CN115106534B - 一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法 - Google Patents

一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115106534B
CN115106534B CN202211049376.2A CN202211049376A CN115106534B CN 115106534 B CN115106534 B CN 115106534B CN 202211049376 A CN202211049376 A CN 202211049376A CN 115106534 B CN115106534 B CN 115106534B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
aluminum
mixed
spherical
ball milling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211049376.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115106534A (zh
Inventor
田宁
史瑞科
王海丽
白光珠
王立强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Rare Metal Materials Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Xian Rare Metal Materials Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Rare Metal Materials Research Institute Co Ltd filed Critical Xian Rare Metal Materials Research Institute Co Ltd
Priority to CN202211049376.2A priority Critical patent/CN115106534B/zh
Publication of CN115106534A publication Critical patent/CN115106534A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115106534B publication Critical patent/CN115106534B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/107—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing organic material comprising solvents, e.g. for slip casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/006—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of flat products, e.g. sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B22F2003/241—Chemical after-treatment on the surface
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，该方法包括：一、将球形高纯铝粉与纳米级的高介电粉高能球磨混匀得到混合粉体；二、混合粉体熔融冶炼得到混合铝锭；三、混合铝锭破碎球磨得到球形混合铝粉；四、球形混合铝粉与有机溶剂、粘结剂、流平剂和分散剂搅匀得到铝浆；五、铝浆涂覆在铝箔基材上；六、烧结；七、沸水水煮；八、化成处理得到烧结式阳极箔。本发明通过高能球磨对球形高纯铝粉改性，结合熔融法促使高介电粉均匀分布在铝基体中结合相融并微观改性，获得外加增强体与铝粉原料均匀分布的球形混合铝粉，在保证高电容量的前提下，得到电流均匀分布的烧结式阳极箔，满足了中高压环境的需求，适用于大规模生产应用。

Description

一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法
技术领域
本发明属于铝电解电容器技术领域，具体涉及一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法。
背景技术
低成本、高容量使得铝电解电容器被广泛的应用于汽车电子、航空航天以及家用电器等多个领域。因其大多应用于电力电子元器件，电容量成为衡量铝电解电容器优劣的重要参数。目前中高压电容器阳极箔大多还是采用腐蚀箔，但其加工繁琐、条件苛刻以及环保压力过大使得现在现有铝电解电容器阳极箔逐渐向更加绿色环保的粉层电子铝箔技术发展研究。
现有的粉层电子铝箔技术大多通过外加法直接在铝粉原料中添加高介电粉，并通过粘结剂将二者连接来增加铝粉中的电介质，进而来提高阳极箔的电容量。小颗粒的团聚造成烧结工艺难度的提升，尤其对于纳米粉末来说，静电作用和范德华力作用力更强。表现为铝浆中添加粘结剂后过于黏稠，同时目前的制备混合技术不能够完全地将高介电粉与铝粉原料均匀分散，存在纳米介电粉在铝粉原料中团聚、容易导致阳极箔表面凸起造成电流分布不均的情况，为后续化成带来许多困扰。申请号为202010879530.3的专利通过对铝粉或铝合金粉原料进行碾磨破坏原料基体的颗粒团聚来实现均匀分散。但此方法对于外加增强体不奏效，特别是难以实现多种增强体协同增强的均匀分散。因此在现有技术的基础上，需要寻找一种简洁高效的方法使得铝粉原料能够与高介电粉更加快速高效地混合均匀，从而进行对铝箔基体的均匀涂覆烧结，得到性能优良、电容均匀的烧结式阳极箔。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法。该方法通过高能球磨对球形高纯铝粉改性，结合熔融法促使高介电粉均匀分布在铝基体中结合相融并微观改性，获得外加增强体与铝粉原料均匀分布的球形混合铝粉，避免了增强体在铝粉原料中的团聚，在保证高电容量的前提下，得到电流均匀分布的烧结式阳极箔，解决了纳米高介电粉在铝粉原料中团聚、导致阳极箔表面凸起造成电流分布不均的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将球形高纯铝粉与纳米级的高介电粉放入真空球磨罐中进行高能球磨混匀，得到混合粉体；
步骤二、将步骤一中得到的混合粉体在高温下熔融冶炼成型，得到混合铝锭；
步骤三、将步骤二中得到的混合铝锭破碎成块，然后进行球磨，得到球形混合铝粉；
步骤四、将步骤三得到的球形混合铝粉与有机溶剂、粘结剂、流平剂和分散剂搅拌均匀，得到铝浆；
步骤五、将步骤四中得到的铝浆均匀涂覆在铝箔基材的正反两面，然后进行真空烘干处理，得到烘干涂覆铝箔；
步骤六、将步骤五中得到的烘干涂覆铝箔进行烧结，得到复合铝箔体；
步骤七、将步骤六中得到的复合铝箔体进行沸水水煮；
步骤八、将步骤七中经沸水水煮后的复合铝箔体在硼酸溶液中进行化成处理，得到烧结式阳极箔。
本发明首先采用高能球磨的方式使得球形高纯铝粉与纳米级的高介电粉充分分散均匀形成混合粉体，同时球形高纯铝粉在高能球磨的作用力下发生变形，有利于增大与高介电粉的接触面积从而对其吸附更加紧密，便于后续熔融过程的进行；然后采用熔融法将混合粉体熔融得到混合铝锭，使得铝粉与高介电粉在高温下进行结合相融，通常熔融温度为720℃~800℃，促使高介电粉均匀分布在铝基体中，实现对铝粉的微观改性，解决了纳米高介电粉在铝粉原料中团聚、导致阳极箔表面凸起造成电流分布不均的问题；继续将混合铝锭经破碎球磨得到球形混合铝粉，并与有机溶剂、粘结剂、流平剂和分散剂搅匀得到铝浆，使得铝粉与高介电粉均匀分布组成的球形混合铝粉均匀分布在铝浆中，解决了外加增强体在铝浆中分布不均的情况；再将铝浆涂覆在铝箔基材上烘干并烧结，有效去除有机溶剂、粘结剂、流平剂和分散剂，使得铝浆形成铝粉层并紧密结合在铝箔基材的表面，消除了杂质对产物阳极铝电容的不良影响，经沸水水煮在铝粉层表面形成水化膜，结合化成处理促进水化膜转化为氧化膜，得到烧结式阳极箔。
上述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，步骤一中所述球形高纯铝粉的粒径为1μm~10μm，质量纯度为99.99%以上，所述纳米级的高介电粉由TiO2，BaCO3及氧化铝按照相同质量比混合而成，且混合粉体中纳米级的高介电粉的质量含量为3%~9%。本发明通过控制球形高纯铝粉的粒径以及高介电粉的粒径级别，进一步保证了高能球磨后两者弄够充分均匀混合，同时选用高纯度的球形高纯铝粉以减少引入杂质对产物阳极箔的电容造成不良影响。
上述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，步骤一中所述高能球磨混匀的工艺参数为：球磨转速300rpm/min，球磨时间5h~10h，每球磨30min停机20min，且球磨过程中向真空球磨罐中通入氩气气氛至0.05MPa~0.2MPa。
上述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，对步骤三中所述球形混合铝粉进行分级处理，并选取粒径为10μm以下的球形混合铝粉制备铝浆。本发明通常采用筛选方式进行分级处理，并过筛除掉粒径大于10μm的球形混合铝粉，选择粒径为10μm以下的球形混合铝粉制备铝浆，更优选粒径为1μm~10μm的球形混合铝粉，有利于提升铝粉基体的电容量。
上述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，步骤四中所述有机溶剂为柠檬酸三丁酯、丙三醇、乙二醇和松油醇中的至少一种，所述粘结剂为乙基纤维素、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯和羧甲基纤维素中的至少一种，所述流平剂为丁基纤维素、异佛尔酮、二丙酮醇和Solvesso150中的至少一种，所述分散剂为卵磷脂、油酸、司班-85和三乙醇胺中的至少一种。
上述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，步骤五中所述铝箔基材的厚度为20μm~50μm，铝浆在铝箔基材上的单面涂覆烘干厚度为30μm~80μm。
上述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，步骤六中所述烧结的过程为：先以5℃/min~15℃/min的升温速率加热至200℃~250℃并保温1h~4h，然后以5℃/min~15℃/min的升温速率加热至400℃~500℃并保温2h~10h，再以5℃/min~15℃/min的升温速率加热至550℃~650℃并保温1h~10h，最后随炉冷却；所述烧结的过程中保证炉内为真空状态或充有氩气保护气氛。本发明采用分段烧结的方式，逐步去除铝箔基材上铝浆涂覆层中的有机溶剂、粘结剂、流平剂和分散剂等添加剂，保证了添加剂的去除完全，从而获得铝粉层与铝箔基材紧密结合的复合铝箔体，有利于保证阳极箔的电容量。
上述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，步骤七中所述沸水水煮采用高纯去离子水进行，且沸水水煮的时间为10min~30min。通常，高纯去离子水的电导率为1μs/cm~1.5μs/cm。上述工艺参数有利于更好地形成水合氧化膜，方便了下一步化成工作的进行。
上述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，步骤八中所述化成处理的电压为500V，温度控制为85℃~95℃，硼酸溶液的质量浓度为1%~15%。本发明通过控制温度和硼酸溶液的浓度，保证了化成处理过程中在此区间内的电导率能够支持铝箔形成良好的氧化膜，通过控制化成处理的电压，以调节制备的氧化膜的厚度，以满足不同阳极箔表面的需求。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明从铝粉原料角度出发，通过高能球磨对球形高纯铝粉改性，提高了球形高纯铝粉与纳米级的高介电粉的混匀和吸附紧密程度，结合熔融法促使高介电粉均匀分布在铝基体中结合相融并微观改性，获得外加增强体与铝粉原料均匀分布的球形混合铝粉，避免了增强体在铝粉原料中的团聚，在保证高电容量的前提下，得到电流均匀分布的烧结式阳极箔。
2、本发明通过将球形混合铝粉与有机溶剂、粘结剂、流平剂和分散剂搅匀得到铝浆，提高了铝浆在铝箔基体上的涂覆均匀性，使得铝浆形成铝粉层并紧密结合在铝箔基材的表面，进一步保证了产物烧结式阳极箔的电容量均匀性，满足了中高压环境的使用需求。
3、本发明采用熔融法促进高介电粉与铝粉原料的均匀结合相融，避免了两者混合不均对后续烧结工艺和化成处理工艺带来的困扰，提高了产物烧结式阳极箔的电容量均匀性。
4、本发明采用烘干结合多段烧结工艺提高了铝粉层与铝箔基体的结合力，先通过烘干获得初步稳定的结构，再通过多段烧结完全去除铝浆中的添加剂，避免残留杂质影响产物烧结式阳极箔的电容量。
5、本发明的工艺简单高效，成本较低，适用于大规模生产应用，提供了一种快速获得适用于中高压环境阳极箔的制备方法。
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将球形高纯铝粉与纳米级的高介电粉放入真空球磨罐中进行高能球磨混匀，得到混合粉体；所述球形高纯铝粉的粒径为1μm~2μm，质量纯度为99.99%，所述纳米级的高介电粉由纳米TiO2，BaCO3及氧化铝按照1:1:1的质量比混合而成，且混合粉体中纳米级的高介电粉的质量含量为3%；所述高能球磨混匀的工艺参数为：球磨转速300rpm/min，球磨时间5h，每球磨30min停机20min，且球磨过程中向真空球磨罐中通入氩气气氛至0.1MPa；
步骤二、将步骤一中得到的混合粉体在高温下熔融冶炼成型，得到混合铝锭；
步骤三、将步骤二中得到的混合铝锭破碎成块，然后进行球磨，得到球形混合铝粉，对球形混合铝粉进行分级处理，并选取粒径10μm以下的球形混合铝粉；
步骤四、将步骤三得到的粒径10μm以下的球形混合铝粉与有机溶剂、粘结剂、流平剂和分散剂在1000rpm/h的转速下搅拌均匀2h，得到铝浆；所述有机溶剂为柠檬酸三丁酯，所述粘结剂为乙基纤维素，所述流平剂为丁基纤维素，所述分散剂为卵磷脂；
步骤五、采用刮刀将步骤四中得到的铝浆均匀涂覆在铝箔基材的正反两面，然后在130℃的真空干燥箱中进行真空烘干处理10min，得到烘干涂覆铝箔；所述铝箔基材的厚度为20μm，铝浆在铝箔基材上的单面涂覆烘干厚度为80μm；
步骤六、将步骤五中得到的烘干涂覆铝箔进行烧结，得到复合铝箔体；所述烧结的过程为：先以5℃/min的升温速率加热至200℃并保温1h，然后以5℃/min的升温速率加热至400℃并保温2h，再以5℃/min的升温速率加热至550℃并保温1h，最后随炉冷却；所述烧结的过程中保证炉内充有氩气保护气氛；
步骤七、将步骤六中得到的复合铝箔体采用高纯去离子水进行沸水水煮10min；
步骤八、将步骤七中经沸水水煮后的复合铝箔体在硼酸溶液中进行化成处理，得到烧结式阳极箔；所述化成处理的电压为500V，温度控制为85℃，硼酸溶液的质量浓度为1%。
经检测，本实施例制备的烧结式阳极箔的静态比容量最高达到0.78μF /cm2，且五次检测结果偏差不超过±0.02μF。
本实施例中的有机溶剂还可替换为除了柠檬酸三丁酯以外的柠檬酸三丁酯、丙三醇、乙二醇和松油醇中的至少一种，粘结剂还可替换为除了乙基纤维素以外的乙基纤维素、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯和羧甲基纤维素中的至少一种，流平剂还可替换为除了丁基纤维素以外的丁基纤维素、异佛尔酮、二丙酮醇和Solvesso150中的至少一种，分散剂还可替换为除了卵磷脂以外的卵磷脂、油酸、司班-85和三乙醇胺中的至少一种。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将球形高纯铝粉与纳米级的高介电粉放入真空球磨罐中进行高能球磨混匀，得到混合粉体；所述球形高纯铝粉的粒径为2μm~3μm，质量纯度为99.99%，所述纳米级的高介电粉由纳米TiO2，BaCO3及氧化铝按照1:1:1的质量比混合而成，且混合粉体中纳米级的高介电粉的质量含量为6%；所述高能球磨混匀的工艺参数为：球磨转速300rpm/min，球磨时间6h，每球磨30min停机20min，且球磨过程中向真空球磨罐中通入氩气气氛至0.05MPa；
步骤二、将步骤一中得到的混合粉体在高温下熔融冶炼成型，得到混合铝锭；
步骤三、将步骤二中得到的混合铝锭破碎成块，然后进行球磨，得到球形混合铝粉，对球形混合铝粉进行分级处理，并选取粒径10μm以下的球形混合铝粉；
步骤四、将步骤三得到的粒径10μm以下的球形混合铝粉与有机溶剂、粘结剂、流平剂和分散剂在1000rpm/h的转速下搅拌均匀2h，得到铝浆；所述有机溶剂为丙三醇，所述粘结剂为聚乙烯醇，所述流平剂为异佛尔酮，所述分散剂为油酸；
步骤五、采用刮刀将步骤四中得到的铝浆均匀涂覆在铝箔基材的正反两面，然后在130℃的真空干燥箱中进行真空烘干处理10min，得到烘干涂覆铝箔；所述铝箔基材的厚度为30μm，铝浆在铝箔基材上的单面涂覆烘干厚度为70μm；
步骤六、将步骤五中得到的烘干涂覆铝箔进行烧结，得到复合铝箔体；所述烧结的过程为：先以10℃/min的升温速率加热至220℃并保温2h，然后以10℃/min的升温速率加热至450℃并保温5h，再以10℃/min的升温速率加热至600℃并保温4h，最后随炉冷却；所述烧结的过程中保证炉内充有氩气保护气氛；
步骤七、将步骤六中得到的复合铝箔体采用高纯去离子水进行沸水水煮15min；
步骤八、将步骤七中经沸水水煮后的复合铝箔体在硼酸溶液中进行化成处理，得到烧结式阳极箔；所述化成处理的电压为500V，温度控制为90℃，硼酸溶液的质量浓度为5%。
经检测，本实施例制备的烧结式阳极箔的静态比容量最高达到0.80μF /cm2，且五次检测结果偏差不超过±0.02μF。
本实施例中的有机溶剂还可替换为除了丙三醇以外的柠檬酸三丁酯、丙三醇、乙二醇和松油醇中的至少一种，粘结剂还可替换为除了聚乙烯醇以外的乙基纤维素、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯和羧甲基纤维素中的至少一种，流平剂还可替换为除了异佛尔酮以外的丁基纤维素、异佛尔酮、二丙酮醇和Solvesso150中的至少一种，分散剂还可替换为除了油酸以外的卵磷脂、油酸、司班-85和三乙醇胺中的至少一种。
实施例3
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将球形高纯铝粉与纳米级的高介电粉放入真空球磨罐中进行高能球磨混匀，得到混合粉体；所述球形高纯铝粉的粒径为3μm~4μm，质量纯度为99.999%，所述纳米级的高介电粉由纳米TiO2，BaCO3及氧化铝按照1:1:1的质量比混合而成，且混合粉体中纳米级的高介电粉的质量含量为9%；所述高能球磨混匀的工艺参数为：球磨转速300rpm/min，球磨时间10h，每球磨30min停机20min，且球磨过程中向真空球磨罐中通入氩气气氛至0.2MPa；
步骤二、将步骤一中得到的混合粉体在高温下熔融冶炼成型，得到混合铝锭；
步骤三、将步骤二中得到的混合铝锭破碎成块，然后进行球磨，得到球形混合铝粉，对球形混合铝粉进行分级处理，并选取粒径10μm以下的球形混合铝粉；
步骤四、将步骤三得到的粒径10μm以下的球形混合铝粉与有机溶剂、粘结剂、流平剂和分散剂在1000rpm/h的转速下搅拌均匀2h，得到铝浆；所述有机溶剂为乙二醇，所述粘结剂为聚甲基丙烯酸酯，所述流平剂为二丙酮醇，所述分散剂为司班-85；
步骤五、采用刮刀将步骤四中得到的铝浆均匀涂覆在铝箔基材的正反两面，然后在130℃的真空干燥箱中进行真空烘干处理10min，得到烘干涂覆铝箔；所述铝箔基材的厚度为40μm，铝浆在铝箔基材上的单面涂覆烘干厚度为60μm；
步骤六、将步骤五中得到的烘干涂覆铝箔进行烧结，得到复合铝箔体；所述烧结的过程为：先以15℃/min的升温速率加热至250℃并保温4h，然后以15℃/min的升温速率加热至500℃并保温10h，再以15℃/min的升温速率加热至650℃并保温10h，最后随炉冷却；所述烧结的过程中保证炉内充有氩气保护气氛；
步骤七、将步骤六中得到的复合铝箔体采用高纯去离子水进行沸水水煮20min；
步骤八、将步骤七中经沸水水煮后的复合铝箔体在硼酸溶液中进行化成处理，得到烧结式阳极箔；所述化成处理的电压为500V，温度控制为90℃，硼酸溶液的质量浓度为10%。
经检测，本实施例制备的烧结式阳极箔的静态比容量最高达到0.81μF /cm2，且五次检测结果偏差不超过±0.02μF。
本实施例中的有机溶剂还可替换为除了乙二醇以外的柠檬酸三丁酯、丙三醇、乙二醇和松油醇中的至少一种，粘结剂还可替换为除了聚甲基丙烯酸酯以外的乙基纤维素、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯和羧甲基纤维素中的至少一种，流平剂还可替换为除了二丙酮醇以外的丁基纤维素、异佛尔酮、二丙酮醇和Solvesso150中的至少一种，分散剂还可替换为除了司班-85以外的卵磷脂、油酸、司班-85和三乙醇胺中的至少一种。
实施例4
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将球形高纯铝粉与纳米级的高介电粉放入真空球磨罐中进行高能球磨混匀，得到混合粉体；所述球形高纯铝粉的粒径为5μm~8μm，质量纯度为99.99%，所述纳米级的高介电粉由纳米TiO2，BaCO3及氧化铝按照1:1:1的质量比混合而成，且混合粉体中纳米级的高介电粉的质量含量为6%；所述高能球磨混匀的工艺参数为：球磨转速300rpm/min，球磨时间5h，每球磨30min停机20min，且球磨过程中向真空球磨罐中通入氩气气氛至0.1MPa；
步骤二、将步骤一中得到的混合粉体在高温下熔融冶炼成型，得到混合铝锭；
步骤三、将步骤二中得到的混合铝锭破碎成块，然后进行球磨，得到球形混合铝粉，对球形混合铝粉进行分级处理，并选取粒径10μm以下的球形混合铝粉；
步骤四、将步骤三得到的粒径10μm以下的球形混合铝粉与有机溶剂、粘结剂、流平剂和分散剂在1000rpm/h的转速下搅拌均匀2h，得到铝浆；所述有机溶剂为松油醇，所述粘结剂为羧甲基纤维素，所述流平剂为Solvesso150，所述分散剂为三乙醇胺；
步骤五、采用刮刀将步骤四中得到的铝浆均匀涂覆在铝箔基材的正反两面，然后在130℃的真空干燥箱中进行真空烘干处理10min，得到烘干涂覆铝箔；所述铝箔基材的厚度为50μm，铝浆在铝箔基材上的单面涂覆烘干厚度为50μm；
步骤六、将步骤五中得到的烘干涂覆铝箔进行烧结，得到复合铝箔体；所述烧结的过程为：先以10℃/min的升温速率加热至220℃并保温3h，然后以10℃/min的升温速率加热至450℃并保温5h，再以10℃/min的升温速率加热至650℃并保温4h，最后随炉冷却；所述烧结的过程中保证炉内充有氩气保护气氛；
步骤七、将步骤六中得到的复合铝箔体采用高纯去离子水进行沸水水煮30min；
步骤八、将步骤七中经沸水水煮后的复合铝箔体在硼酸溶液中进行化成处理，得到烧结式阳极箔；所述化成处理的电压为500V，温度控制为95℃，硼酸溶液的质量浓度为15%。
经检测，本实施例制备的烧结式阳极箔的静态比容量最高达到0.79μF /cm2，且五次检测结果偏差不超过±0.02μF。
本实施例中的有机溶剂还可替换为除了松油醇以外的柠檬酸三丁酯、丙三醇、乙二醇和松油醇中的至少一种，粘结剂还可替换为除了羧甲基纤维素以外的乙基纤维素、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯和羧甲基纤维素中的至少一种，流平剂还可替换为除了Solvesso150以外的丁基纤维素、异佛尔酮、二丙酮醇和Solvesso150中的至少一种，分散剂还可替换为除了三乙醇胺以外的卵磷脂、油酸、司班-85和三乙醇胺中的至少一种。
实施例5
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将球形高纯铝粉与纳米级的高介电粉放入真空球磨罐中进行高能球磨混匀，得到混合粉体；所述球形高纯铝粉的粒径为8μm~10μm，质量纯度为99.99%，所述纳米级的高介电粉由纳米TiO2，BaCO3及氧化铝按照1:1:1的质量比混合而成，且混合粉体中纳米级的高介电粉的质量含量为6%；所述高能球磨混匀的工艺参数为：球磨转速300rpm/min，球磨时间5h，每球磨30min停机20min，且球磨过程中向真空球磨罐中通入氩气气氛至0.1MPa；
步骤二、将步骤一中得到的混合粉体在高温下熔融冶炼成型，得到混合铝锭；
步骤三、将步骤二中得到的混合铝锭破碎成块，然后进行球磨，得到球形混合铝粉，对球形混合铝粉进行分级处理，并选取粒径10μm以下的球形混合铝粉；
步骤四、将步骤三得到的粒径10μm以下的球形混合铝粉与有机溶剂、粘结剂、流平剂和分散剂在1000rpm/h的转速下搅拌均匀2h，得到铝浆；所述有机溶剂为松油醇，所述粘结剂为羧甲基纤维素，所述流平剂为Solvesso150，所述分散剂为三乙醇胺；
步骤五、采用刮刀将步骤四中得到的铝浆均匀涂覆在铝箔基材的正反两面，然后在130℃的真空干燥箱中进行真空烘干处理10min，得到烘干涂覆铝箔；所述铝箔基材的厚度为50μm，铝浆在铝箔基材上的单面涂覆烘干厚度为30μm；
步骤六、将步骤五中得到的烘干涂覆铝箔进行烧结，得到复合铝箔体；所述烧结的过程为：先以10℃/min的升温速率加热至220℃并保温3h，然后以10℃/min的升温速率加热至450℃并保温5h，再以10℃/min的升温速率加热至650℃并保温4h，最后随炉冷却；所述烧结的过程中保证炉内充为真空状态；
步骤七、将步骤六中得到的复合铝箔体采用高纯去离子水进行沸水水煮30min；
步骤八、将步骤七中经沸水水煮后的复合铝箔体在硼酸溶液中进行化成处理，得到烧结式阳极箔；所述化成处理的电压为500V，温度控制为95℃，硼酸溶液的质量浓度为15%。
经检测，本实施例制备的烧结式阳极箔的静态比容量最高达到0.80μF /cm2，且五次检测结果偏差不超过±0.02μF。
本实施例中的有机溶剂还可替换为除了松油醇以外的柠檬酸三丁酯、丙三醇、乙二醇和松油醇中的至少一种，粘结剂还可替换为除了羧甲基纤维素以外的乙基纤维素、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯和羧甲基纤维素中的至少一种，流平剂还可替换为除了Solvesso150以外的丁基纤维素、异佛尔酮、二丙酮醇和Solvesso150中的至少一种，分散剂还可替换为除了三乙醇胺以外的卵磷脂、油酸、司班-85和三乙醇胺中的至少一种。
实施例6
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将球形高纯铝粉与纳米级的高介电粉放入真空球磨罐中进行高能球磨混匀，得到混合粉体；所述球形高纯铝粉的粒径为4μm~5μm，质量纯度为99.99%，所述纳米级的高介电粉由纳米TiO2，BaCO3及氧化铝按照1:1:1的质量比混合而成，且混合粉体中纳米级的高介电粉的质量含量为6%；所述高能球磨混匀的工艺参数为：球磨转速300rpm/min，球磨时间5h，每球磨30min停机20min，且球磨过程中向真空球磨罐中通入氩气气氛至0.1MPa；
步骤二、将步骤一中得到的混合粉体在高温下熔融冶炼成型，得到混合铝锭；
步骤三、将步骤二中得到的混合铝锭破碎成块，然后进行球磨，得到球形混合铝粉，对球形混合铝粉进行分级处理，并选取粒径10μm以下的球形混合铝粉；
步骤四、将步骤三得到的粒径10μm以下的球形混合铝粉与有机溶剂、粘结剂、流平剂和分散剂在1000rpm/h的转速下搅拌均匀2h，得到铝浆；所述有机溶剂为松油醇，所述粘结剂为羧甲基纤维素，所述流平剂为Solvesso150，所述分散剂为三乙醇胺；
步骤五、采用刮刀将步骤四中得到的铝浆均匀涂覆在铝箔基材的正反两面，然后在130℃的真空干燥箱中进行真空烘干处理10min，得到烘干涂覆铝箔；所述铝箔基材的厚度为30μm，铝浆在铝箔基材上的单面涂覆烘干厚度为50μm；
步骤六、将步骤五中得到的烘干涂覆铝箔进行烧结，得到复合铝箔体；所述烧结的过程为：先以10℃/min的升温速率加热至220℃并保温3h，然后以10℃/min的升温速率加热至450℃并保温5h，再以10℃/min的升温速率加热至650℃并保温4h，最后随炉冷却；所述烧结的过程中保证炉内为真空状态；
步骤七、将步骤六中得到的复合铝箔体采用高纯去离子水进行沸水水煮15min；
步骤八、将步骤七中经沸水水煮后的复合铝箔体在硼酸溶液中进行化成处理，得到烧结式阳极箔；所述化成处理的电压为500V，温度控制为90℃，硼酸溶液的质量浓度为15%。
经检测，本实施例制备的烧结式阳极箔的静态比容量最高达到0.84μF /cm2，且五次检测结果偏差不超过±0.01μF。
本实施例中的有机溶剂还可替换为除了松油醇以外的柠檬酸三丁酯、丙三醇、乙二醇和松油醇中的至少一种，粘结剂还可替换为除了羧甲基纤维素以外的乙基纤维素、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯和羧甲基纤维素中的至少一种，流平剂还可替换为除了Solvesso150以外的丁基纤维素、异佛尔酮、二丙酮醇和Solvesso150中的至少一种，分散剂还可替换为除了三乙醇胺以外的卵磷脂、油酸、司班-85和三乙醇胺中的至少一种。
对比例1
本对比例包括以下步骤：
步骤一、将粒径4μm~5μm、质量纯度为99.99%的球形高纯铝粉与纳米级的高介电粉、有机溶剂、粘结剂、流平剂和分散剂在1000rpm/h的转速下搅拌均匀2h，得到铝浆；所述纳米级的高介电粉由纳米TiO2，BaCO3及氧化铝按照1:1:1的质量比混合而成，且混合粉体中纳米级的高介电粉的质量含量为6%；所述有机溶剂为松油醇，所述粘结剂为羧甲基纤维素，所述流平剂为Solvesso150，所述分散剂为三乙醇胺；
步骤二、采用刮刀将步骤四中得到的铝浆均匀涂覆在铝箔基材的正反两面，然后在130℃的真空干燥箱中进行真空烘干处理10min，得到烘干涂覆铝箔；所述铝箔基材的厚度为20μm，铝浆在铝箔基材上的单面涂覆厚度为5μm；
步骤三、将步骤五中得到的烘干涂覆铝箔进行烧结，得到复合铝箔体；所述烧结的过程为：先以10℃/min的升温速率加热至220℃并保温3h，然后以10℃/min的升温速率加热至450℃并保温5h，再以10℃/min的升温速率加热至650℃并保温4h，最后随炉冷却；所述烧结的过程中保证炉内为真空状态；
步骤四、将步骤六中得到的复合铝箔体采用高纯去离子水进行沸水水煮15min；
步骤五、将步骤七中经沸水水煮后的复合铝箔体在硼酸溶液中进行多段化成处理，得到烧结式阳极箔；所述化成处理的电压为500V，温度控制为90℃，硼酸溶液的质量浓度为10%。
经检测，本对比例制备的烧结式阳极箔的静态比容量最高达到0.82μF /cm2，但五次检测数据结果显示偏差超过±0.07μF。
将实施例6与对比例1进行比较可知，相对于对比例1中的传统烧结式阳极箔制备方法，本发明实施例6的制备方法采用高能球磨结合熔融法，对球形高纯铝粉改性并促进高介电粉在铝基体中的均匀分布，得到电流均匀分布的烧结式阳极箔，在保证烧结式阳极箔高电容量的同时，提高了电容量的稳定性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将球形高纯铝粉与纳米级的高介电粉放入真空球磨罐中进行高能球磨混匀，得到混合粉体；所述高能球磨混匀的工艺参数为：球磨转速300rpm/min，球磨时间5h~10h，每球磨30min停机20min，且球磨过程中向真空球磨罐中通入氩气气氛至0.05MPa~0.2MPa；
步骤二、将步骤一中得到的混合粉体在高温下熔融冶炼成型，得到混合铝锭；
步骤三、将步骤二中得到的混合铝锭破碎成块，然后进行球磨，得到球形混合铝粉；
步骤四、将步骤三得到的球形混合铝粉与有机溶剂、粘结剂、流平剂和分散剂搅拌均匀，得到铝浆；
步骤五、将步骤四中得到的铝浆均匀涂覆在铝箔基材的正反两面，然后进行真空烘干处理，得到烘干涂覆铝箔；
步骤六、将步骤五中得到的烘干涂覆铝箔进行烧结，得到复合铝箔体；
步骤七、将步骤六中得到的复合铝箔体进行沸水水煮；
步骤八、将步骤七中经沸水水煮后的复合铝箔体在硼酸溶液中进行化成处理，得到烧结式阳极箔。
2.根据权利要求1所述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，步骤一中所述球形高纯铝粉的粒径为1μm~10μm，质量纯度为99.99%以上，所述纳米级的高介电粉由TiO2，BaCO3及氧化铝按照相同质量比混合而成，且混合粉体中纳米级的高介电粉的质量含量为3%~9%。
3.根据权利要求1所述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，对步骤三中所述球形混合铝粉进行分级处理，并选取粒径为10μm以下的球形混合铝粉制备铝浆。
4.根据权利要求1所述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，步骤四中所述有机溶剂为柠檬酸三丁酯、丙三醇、乙二醇和松油醇中的至少一种，所述粘结剂为乙基纤维素、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯和羧甲基纤维素中的至少一种，所述流平剂为丁基纤维素、异佛尔酮、二丙酮醇和Solvesso150中的至少一种，所述分散剂为卵磷脂、油酸、司班-85和三乙醇胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，步骤五中所述铝箔基材的厚度为20μm~50μm，铝浆在铝箔基材上的单面涂覆烘干厚度为30μm~80μm。
6.根据权利要求1所述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，步骤六中所述烧结的过程为：先以5℃/min~15℃/min的升温速率加热至200℃~250℃并保温1h~4h，然后以5℃/min~15℃/min的升温速率加热至400℃~500℃并保温2h~10h，再以5℃/min~15℃/min的升温速率加热至550℃~650℃并保温1h~10h，最后随炉冷却；所述烧结的过程中保证炉内为真空状态或充有氩气保护气氛。
7.根据权利要求1所述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，步骤七中所述沸水水煮采用高纯去离子水进行，且沸水水煮的时间为10min~30min。
8.根据权利要求1所述的一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法，其特征在于，步骤八中所述化成处理的电压为500V，温度控制为85℃~95℃，硼酸溶液的质量浓度为1%~15%。
CN202211049376.2A 2022-08-30 2022-08-30 一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法 Active CN115106534B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211049376.2A CN115106534B (zh) 2022-08-30 2022-08-30 一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211049376.2A CN115106534B (zh) 2022-08-30 2022-08-30 一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115106534A CN115106534A (zh) 2022-09-27
CN115106534B true CN115106534B (zh) 2022-11-18

Family

ID=83335455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211049376.2A Active CN115106534B (zh) 2022-08-30 2022-08-30 一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115106534B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117594359B (zh) * 2024-01-18 2024-04-26 西安稀有金属材料研究院有限公司 铝电解电容器阳极烧结箔及其制备方法
CN118398385B (zh) * 2024-05-13 2024-10-01 东莞市爱伦电子科技有限公司 烧结式铝电解电容器阳极箔铝粉与基底的粘结工艺及系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3579186B2 (ja) * 1996-06-18 2004-10-20 株式会社Ｎｅｏｍａｘ ＦｅＳｉ２系熱電変換素子用原料粉末の製造方法
JPH10261514A (ja) * 1997-03-19 1998-09-29 Hitachi Maxell Ltd 磁性材料
JPH11260616A (ja) * 1998-01-12 1999-09-24 Daido Steel Co Ltd 軟質磁性材料箔の製造方法
IN2013DE03078A (zh) * 2013-10-17 2015-04-24 Council Scient Ind Res
CN105154702B (zh) * 2015-10-20 2017-04-12 北京理工大学 一种铝基非晶/高熵合金复合材料及制备方法
CN105945287A (zh) * 2016-04-27 2016-09-21 张静 一种耐高温熔融陶瓷刹车片的制备方法
CN106920608A (zh) * 2016-12-08 2017-07-04 陕西聚洁瀚化工有限公司 高性能各向异性纳米永磁材料的制备方法
CN108754266B (zh) * 2018-06-29 2019-06-28 南通朝旭环保科技有限公司 一种金属复合材料
CN108584870B (zh) * 2018-07-18 2020-08-18 江苏兴贤高新材料股份有限公司 一种环保储氢材料的制备方法
CN112045191B (zh) * 2020-08-27 2021-10-01 中南大学 一种浆料分散均匀的铝电解电容器阳极箔的烧结方法
CN113643900B (zh) * 2021-08-24 2023-03-10 西安稀有金属材料研究院有限公司 一种含巨介电粉的铝电解电容器用材料及其制备方法
CN114318163B (zh) * 2022-01-13 2022-08-09 河南黄河旋风股份有限公司 一种用于金刚石工具的超细多元预合金粉末及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115106534A (zh) 2022-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115106534B (zh) 一种多粉末均匀分散的烧结式阳极箔制备方法
CN113593911A (zh) 一种高比表面积、高比容的烧结阳极材料的制备方法
CN113458143B (zh) 一种利用冷轧机制备铝电解电容器阳极箔的方法
CN115172060A (zh) 一种基于电泳沉积制备铝电解电容器阳极箔的方法
CN113634753B (zh) 一种低成本低污染铝电解电容器阳极箔及其制备方法
CN112467067B (zh) 提纯光伏硅泥制备的三维多孔硅碳材料及制备方法
CN104919552B (zh) 铝电解电容器用电极材料的制造方法及铝电解电容器用电极材料
CN109036852B (zh) 一种三维多孔铝电极箔及其制备方法
CN114512345A (zh) 一种高比容多孔电极箔及其制备方法
CN115188596A (zh) 一种基于电沉积制备铝电解电容器阳极箔的方法
CN112053849B (zh) 一种电极箔的制备方法
CN115188598B (zh) 一种纳米介电粉包覆的铝电解电容器烧结箔及其制备方法
CN113643900A (zh) 一种含巨介电粉的铝电解电容器用材料及其制备方法
CN115188597A (zh) 一种基于多粒径搭配的烧结阳极材料的制备方法
CN114843108A (zh) 一种电极箔及其制备方法和应用
CN117776539A (zh) 一种TOPcon电池用多种偶联剂混合修饰玻璃粉及银浆料的制备方法
KR102600789B1 (ko) 실리콘-그래핀 복합 음극재 및 그 제조방법
WO2023236564A1 (zh) 一种高比表面积高介电性烧结箔的制备方法
CN116598141A (zh) 一种表面羟基化烧结箔的制备方法
CN110117188B (zh) 一种高耐压钛酸钡基复合陶瓷介质材料及其制备方法
CN102943185A (zh) 一种氧化铝弥散强化铜的制备方法
KR20090000355A (ko) 분무열분해를 이용한 알루미늄 도핑된 산화아연 스퍼터링타겟의 제조방법
CN116875973B (zh) 一种电解电容器用烧结箔的制备方法
CN117051369B (zh) 一种掺铌钛酸锶靶材的制备方法、靶材及磁控溅射薄膜
CN117524736B (zh) 电极的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant