CN114783778B - 一种中高压铝电解电容器用阳极箔及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种中高压铝电解电容器用阳极箔，包括50‑5000ppm的Mn；20‑100ppm的Fe；100‑350ppm的Si；10‑40ppm的Ni；120‑350ppm的Zn。在本发明中在铸轧后再进行热轧，从而提高阳极箔光箔内原始的立方织构的量，从而使得阳极箔在腐蚀的时候能够产生合格的电容量；同时，本发明中在进行铸轧的时候在前置仓内对熔融铝液进行电磁振荡，使得熔融铝液内加入的杂质均匀。

Description

一种中高压铝电解电容器用阳极箔及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种铝电解电容器用阳极箔，尤其涉及一种采用铸轧法制备的中高压铝电解电容器用阳极箔及其制备方法。
背景技术
铝电解电容器作为整流滤波、信号的旁支与耦合、能量的储存与转换等的关键元件, 随着全球电子产品的不断更新换代, 其需求量以平均 10 %以上的速度稳步上升。 随着电子、电力、通信、家用电器、节能工业设备、通信终端设备等产业的发展, 高压电解电容器( 比电容大于 200V) 的需求将急速增大。中高压电解电容器技术含量高、生产难度大,与国外相比, 我国高压铝电解电容器的性能存在较大差距, 主要表现在耐纹波电流的能力和使用寿命上, 大多数高压电容器的原材料及成品需从国外进口，因此中高压铝电解电容器的生产研究是一件十分必要的工作，而中高压铝电解电容器用阳极箔的生产研究是这件工作的重中之重。
电极箔是铝电解电容器的主要原材料, 其成本平均占电容器总成本的70 %左右。目前制备中高压铝电解电容器用阳极箔光箔的方法大多是采用“熔炼-铸造-铣面-均匀化-热轧-冷轧-退火-冷轧-拉弯矫直-卷取”的方式，这种工艺复杂并且生产时间长。现在出现了直接用铸轧工艺代替传统工艺中的“铸造-铣面-均匀化-热轧”部分，例如专利“2009103117444，中压电解电容器阳极用铝箔及生产方法”。这种用铸轧制备出来的铝箔只适合用于阴极箔，这是因为没有经过热轧的工序铝箔中含有的立方织构少从而影响了后续阳极箔的腐蚀。
在阳极箔中提高立方织构的体积含量是保证中高压阳极铝箔在直流腐蚀时形成垂直铝箔表面隧道型孔洞的关键技术。用铸轧工艺直接替换“铸造-铣面-均匀化-热轧”部分的方法制备出来的铝箔的立方织构达不到中高压铝电解电容器用阳极箔的要求，直接表现出来的特征是腐蚀后阳极箔的电容量达不到要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种中高压铝电解电容器用阳极箔及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种中高压铝电解电容器用阳极箔，包括50-5000ppm的Mn；20-100ppm的Fe；100-350ppm的Si；10-40ppm的Ni；120-350ppm的Zn。
上述的中高压铝电解电容器用阳极箔，优选的，阳极箔还包括1-40ppm的Mg；0.5-40ppm的Pb。
一种中高压铝电解电容器用阳极箔的制备方法，包括以下步骤；
1）将铝锭加热熔炼，加入合金，使得熔融铝液的成分符合预设比例；
2）经过静置炉静置后将步骤1）的熔融铝液进行过滤，过滤后倒入铸轧机的前置仓中；在前置仓中将铝液进行电磁振荡；
3）将前置仓中的铝液用铸轧机进行铸轧，形成10-12mm的板卷，冷却；在铸轧的时候维持电磁振荡；
4）将步骤3）的板卷进行热轧使得板卷的厚度为5-6mm；热轧的开轧温度在450-550℃，终轧温度在300℃以上；在开轧前板卷先在500-600℃的温度下进行退火；
5）冷轧、中间退火、箔轧轧制最终形成0.12mm的成品铝箔，成品铝箔经过清洗分切后进行成品退火，成品退火的温度在500℃以上，保温12小时以上。
上述的中高压铝电解电容器用阳极箔的制备方法，优选的，所述步骤1）中熔融铝液中包括50-5000ppm的Mn；20-100ppm的Fe；100-350ppm的Si ；10-40ppm的Ni ；120-350ppm的Zn。
上述的中高压铝电解电容器用阳极箔的制备方法，优选的，所述熔融铝液中还包括1-40ppm的Mg；0.5-40ppm的Pb。
上述的中高压铝电解电容器用阳极箔的制备方法，优选的，所述步骤1）中熔炼为在700-750℃条件下熔炼30-70min，然后在750-770℃的条件下精炼20-50min.
上述的中高压铝电解电容器用阳极箔的制备方法，优选的，所述步骤2）中静置为在750-770℃的条件下，静置30-80min。
与现有技术相比，本发明的优点在于：在本发明中在铸轧后再进行热轧，从而提高阳极箔光箔内原始的立方织构的量，从而使得阳极箔在腐蚀的时候能够产生合格的电容量；同时，本发明中在进行铸轧的时候在前置仓内对熔融铝液进行电磁振荡，使得熔融铝液内加入的杂质均匀。
实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例
一种中高压铝电解电容器用阳极箔，包括1000ppm的Mn；50ppm的Fe；150ppm的Si；30ppm的Ni；300ppm的Zn；20ppm的Mg；20ppm的Pb；铝的重量在99.99%以上。
在本实施例中，Mn的加入能够防止阳极箔光箔在生产的过程中出现裂缝。由于中高压铝电解电容器的阳极箔表面的氧化膜比较厚，在腐蚀的时候产生的小的裂纹，在进行化成的时候会出现氧化膜的堆积，如氧化膜过多容易造成阳极箔上产生裂缝。而Mn的加入能够很好的防止这一现象的产生。但是Mn的含量在20000 ppm以上，虽可以防止化成处理时的裂缝产生， 但铝电解电容器的漏电流会变大，因此有可能会使铝电解电容器的性能降低。
在本实施例中，Fe、Ni、Si和Al一起形成Al-Fe-Ni-Si系析出物，净化高纯铝基体，增加 (100)<001> 织构的比例，又具有防止重结晶时的结晶粗大化的效果。而Ni还可以形成 Al-(Ni、Fe) 系析出物。这些析出物的电位高，其与主体之间产生局部电池反应，使得蚀刻性提高。
本实施例还提供一种中高压铝电解电容器用阳极箔的制备方法，包括以下步骤；
1）将铝锭加热熔炼，加入合金，使得熔融铝液的成分包括1000ppm的Mn；50ppm的Fe；150ppm的Si；30ppm的Ni；300ppm的Zn；20ppm的Mg；20ppm的Pb。熔炼为在700-750℃条件下熔炼30-70min，然后在750-770℃的条件下精炼20-50min。
2）经过静置炉静置后将步骤1）的熔融铝液进行过滤，静置为在750-770℃的条件下，静置30-80min。过滤后倒入铸轧机的前置仓中；在前置仓中将铝液进行电磁振荡；在前置仓中温度要在750-770℃之间，并且维持电磁振荡不间断。在传统的铸轧中容易出现由于重熔而产生的粗大化合物组织和表面偏析等缺陷，在本实施例中由于在进行铸轧之前在前置仓中进行电磁振荡，并且在铸轧的时候维持电磁振荡从而使得铸轧成型的板卷的表面更加均匀。在电磁振荡能够是的熔融铝液中的枝晶破碎，从而增加核心，还能够促进亚稳溶体中的自发形核，增加溶体中的晶核数量。
3）将前置仓中的铝液用铸轧机进行铸轧，形成10-12mm的板卷，冷却；在铸轧的时候维持电磁振荡。
4）将步骤3）的板卷进行热轧使得板卷的厚度为5-6mm；热轧的开轧温度在500℃，终轧温度在300℃以上；在开轧前板卷先在600℃的温度下进行退火；
5）冷轧、中间退火、箔轧轧制最终形成0.12mm的成品铝箔，成品铝箔经过清洗分切后进行成品退火，成品退火的温度在500℃以上，保温12小时以上。
在本实施例中，在进行铸轧后再进行热轧，在进行热轧的开轧前先在600℃的温度下进行退火，这样便于在热轧的时候立方织构的形成，尤其是提高(100)<001> 织构的比例。在本实施例中制备出来的中高压铝电解电容器用阳极箔光箔中的高纯铝立方织构的含量能够达到95%。
在本发明中在铸轧后再进行热轧，从而提高阳极箔光箔内原始的立方织构的量，从而使得阳极箔在腐蚀的时候能够产生合格的电容量；同时，本发明中在进行铸轧的时候在前置仓内对熔融铝液进行电磁振荡，使得熔融铝液内加入的杂质均匀。

Claims (3)

1.一种中高压铝电解电容器用阳极箔的制备方法，其特征在于：包括以下步骤；
1）将铝锭加热熔炼，加入合金，使得熔融铝液的成分符合预设比例；
2）经过静置炉静置后将步骤1）的熔融铝液进行过滤，过滤后倒入铸轧机的前置仓中；在前置仓中将铝液进行电磁振荡；静置为在750-770℃的条件下，静置30-80min；在前置仓中温度在750-770℃之间；
3）将前置仓中的铝液用铸轧机进行铸轧，形成10-12mm的板卷，冷却；在铸轧的时候维持电磁振荡；
4）将步骤3）的板卷进行热轧使得板卷的厚度为5-6mm；热轧的开轧温度在450-550℃，终轧温度在300℃以上；在开轧前板卷先在500-600℃的温度下进行退火；
5）冷轧、中间退火、箔轧轧制最终形成0.12mm的成品铝箔，成品铝箔经过清洗分切后进行成品退火，成品退火的温度在500℃以上，保温12小时以上；
所述步骤1）中熔融铝液中包括50-5000ppm的Mn；20-100ppm的Fe；100-350ppm的Si ；10-40ppm的Ni ；120-350ppm的Zn。
2.根据权利要求1所述的中高压铝电解电容器用阳极箔的制备方法，其特征在于：所述熔融铝液中还包括1-40ppm的Mg；0.5-40ppm的Pb。
3.根据权利要求1所述的中高压铝电解电容器用阳极箔的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中熔炼为在700-750℃条件下熔炼30-70min，然后在750-770℃的条件下精炼20-50min。
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