CN113745007B - 一种钽电解电容器阳极箔的电化学腐蚀扩容工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钽电解电容器阳极箔的电化学腐蚀扩容工艺，包括以下步骤：步骤一：将卤化盐和添加剂加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到腐蚀液；步骤二：以钽箔作为电化学腐蚀的阳极，以石墨或惰性金属作为阴极，阳极与阴极均与直流稳压电源相连接，置于腐蚀液中，进行电化学腐蚀，腐蚀的电流密度为1mA/cm2‑15mA/cm2，腐蚀时间为30min‑180min。本发明制备的钽箔表面孔洞密集且均匀，钽箔比容从未腐蚀前的12uF/cm2增加到最高520uF/cm2。
Description
技术领域
本发明属于电子元器件的钽电解电容器领域，具体涉及一种钽电解电容器阳极箔的电化学腐蚀扩容工艺。
背景技术
钽电解电容具有比容量大，阻抗频率特性好，有宽的工作温度范围、长寿命、漏电流小、可靠性高等一系列优点，在传统的军工领域，航天航空，交通轨道等高要求高精度的设备中有着不可替代的作用。并且随着电子产品的小型化，钽电容在民用市场中的份额也在逐年增加。尤其近年来，科技进步日新月异，特别是以人工智能为代表的新兴技术出现了井喷式的发展，电子产品更趋向于轻薄化和智能化。但是传统的钽电解电容器阳极是烧结钽块，无法兼顾体积小和高比容两大要求。与此同时，人们对电子产品有了更加个性化的需求，因此电子产品的形态也发生了颠覆性的变化。“柔性”手机，可穿戴“电子皮肤”等电子产品开始问世并得到了极大的关注。但是这样的设计理念对电子元器件也提出了更高了要求，不仅要求钽电解电容器的厚度薄，比容大，还要能实现柔性化。
但是，传统的钽电解电容器的制作工艺为烧结钽块+阳极氧化，为了实现小型化的要求，高比容钽粉的制备越来越困难，且价格十分高昂，复杂的烧结工艺除了难以保证获得高比容外，更重要的是这样的形态根本无法实验柔性这一需求。而电解电容器中有一类产品以极薄(20-100um)的金属箔材作为原料，利用电化学技术进行腐蚀，从而获得极高的比表面积，可以获得很高的比容。另外由于金属箔很薄，可以实现小半径的弯曲，刚好契合了对柔性这一形态的需求。如果能够实现钽阳极箔表面的电化学腐蚀扩容，则会极大的节约钽电容的制作成本；此外由于其小的体积和可柔这两大特点，必然能够极大地扩展钽电容的应用场景！
然而，钽有极高的抗腐蚀性，无论是在冷和热的条件下，对盐酸、浓硝酸及"王水"都不反应，因此如何采取合适的腐蚀工艺来获得具有高比表面积的腐蚀钽箔是当前亟需解决的一大技术难题。
发明内容
为了解决目前的问题，本发明的目的是提供一种钽电解电容器阳极箔的电化学腐蚀扩容工艺，获得高比表面积的腐蚀钽箔。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种钽电解电容器阳极箔的电化学腐蚀扩容工艺，包括以下步骤：
步骤一：将卤化盐和添加剂加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到腐蚀液；
步骤二：以钽箔作为电化学腐蚀的阳极，以石墨电极或惰性金属作为阴极，阳极与阴极均与直流稳压电源相连接，置于腐蚀液中，进行电化学腐蚀，腐蚀的电流密度为1mA/cm2-15mA/cm2，腐蚀时间为30min-180min。
本发明进一步的改进在于，卤化盐为XF、XCl或XBr，X为钠离子、钾离子、铵根离子的可溶盐的一价阳离子。
本发明进一步的改进在于，卤化盐为氟化钠、氟化钾、氟化铵、氯化钠、氯化钾、氯化铵、溴化钠、溴化钾与溴化铵中的一种或几种。
本发明进一步的改进在于，氟化钠、氟化钾、氟化铵、氯化钠、氯化钾、氯化铵、溴化钠、溴化钾或溴化铵的浓度为0.005-0.04mol/L。
本发明进一步的改进在于，添加剂为有机酸，有机酸为甲酸、乙酸与乙二酸中的一种。
本发明进一步的改进在于，添加剂的摩尔浓度为0.005-0.04mol/L。
本发明进一步的改进在于，溶剂为甲醇。
本发明进一步的改进在于，惰性金属为金、银或铂。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明中腐蚀电流密度和腐蚀时间为关键影响因素，若腐蚀电流密度过大，无论时间长短，腐蚀孔直径都很大，不利于提升比容。只有用较小的电流密度，并适当延长腐蚀时间才能获得最大的比容，所以本发明采用的电流密度为1mA/cm2-15mA/cm2，时间为30min-180min。本发明利用电化学腐蚀法对钽箔进行腐蚀，从而获得具有很大表面积的钽阳极箔，制备方法简单，制作成本低廉且能耗低。本发明中钽的点蚀机制为表面氧化膜(Ta2O5)破裂机制，即，卤素离子由于离子半径小且配合能力强，在电场的作用下能够穿透Ta2O5膜，从而将钽金属暴露出来，从而在表面产生大量的低电位点，保证了腐蚀孔的优先产生。本发明制备的阳极厚度小(传统烧结钽电容的阳极厚度至少也在毫米级别，本发明制备的阳极厚度小(20微米到100微米之间)，比表面积大，且具备“柔性”的特点，在电子器件的柔性化和小型化中极具应用前景。
而本发明的阳极箔厚度在20um到100um之间)，比表面积大，且具备“柔性”的特点，在电子器件的柔性化和小型化中极具应用前景。
进一步的，通过采用乙醇、丙酮、乙二醇以及甲醇作为溶剂进行实验，但是卤素盐只有在甲醇中的溶解度最大，并且实验证明，卤素离子浓度越高多表面氧化膜的破环作用就越强，这样才能保证有足够多的低电位点产生，所以本发明采用甲醇作为溶剂。
进一步的，有机酸作为添加剂，一方面起着提供氢离子，促进阴极反应的作用；另一方面，有机酸中的碳原子可以与钽金属表面形成化学吸附，能够减缓腐蚀反应的剧烈程度，保证腐蚀孔的纵向发展，有利于提升比表面积。
附图说明
图1为实施例1-8中电化学腐蚀前的钽箔微观图。
图2为实施例5电化学腐蚀后的钽箔微观图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行详细说明。
一种钽电解电容器阳极箔的电化学腐蚀扩容工艺，包括以下步骤：
步骤一：在室温下，将主溶质和添加剂加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到腐蚀液；
其中，主溶质为卤化盐，卤化盐为(XF、XCl、XBr，X可以为钠离子、钾离子、铵根离子等可溶盐的一价阳离子)，即卤化盐为氟化钠、氟化钾、氟化铵、氯化钠、氯化钾、氯化铵、溴化钠、溴化钾与溴化铵中的一种或几种。主溶质中卤化盐为一种时，卤化盐的浓度为0.005-0.04mol/L，主溶质中卤化盐为两种或多种时，每种卤化盐的浓度为0.005-0.04mol/L。
添加剂为有机酸，有机酸为甲酸、乙酸与乙二酸中的一种。
添加剂的摩尔浓度为0.005-0.04mol/L。
溶剂为甲醇。
步骤二：将清洗干净去掉油污并烘干后的钽箔作为电化学腐蚀的阳极，任意惰性金属作为阴极，阳极与阴极均与直流稳压电源相连接，置于配制好的腐蚀液中，进行电化学腐蚀，腐蚀的电流密度为1mA/cm2-15mA/cm2，腐蚀时间为30min-180min。
惰性金属为金、银或铂等贵金属。
实施例1
步骤一：将主溶质和添加剂加入甲醇中，搅拌至混合均匀，得到腐蚀液；
其中，主溶质为NaF，腐蚀液中NaF的浓度为0.005mol/L；
添加剂为甲酸，腐蚀液中甲酸的浓度为0.005mol/L。
步骤二：以清洗干净的钽箔为阳极，铂为阴极，将其置于配制好的腐蚀液中，并将阳极与阴极均与稳压直流电源相连；通以1mA/cm2的腐蚀电流密度并保持180min。
实施例2
步骤一：将主溶质和添加剂加入甲醇中，搅拌至混合均匀，得到腐蚀液；
其中，主溶质为NaBr，腐蚀液中NaBr的浓度为0.005mol/L；
添加剂为甲酸，腐蚀液中甲酸的浓度为0.005mol/L。
步骤二：以清洗干净的钽箔为阳极，铂为阴极，将其置于配制好的腐蚀液中，并将阳极与阴极均与稳压直流电源相连；通以1mA/cm2的腐蚀电流密度并保持180min。
实施例3
步骤一：将主溶质和添加剂加入甲醇中，搅拌至混合均匀，得到腐蚀液；
其中，主溶质为NaF，腐蚀液中NaF的浓度为0.004mol/L；
添加剂为甲酸，腐蚀液中甲酸的浓度为0.04mol/L。
步骤二：以清洗干净的钽箔为阳极，铂为阴极，将其置于配制好的腐蚀液中，并将阳极与阴极均与稳压直流电源相连；通以15mA/cm2的腐蚀电流密度并保持30min。
实施例4
步骤一：将主溶质和添加剂加入甲醇中，搅拌至混合均匀，得到腐蚀液；
其中，主溶质为NaBr，腐蚀液中NaBr的浓度为0.004mol/L；
添加剂为甲酸，腐蚀液中甲酸的浓度为0.04mol/L。
步骤二：以清洗干净的钽箔为阳极，铂为阴极，将其置于配制好的腐蚀液中，并将阳极与阴极均与稳压直流电源相连；通以15mA/cm2的腐蚀电流密度并保持30min。
实施例5
步骤一：将主溶质和添加剂加入甲醇中，搅拌至混合均匀，得到腐蚀液；
其中，主溶质为NaBr与NaF的混合物，腐蚀液中NaF的浓度为0.02mol/L，NaBr的浓度为0.02mol/L；
添加剂为甲酸，腐蚀液中甲酸的浓度为0.04mol/L。
步骤二：以清洗干净的钽箔为阳极，铂为阴极，将其置于配制好的腐蚀液中，并将阳极与阴极均与稳压直流电源相连；通以3mA/cm2的腐蚀电流密度并保持60min。
实施例6
步骤一：将主溶质和添加剂加入甲醇中，搅拌至混合均匀，得到腐蚀液；
其中，主溶质为NaBr与NaCl的混合物，腐蚀液中NaF的浓度为0.02mol/L，NaCl的浓度为0.02mol/L；
添加剂为甲酸，腐蚀液中甲酸的浓度为0.04mol/L。
步骤二：以清洗干净的钽箔为阳极，铂为阴极，将其置于配制好的腐蚀液中，并将阳极与阴极均与稳压直流电源相连；通以3mA/cm2的腐蚀电流密度并保持120min。
实施例7
步骤一：将主溶质和添加剂加入甲醇中，搅拌至混合均匀，得到腐蚀液；
其中，主溶质为NaBr、NaF与NaCl的混合物，腐蚀液中NaF的浓度为0.005mol/L，NaBr的浓度为0.005mol/L；NaCl的浓度为0.005mol/L。
添加剂为甲酸，腐蚀液中甲酸的浓度为0.04mol/L。
步骤二：以清洗干净的钽箔为阳极，金为阴极，将其置于配制好的腐蚀液中，并将阳极与阴极均与稳压直流电源相连；通以1mA/cm2的腐蚀电流密度并保持120min。
实施例8
步骤一：将主溶质和添加剂加入甲醇中，搅拌至混合均匀，得到腐蚀液；
其中，主溶质为NaBr、NaF与NaCl的混合物，腐蚀液中NaF的浓度为0.04mol/L，NaBr的浓度为0.04mol/L，NaCl的浓度为0.04mol/L；
添加剂为甲酸，腐蚀液中甲酸的浓度为0.04mol/L。
步骤二：以清洗干净的钽箔为阳极，银为阴极，将其置于配制好的腐蚀液中，并将阳极与阴极均与稳压直流电源相连；通以15mA/cm2的腐蚀电流密度并保持30min。
实施例1-8的性能测试结果参见表1。
表1实施例1-8的性能结果
实施例9
步骤一：将主溶质和添加剂加入甲醇中，搅拌至混合均匀，得到腐蚀液；
其中，主溶质为NaBr、NaF与NaCl的混合物，腐蚀液中NaF的浓度为0.04mol/L，NaBr的浓度为0.04mol/L，NaCl的浓度为0.04mol/L；
添加剂为乙酸，腐蚀液中乙酸的浓度为0.01mol/L。
步骤二：以清洗干净的钽箔为阳极，银为阴极，将其置于配制好的腐蚀液中，并将阳极与阴极均与稳压直流电源相连；通以8mA/cm2的腐蚀电流密度并保持100min。
实施例10
步骤一：将主溶质和添加剂加入甲醇中，搅拌至混合均匀，得到腐蚀液；
其中，主溶质为NaBr与NaCl的混合物，腐蚀液中NaF的浓度为0.02mol/L，NaCl的浓度为0.02mol/L；
添加剂为乙二酸，腐蚀液中乙二酸的浓度为0.02mol/L。
步骤二：以清洗干净的钽箔为阳极，石墨为阴极，将其置于配制好的腐蚀液中，并将阳极与阴极均与稳压直流电源相连；通以13mA/cm2的腐蚀电流密度并保持150min。
从图1和图2对比可以看出，本发明的实施例5提供的一种钽电解电容器阳极箔的电化学腐蚀扩容工艺取得了良好的扩容效果，钽箔比容从未腐蚀前的12uF/cm2增加到最大值520uF/cm2，扩容增幅达42倍。
根据公式C＝εS/d，其中ε为介电常数，S为面积，d为电容器两极板距离。比容的增加直接体现出了比表面积的增加。
本发明制备的阳极厚度小(传统烧结钽电容的阳极厚度至少也在几个毫米级别，而本发明的阳极箔厚度在20微米到100微米之间)，比表面积大，且具备“柔性”的特点，在电子器件的柔性化和小型化中极具应用前景。
Claims (1)
1.一种钽电解电容器阳极箔的电化学腐蚀扩容工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将卤化盐和添加剂加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到腐蚀液；
步骤二：以钽箔作为电化学腐蚀的阳极，以石墨电极或惰性金属作为阴极，阳极与阴极均与直流稳压电源相连接，置于腐蚀液中，进行电化学腐蚀，腐蚀的电流密度为1mA/cm2-8mA/cm2，腐蚀时间为60min-180min；
卤化盐为XF、XCl或XBr，X为钠离子、钾离子、铵根离子的可溶盐的一价阳离子；
卤化盐的浓度为0.005-0.04mol/L；
添加剂为有机酸，有机酸为甲酸、乙酸与乙二酸中的一种；
添加剂的摩尔浓度为0.005-0.04mol/L；
阳极箔厚度在20微米到100微米之间，具备柔性，并且比表面积大；
卤化盐为氟化钠、氟化钾、氟化铵、氯化钠、氯化钾、氯化铵、溴化钠、溴化钾与溴化铵中的一种或几种；
溶剂为甲醇；
惰性金属为金、银或铂；
扩容后钽电解电容器阳极箔的比容达到520uF/cm2。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB691509A (en) * | 1950-08-29 | 1953-05-13 | British Thomson Houston Co Ltd | Improvements in and relating to capacitor electrodes |
| US6224738B1 (en) * | 1999-11-09 | 2001-05-01 | Pacesetter, Inc. | Method for a patterned etch with electrolytically grown mask |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL291334A (zh) * | 1962-04-27 | |||
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| JP3623113B2 (ja) * | 1998-12-03 | 2005-02-23 | ルビコン株式会社 | 電解コンデンサ |
| EP2323145A1 (en) * | 2002-10-31 | 2011-05-18 | Mitsubishi Chemical Corporation | Electrolytic solution for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor as well as method for preparing an organic onium tetrafluoroaluminate |
| US9105401B2 (en) * | 2011-12-02 | 2015-08-11 | Avx Corporation | Wet electrolytic capacitor containing a gelled working electrolyte |
| US10072349B2 (en) * | 2016-01-05 | 2018-09-11 | Pacesetter, Inc. | Etch solutions having bis(perfluoroalkylsulfonyl)imides, and use thereof to form anode foils with increased capacitance |
| JP2019133983A (ja) * | 2018-01-29 | 2019-08-08 | 日立化成株式会社 | 陽極箔、電解コンデンサ、陽極箔の製造方法、及び電解コンデンサの製造方法 |
| CN109440179A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-03-08 | 中南大学 | 一种表面粗化的金属钽基体及其制备方法 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB691509A (en) * | 1950-08-29 | 1953-05-13 | British Thomson Houston Co Ltd | Improvements in and relating to capacitor electrodes |
| US6224738B1 (en) * | 1999-11-09 | 2001-05-01 | Pacesetter, Inc. | Method for a patterned etch with electrolytically grown mask |
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