质层的材料包括绝缘线，所述绝缘线的线径小于或等于5mm。本发明能够提高铝箔比容兑现率和铝箔机械性能，同时降低耗电量，进而降低化成铝箔的生产成本。

Description

液中给电槽、铝箔化成系统及铝箔化成方法

技术领域

本发明涉及铝箔化成技术领域，尤其涉及一种液中给电槽、铝箔化成系统及铝箔化成方法。

背景技术

随着电子行业的高速发展，铝电解电容器已广泛应用于消费电子产品、通信产品、电脑及周边产品、新能源、自动化控制、汽车工业、光电产品、电动车、高速铁路与航空及军事装备等。化成铝箔作为铝电解电容器的关键原材料之一，其质量的好坏直接影响着铝电解电容器寿命的长短。

化成铝箔生产过程主要的供电方法有铝箔供电法和液中给电法。铝箔供电法的供电辊一般采用铝导电辊，其优点包括：导电性能好、散热比较好、铝辊价格比较便宜。其缺点也比较明显：首先，对铝导电辊还需增加附加冷却装置，因为强大的电流通过铝导电辊产生强热，单纯靠铝导电辊自身自然冷却效果不太理想。其次就是铝导电辊与铝箔之间的接触问题，腐蚀箔直接与铝导电辊接触，假如铝导电辊稍有凹凸不平，或者腐蚀箔表面已有水合氧化膜，或者硫酸(或其他酸)氧化膜，铝箔表面导电性能就会变差，使铝导电辊与铝箔之间产生接触电阻，通电时导致铝箔局部温度极高，从而产生火花导致铝箔熔化而断箔。另外，铝箔供电法对化成总电流、化成车速有一定的限制，且槽电压比较高。基于种种原因，后期出现了铝箔供电法与液中给电法综合使用的给电方法。液中给电法：铝箔在生产线上不仅需要通过化成槽，还需要通过液中给电槽，在液中给电槽与化成槽之间形成电连接，液中给电槽与化成槽之间还设有电源，电源正极输出的正电荷通过供电电极(钛板)进入液中给电槽内的供电液，进而流向铝箔，之后在铝箔的介导下进入化成槽。然而现有的液中给电法存在以下问题：铝箔与供电电极之间的电阻较大，发热量大，导致供电液降温困难，进而导致铝箔氢脆严重，其耐折强度急剧下降和比容兑现下降，同时耗电量较大，导致生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液中给电槽、铝箔化成系统及铝箔化成方法，能够提高铝箔比容兑现率和铝箔机械性能，同时降低耗电量，进而降低化成铝箔的生产成本。

为实现以上目的，本发明提供一种液中给电槽，包括槽体及供电电极，所述供电电极设于所述槽体内，所述供电电极的表面设有绝缘介质层，所述绝缘介质层的材料包括绝缘线，所述绝缘线的线径小于或等于5mm。

本发明一些实施例中，所述绝缘介质层固定于所述供电电极表面的方式为：所述供电电极表面设有多个固定柱，所述绝缘线缠绕于多个所述固定柱上，形成所述绝缘介质层；

可选的，所述固定柱为螺钉。

本发明一些实施例中，每排固定柱中，相邻两个固定柱之间的距离为1～5mm。

本发明一些实施例中，多个所述固定柱设置为两排，两排固定柱一一相互对应，形成多对固定柱，绝缘线于每对固定柱外周缠绕形成环状结构。

本发明一些实施例中，所述绝缘线为凯夫拉线；优选的，所述凯夫拉线的线径为1-2mm。

本发明一些实施例中，所述绝缘介质层由单层绝缘线构成，所述绝缘介质层的厚度为所述绝缘线的线径。

本发明一些实施例中，所述槽体内容置有供电液，所述液中给电槽还包括铝箔，所述供电电极的至少一部分浸入所述供电液，所述铝箔的至少一部分浸入所述供电液；

优选的，所述供电电极与所述铝箔的距离为5～15mm。

本发明一些实施例中，所述槽体内还设有挂架，所述供电电极安装于所述挂架上；

可选的，所述挂架包括依次排列的第一单元、第二单元及第三单元，所述第一单元、所述第二单元及所述第三单元电性连接，所述第一单元朝向所述第二单元的表面以及所述第三单元朝向所述第二单元的表面均安装有供电电极，所述第二单元分别朝向所述第一单元和所述第三单元的表面均安装有供电电极，每个供电电极朝向所述铝箔的表面上均设有所述绝缘介质层；

可选的，所述第二单元朝向所述槽体的槽底的一端设有第一传动辊，所述第一传动辊用于牵引铝箔移动。

本发明还提供一种铝箔化成系统，包括所述的液中给电槽以及化成槽，所述液中给电槽用于向所述化成槽供电。

本发明还提供一种铝箔化成方法，采用所述的铝箔化成系统对铝箔进行化成。

本发明的有益效果：

本发明通过在液中给电槽的供电电极表面设置由0～5mm的绝缘线材料制备的绝缘介质层，与传统的液中给电槽相比，能够降低铝箔与供电电极之间的电阻，从而降低该段电阻的发热量，避免供电液温度过高导致铝箔氢脆，提高铝箔比容兑现率和铝箔机械性能，同时能够降低耗电量，进而降低化成铝箔的生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。

图1为本发明实施例的液中给电槽的整体结构示意图。

图2为本发明实施例的液中给电槽的部分结构的示意图。

图3为本发明实施例中的绝缘介质层的结构示意图。

图4为图3的局部区域的放大示意图。

图5为本发明实施例的铝箔化成系统的结构示意图。

图6为本发明实施例1-3的铝箔化成方法的流程示意图。

元件符号说明：

10、供电电极；20、铝箔；30、绝缘介质层；31、绝缘线；32、固定柱；41、第一单元；42、第二单元；43、第三单元；51、第一传动辊；52、第二传动辊；53、第三传动辊；60、供电液；70、槽体；100、液中给电槽；200、化成槽；210、化成电极；220、化成液；300、电源。

具体实施方式

如本文所用之术语：

“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。

“重量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的重量份为a份，B组分的重量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK(K为任意数，表示倍数因子)。不可误解的是，与重量份数不同的是，所有组分的重量份之和并不受限于100份之限制。

“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。

“多个”指的是两个或两个以上。

请参阅图1至图4，本发明首先提供一种液中给电槽100，如图1所示，所述液中给电槽100包括：槽体70、供电液60、供电电极10以及铝箔20；所述供电液60与所述供电电极10均设于所述槽体70内，所述供电电极10的至少一部分浸入所述供电液60，铝箔20的至少一部分浸入所述供电液60。本发明一些实施例中，所述供电液60为6wt％～7wt％的己二酸铵溶液。

如图2与图3所示，所述供电电极10与所述铝箔20相对设置的表面上设有绝缘介质层30，所述绝缘介质层30的材料包括绝缘线31，所述绝缘线31的线径小于或等于5mm。可选的，所述绝缘线31的线径为0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm等。

传统的液中给电槽，供电电极(钛板)表面增加一块环氧树脂板作为绝缘介质，这块环氧树脂板可以防止铝箔与供电电极直接接触，造成打火，影响铝箔的品质。由于环氧树脂板厚度较大，并且供电电极上还需要设置固定环氧树脂板的安装支架，同时铝箔需要与安装支架保持适当距离，因而导致铝箔与供电电极之间的间距非常大(约50mm)，铝箔与供电电极之间的电阻很大，发热量大(耗电严重)，导致供电液降温困难，进而导致铝箔氢脆严重，耐折强度下降。具体的，随着液中给电槽中供电液的温度升高，特别是超过30℃后，铝箔表面产生的氢气会逐渐增加，氢气可以进入铝箔内层，导致化成铝箔氢脆严重，其耐折强度会急剧下降。另外，随着供电液的温度升高，化成箔单位重量会剧增，容量兑现率也会下降。由此可见，液中给电槽温度的控制非常关键。目前化成铝箔的生产成本中电费占比很大，因此节约电能对于降低化成铝箔的生产成本有重要意义。

本发明采用绝限线来制作绝缘介质层30，相对于传统的树脂板来说，能够大幅降低绝缘介质层30的厚度，进而缩小铝箔20与供电电极10之间的间距，降低铝箔20与供电电极10之间的电阻，可以降低该段电阻的发热量，避免供电液60温度过高导致铝箔20氢脆，提高铝箔20的比容兑现率和机械性能，同时能够降低耗电量，降低化成铝箔的生产成本。

如图3与图4所示，所述绝缘介质层30固定于所述供电电极10表面的方式为：所述供电电极10表面设有多个固定柱32，所述绝缘线31缠绕于多个所述固定柱32上，形成所述绝缘介质层30。本发明一些实施例中，所述固定柱32为螺钉。

如图3与图4所示，多个所述固定柱32设置为两排，两排固定柱32一一相互对应，形成多对固定柱32，绝缘线31于每对固定柱32外周缠绕形成环状结构。本发明一些实施例中，所述环状结构由绝缘线31缠绕一圈形成。

优选的，所述绝缘线31为凯夫拉线，优选的，所述凯夫拉线的线径为1-2mm(例如1mm、1.5mm、2mm等)。凯夫拉线由芳香族聚酰胺纤维编织而成，这种纤维材料具有密度低、强度高、韧性好、耐高温、耐酸碱，易于加工和成型等优点。

优选的，如图3与图4所示，所述绝缘介质层30由单层绝缘线31构成，所述绝缘介质层30的厚度为所述绝缘线31的线径。

优选的，所述供电电极10与所述铝箔20的距离d为5～15mm。该间距是传统结构中供电电极10与铝箔20的间距的10％-30％。可选的，所述供电电极10与所述铝箔20的距离d为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm等。

优选的，每排固定柱32中，相邻两个固定柱32之间的距离S为1～5mm(例如1mm、2mm、3mm、4mm、5mm等)。

可选的，所述供电电极10为钛板。

如图2所示，所述槽体70内还设有挂架，所述供电电极10安装于所述挂架上。本发明一些实施例中，所述挂架的材料为不锈钢。

如图2所示，所述挂架包括依次排列的第一单元41、第二单元42及第三单元43，所述第一单元41、所述第二单元42及所述第三单元43电性连接，所述第一单元41朝向所述第二单元42的表面以及所述第三单元43朝向所述第二单元42的表面均安装有供电电极10，所述第二单元42分别朝向所述第一单元41和所述第三单元43的表面均安装有供电电极10，每个供电电极10朝向所述铝箔20的表面上均设有所述绝缘介质层30。

如图2所示，所述第二单元42朝向所述槽体70的槽底的一端设有第一传动辊51，所述第一传动辊51用于牵引铝箔20移动。

如图2所示，所述挂架的上方还设有第二传动辊52与第三传动辊53，所述第二传动辊52与所述第三传动辊53分别设于所述第二单元42两侧。所述第一传动辊51、所述第二传动辊52、所述第三传动辊53共同对铝箔20进行牵引。

请参阅图5，本发明还提供一种铝箔化成系统，包括上述液中给电槽100以及化成槽200，所述液中给电槽100用于向所述化成槽200供电，所述铝箔20按照生产线流程在液中给电槽100和化成槽200内进出。

具体的，所述铝箔化成系统还包括电源300，所述电源300的负极和正极分别与所述铝箔20和所述供电电极10连接，也即是说，所述液中给电槽100中，所述铝箔20为阴极，所述供电电极10为阳极，而所述化成槽200内，所述铝箔20为阳极，所述化成槽200内还设有化成电极210(阴极)和化成液220。本发明一些实施例中，所述电源300为直流电源。本发明一些实施例中，所述化成液220与所述供电液60相同，均为6wt％～7wt％的己二酸铵溶液。

本发明还提供一种铝箔化成方法，采用上述铝箔化成系统对铝箔20进行化成。

下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

一种铝箔化成方法，采用图6所示的流程进行，图6中，液中给电1与液中给电2为相同规格相同结构的液中给电槽100。一级化成、二级化成、三级化成、四级化成、五级化成、六级化成均为化成槽。液中给电1用于为二级化成和三级化成进行供电，液中给电2用于为四级化成和五级化成进行供电。

如图1所示，所述液中给电槽100包括：槽体70、供电液60、供电电极10以及铝箔20；所述供电液60与所述供电电极10均设于所述槽体70内，所述供电电极10部分浸入所述供电液60，所述铝箔20部分浸入所述供电液60。

如图2与图3所示，所述供电电极10朝向所述铝箔20的表面上设有绝缘介质层30，所述绝缘介质层30由单层绝缘线31构成，所述绝缘介质层30的厚度为所述绝缘线31的线径。所述绝缘线31为凯夫拉线，所述凯夫拉线的线径为1.5mm。所述供电电极10与所述铝箔20的距离为10mm。所述供电电极10为钛板。

如图3与图4所示，所述绝缘介质层30固定于所述供电电极10表面的方式为：所述供电电极10表面设有多个固定柱32，所述绝缘线31缠绕于多个所述固定柱32上，形成所述绝缘介质层30。多个所述固定柱32设置为上下两排，上下两排固定柱32一一相互对应，形成多对固定柱32，绝缘线31于每对固定柱32外周缠绕形成环状结构。所述固定柱32为螺钉。所述螺钉为M1.8不锈钢螺丝。每排固定柱32中，相邻两个固定柱32之间的距离为3mm。

如图2所示，所述槽体70内还设有挂架，所述供电电极10安装于所述挂架上。所述挂架的材料为不锈钢。所述挂架包括依次排列的第一单元41、第二单元42及第三单元43，所述第一单元41、所述第二单元42及所述第三单元43电性连接，所述第一单元41朝向所述第二单元42的表面以及所述第三单元43朝向所述第二单元42的表面均安装有供电电极10，所述第二单元42分别朝向所述第一单元41和所述第三单元43的表面均安装有供电电极10，每个供电电极10朝向所述铝箔20的表面上均设有所述绝缘介质层30。

如图2所示，所述第二单元42朝向所述槽体70的槽底的一端设有第一传动辊51，所述第一传动辊51用于牵引铝箔20移动。所述挂架的上方还设有第二传动辊52与第三传动辊53，所述第二传动辊52与所述第三传动辊53分别设于所述第二单元42两侧。所述第一传动辊51、所述第二传动辊52、所述第三传动辊53共同对铝箔20进行牵引。

实施例2

一种铝箔化成方法，与实施例1的区别在于：所述凯夫拉线的线径为1mm。所述供电电极10与所述铝箔20的距离为5mm。每排固定柱32中，相邻两个固定柱32之间的距离为1mm。

实施例3

一种铝箔化成方法，与实施例1的区别在于：所述凯夫拉线的线径为2mm。所述供电电极10与所述铝箔20的距离为15mm。每排固定柱32中，相邻两个固定柱32之间的距离为5mm。

实施例4

一种铝箔化成方法，与实施例1的区别在于：所述凯夫拉线的线径为0.2mm。

实施例5

一种铝箔化成方法，与实施例1的区别在于：所述凯夫拉线的线径为5mm。

对比例1

一种铝箔化成方法，与实施例1的区别在于：供电电极10表面的绝缘介质层30为环氧树脂板，铝箔20与供电电极10之间的间距为50mm。

实施例1与对比例1的数据对比见表1。

表1

从表1可以看出，同样的生产规格、生产速度，电源的工作电压、工作电流基本一样，但是本发明实施例1的两个液中给电槽100(液中给电1与液中给电2)的极板压降明显小于传统的液中给电槽(即对比例1)的极板压降，下降幅度达到了13.6％-16.3％，也即是说，损耗电能明显减少。

与传统的液中给电槽相比，本发明的液中给电槽100中，铝箔20与供电电极10的间距减少70％-90％，能够减少铝箔20与供电电极10之间的电阻，从而起到减少发热量的效果，提高电利用率，减少用电1％-3％。在用电成本占总成本50％以上的低压化成铝箔生产行业里，经济效益已相当可观。由于铝箔20与供电电极10之间的电阻发热量降低，因此还能够提高铝箔20的比容兑现率和机械性能，为切小片宽打下基础，降低下游用户用箔成本。同时能够减少钛板(即供电电极10)电流密度，延长钛板使用寿命，降低钛板采购成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种液中给电槽，其特征在于，包括槽体及供电电极，所述供电电极设于所述槽体内，所述供电电极的表面设有绝缘介质层，所述绝缘介质层的材料包括绝缘线，所述绝缘线的线径小于或等于5mm。

2.如权利要求1所述的液中给电槽，其特征在于，所述绝缘介质层固定于所述供电电极表面的方式为：所述供电电极表面设有多个固定柱，所述绝缘线缠绕于多个所述固定柱上，形成所述绝缘介质层；

可选的，所述固定柱为螺钉。

3.如权利要求2所述的液中给电槽，其特征在于，多个所述固定柱设置为两排，两排固定柱一一相互对应，形成多对固定柱，绝缘线于每对固定柱外周缠绕形成环状结构。

4.如权利要求3所述的液中给电槽，其特征在于，每排固定柱中，相邻两个固定柱之间的距离为1～5mm。

5.如权利要求1所述的液中给电槽，其特征在于，所述绝缘线为凯夫拉线；优选的，所述凯夫拉线的线径为1-2mm。

6.如权利要求1所述的液中给电槽，其特征在于，所述绝缘介质层由单层绝缘线构成，所述绝缘介质层的厚度为所述绝缘线的线径。

7.如权利要求1所述的液中给电槽，其特征在于，所述槽体内容置有供电液，所述液中给电槽还包括铝箔，所述供电电极的至少一部分浸入所述供电液，所述铝箔的至少一部分浸入所述供电液；

优选的，所述供电电极与所述铝箔的距离为5～15mm。

8.如权利要求7所述的液中给电槽，其特征在于，所述槽体内还设有挂架，所述供电电极安装于所述挂架上；

可选的，所述挂架包括依次排列的第一单元、第二单元及第三单元，所述第一单元、所述第二单元及所述第三单元电性连接，所述第一单元朝向所述第二单元的表面以及所述第三单元朝向所述第二单元的表面均安装有供电电极，所述第二单元分别朝向所述第一单元和所述第三单元的表面均安装有供电电极，每个供电电极朝向所述铝箔的表面上均设有所述绝缘介质层；

可选的，所述第二单元朝向所述槽体的槽底的一端设有第一传动辊，所述第一传动辊用于牵引铝箔移动。

9.一种铝箔化成系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的液中给电槽以及化成槽，所述液中给电槽用于向所述化成槽供电。

10.一种铝箔化成方法，其特征在于，采用如权利要求9所述的铝箔化成系统对铝箔进行化成。

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