CN114823151A - 一种基于烧结铝箔的阳极箔及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于烧结铝箔的阳极箔，包括基体和烧结在基体上的铝粉或者铝合金粉，铝粉或者铝合金粉熔融连接在一起，基体包括连接极耳和网状烧结片，铝粉或者铝合金粉烧结在网状烧结片上。在本发明中基体包括连接极耳和网状烧结片，在浆料涂覆到网状烧结片上的时候，浆料会在烧结模具上自然的流到网状烧结片的另一面上，这样就可以一次性将网状烧结片的两面全部进行烧结，从而保证阳极箔两面烧结铝粉或铝合金粉的质量的一致性。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝电解电容器的阳极箔，尤其涉及一种基于烧结铝箔的铝电解电容器的阳极箔及其制备方法。
背景技术
现在国内的高压铝电解电容器的阳极箔大多采用的是腐蚀箔，而高压腐蚀箔存在以下的缺点，由于中高压的阳极箔的膜厚比较厚，腐蚀箔上形成的蚀坑的孔就比较大，从而影响阳极箔的表面积，同时在腐蚀的过程中需要用到低浓度无机酸，硫酸、硝酸等水溶液，这些酸具有很强的环境破坏能力，而且阳极箔上残留的酸的处理也影响着生产成本以及阳极箔的生产过程。
现在市场上出现了将铝粉烧结在阳极箔基体上的中高压阳极箔，但是这一类技术掌握在日本企业手里，在国内还是处于起步阶段，要想或者合格的产品就得去购买日本的产品；给国内的企业付出相当大的代价。例如日本东洋铝株式会社最早在2008年在国内申请的专利，专利号200880128783.4，用于铝电解电容器的电极材料和制造该电极材料的方法。这种在铝箔基体上烧结膜的方式制作出来的阳极箔具有高的静电容量。
目前国内基于烧结铝粉的阳极箔也开始出现，例如专利号202010393208X，一种孔隙率可调的泡沫铝电极材料的制作方法；但是不管是日本的烧结铝粉阳极箔还是国内的烧结铝粉阳极箔在烧结的时候都只能够采用单面烧结，这是因为铝粉或者铝合金粉是烧结在一片铝箔片上的。当烧结完一面后，在烧结另一面的时候，那么第一次烧结的一面等于是烧结了两遍，因为铝粉或者铝合金粉的烧结时间窗口很短，故烧结了两遍的一面的孔隙率是会受很大的影响的。
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，提供一种一次性完成两面烧结的基于烧结铝箔的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：一种基于烧结铝箔的阳极箔，包括基体和烧结在基体上的铝粉或者铝合金粉，所述铝粉或者铝合金粉熔融连接在一起，所述基体包括连接极耳和网状烧结片，所述铝粉或者铝合金粉烧结在网状烧结片上。
上述的基于烧结铝箔的阳极箔，优选的，所述网状烧结片上的孔径为0.2-2mm。
上述的基于烧结铝箔的阳极箔，优选的，所述网状烧结片上相邻两个通孔之间的距离为0.5-1.5mm。
上述的基于烧结铝箔的阳极箔，优选的，所述铝粉或者铝合金粉的粒径为200nm-10μm，所述铝粉或者铝合金粉烧结后的孔隙率为20%-50%。
上述的基于烧结铝箔的阳极箔，优选的，所述铝粉或者铝合金粉为球形铝粉或者铝合金粉。
上述的基于烧结铝箔的阳极箔，优选的，所述基体为铝合金网，铝合金网中掺杂金属包括镁、铅锌锡、锑中的一种或者多种；掺杂金属的量不超过总金属量的百分之十。
一种基于烧结铝箔的阳极箔的制备方法，包括以下步骤，
1）将球形铝粉或者铝合金粉进行前处理；
2）将铝粉和溶剂按照粉：溶剂=1:0.5至1:2之间的比例混合均匀形成混合浆料待用，所述溶剂包括酒精，乙二醇、甘油、NMP、树脂、PVDF、二甲苯、甲醇一种或多种；
3）将清洗干净的基体放置在烧结模具内或者在放置基体之前在烧结模具内先涂覆一层步骤2）的浆料；
4）将步骤2）的浆料涂覆在烧结模具内的基体上；
5）静置5分钟-60分钟；
6）烧结形成阳极箔，将铝粉之间以及铝粉和基体之间熔融连接在一起；烧结的温度不超过660℃；
7）用有机溶剂清洗步骤6）的阳极箔。
上述的基于烧结铝箔的阳极箔的制备方法，优选的，所述烧结包括以下步骤；第一阶段，将温度升到80-150℃，并且保温20min；第二阶段，在12h内将温度缓慢升到500-550℃，升温的速度需在1℃/min以内，并且在500-550℃的温度下保温1-2h；第三阶段，将温度升高到630-659℃，烧结3-10h。
上述的基于烧结铝箔的阳极箔的制备方法，优选的，所述溶剂中含有粘结剂，所述粘结剂包括聚乙烯醇树脂、聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂的一种或者多种。
与现有技术相比，本发明的优点在于：在本发明中基体包括连接极耳和网状烧结片，在浆料涂覆到网状烧结片上的时候，浆料会在烧结模具上自然的流到网状烧结片的另一面上，这样就可以一次性将网状烧结片的两面全部进行烧结，从而保证阳极箔两面烧结铝粉或铝合金粉的质量的一致性。
具体实施方式
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1
一种基于烧结铝箔的阳极箔的制备方法，包括以下步骤，
1）将球形铝粉进行前处理并且烘干；前处理包括对铝粉进行蚀刻处理，蚀刻处理使用的酸性溶液为无机酸或者有机酸均可，pH值要在5-7之间；蚀刻最好是使用有机酸，例如乙酸、乙二酸、苯甲酸、草酸等。铝粉或者铝合金粉通过蚀刻后在表面形成细孔，从而增加表面积。在蚀刻完成后需要进行清洗，清洗可以用去离子水或者有机溶剂均可，最好是选用有机溶剂进行清洗，防止在铝粉或者铝合金粉上形成水合覆膜，清洗后需要烘干。
2）将铝粉和溶剂按照粉：溶剂=1：1之间的比例混合均匀形成混合浆料待用，本实施例中，溶剂为乙二醇和NMP；在溶剂里面添加有粘结剂，粘结剂为聚乙烯醇树脂。
3）将清洗干净的基体放置在烧结模具内。在本实施例中，基体采用铝锑合金，其中95%的重量为铝，5%的重量为锑；铝锑合金的熔点略低于660℃，在烧结的时候温度达到660，铝锑合金能够融化在烧结铝粉中，从而增强基体的强度。
在本实施例中，烧结模具为一个铜制的槽体，槽体的深度比阳极箔的厚度略大。
4）将步骤2）的浆料涂覆在烧结模具内的清洗干净的基体的网状烧结片上；基体极耳位置是不涂覆浆料的。
5）静置30分钟；在本实施例中，在浆料涂覆到基体的网状烧结片上后，静置30分钟，利用本实施例的浆料的自流平特点使得浆料平整，同时浆料会流到网状烧结片的另一面上并且分布均匀。
6）烧结形成阳极箔，将铝粉之间以及铝粉和基体之间熔融连接在一起；烧结的温度不超过660℃。烧结包括以下步骤；第一阶段，将温度升到80-150℃，并且保温20min；第二阶段，在12h内将温度缓慢升到500-550℃，升温的速度需在1℃/min以内，并且在500-550℃的温度下保温1-2h；第三阶段，将温度升高到630-660℃，烧结3-10h。
7）用有机溶剂清洗步骤6）的阳极箔，在清洗的过程中施加超声振荡，施加超声振荡可以将为烧结到基体上的铝粉振落，然后烘干。
通过本实施例制备出来的基于烧结铝箔的阳极箔，包括基体和烧结在基体上的铝粉或者铝合金粉，所述铝粉或者铝合金粉熔融连接在一起，所述基体包括连接极耳和网状烧结片，所述铝粉烧结在网状烧结片上。在烧结之前的网状烧结片上的孔径为0.2-2mm，网状烧结片上相邻两个通孔之间的距离为0.5-1.5mm。在本实施例中，铝粉的平均粒径D50为0.5-10μm。
本实施例制备出来的阳极箔适合用于高压叠片式铝电解电容器上，因为基体的网状烧结片两面的铝粉是一次烧结在网状烧结片上的，烧结出来的铝粉烧结体空隙均匀并且一致性较好。
实施例2
在本实施例中，在将基体放置到烧结模具内之前，先在烧结模具内涂覆一层浆料，然后放置基体，在基体上再涂覆一层浆料，静置5分钟让上面一层的浆料自流平即可。本实施例的其他部分与实施例1相同。
Claims (9)
1.一种基于烧结铝箔的阳极箔，其特征在于：包括基体和烧结在基体上的铝粉或者铝合金粉，所述铝粉或者铝合金粉熔融连接在一起，所述基体包括连接极耳和网状烧结片，所述铝粉或者铝合金粉烧结在网状烧结片上。
2.根据权利要求1所述的基于烧结铝箔的阳极箔，其特征在于：所述网状烧结片上的孔径为0.2-2mm。
3.根据权利要求2所述的基于烧结铝箔的阳极箔，其特征在于：所述网状烧结片上相邻两个通孔之间的距离为0.5-1.5mm。
4.根据权利要求1所述的基于烧结铝箔的阳极箔，其特征在于：所述铝粉或者铝合金粉的粒径为200nm-10μm，所述铝粉或者铝合金粉烧结后的孔隙率为20%-50%。
5.根据权利要求1所述的基于烧结铝箔的阳极箔，其特征在于：所述铝粉或者铝合金粉为球形铝粉或者铝合金粉。
6.根据权利要求1所述的基于烧结铝箔的阳极箔，其特征在于：所述基体为铝合金网，铝合金网中掺杂金属包括镁、铅锌锡、锑中的一种或者多种；掺杂金属的量不超过总金属量的百分之十。
7.一种基于烧结铝箔的阳极箔的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
1）将球形铝粉或者铝合金粉进行前处理；
2）将铝粉和溶剂按照粉：溶剂=1:0.5至1:2之间的比例混合均匀形成混合浆料待用，所述溶剂包括酒精，乙二醇、甘油、NMP、树脂、PVDF、二甲苯、甲醇一种或多种；
3）将清洗干净的基体放置在烧结模具内或者在放置基体之前在烧结模具内先涂覆一层步骤2）的浆料；
4）将步骤2）的浆料涂覆在烧结模具内的基体上；
5）静置5分钟-60分钟；
6）烧结形成阳极箔，将铝粉之间以及铝粉和基体之间熔融连接在一起；烧结的温度不超过660℃；
7）用有机溶剂清洗步骤6）的阳极箔。
8.根据权利要求7所述的基于烧结铝箔的阳极箔的制备方法，其特征在于：所述烧结包括以下步骤；第一阶段，将温度升到80-150℃，并且保温20min；第二阶段，在12h内将温度缓慢升到500-550℃，升温的速度需在1℃/min以内，并且在500-550℃的温度下保温1-2h；第三阶段，将温度升高到630-659℃，烧结3-10h。
9.根据权利要求7所述的基于烧结铝箔的阳极箔的制备方法，其特征在于：所述溶剂中含有粘结剂，所述粘结剂包括聚乙烯醇树脂、聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂的一种或者多种。
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