DE3231662C2 - Verfahren zum elektrochemischen Ätzen von Aluminiumfolien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrochemischen Ätzen von Aluminiumfolien für Elektrolykon-

densatoren unter Verwendung von Strömen, wie Hochfrequenzstrom mit einer Frequenz von mindestens 1 kHz oder Wechselstrom.

Es ist bekannt, die Oberfläche einer Aluminiumfolie, die als Elektrode eines Elektrolytkondensaiors verwendet wird, elektrochemisch zu ätzen, um den wirksamen Oberflächenbereich zu vergrößern. So ist z. B. ein Ätzverfahren mit Gleichstrom bekannt, bei welchem eine Gleichspannung zugeführt wird, wobei die Alumini-

umfolie als Anode wirkt, und es ist ein Ätzverfahren mit Wechselstrom bekannt bei welchem eine Wechselspannung zwischen die Aluminiumfolie und eine Kohlenstoffplatte als entgegengesetzte Elektrode angelegt wird. Bei dem Gleichstrom-Ätzverfahren besteht das Problem, daß, obwohl die Oberfläche tief aufgerauht wird, die mechanische Festigkeit verringert wird. Obwohl bei dem Wechselstrom-Ätzverfahren die Oberfläche nur leicht aufgerauht wird, bestehen Probleme darin, daß das Aluminium in der Ätzlösung gelöst wird, während nur die

Dicke verringert wird, so daß das Verfahren einen geringen Wirkungsgrad insofern aufweist, als der wirksame Flächenbereich der Aluminiumfolie sich nicht im Verhältnis zur gelösten Aluminiummenge vergrößert, sondern im Gegenteil von einem gewissen Punkt an abnimmt

Es ist auch ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt (DE-PS 1151 604), bei welchem das Ätzen mit Hilfe eines einem Gleichstrom überlagerten Wechselstromes erfolgt wobei sich die Frequenz des den Gleich-

strom überlagernden Wechselstromes von einigen wenigen Schwingungen pro Sekunde bis zu 2000 Hz verändern kann, während der bevorzugte Bereich zwischen 50-250 Hz liegt. Es handelt sich hier also um einen unipolaren pulsierenden Strom als Ätzstrom. Es hat sich gezeigt, daß die einem solchen Ätzverfahren erreichbare Flächenkapazität nicht befriedigend ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu

verbessern, daß die spezifische Flächenkapazität der geätzten Folie im fertigen Kondensator erhöht wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht daß die Aluminiumfolien zuerst mit Hochfrequenzstrom und dam ι mit Wechselstrom geätzt werden.

Dabei werden vorzugsweise ein Hochfrequenzstrom mit einer Frequenz von 1-10OkHz und ein niederfrequenter technischer Wechselstrom mit einer Frequenz um 60 Hz verwendet

Gemäß dem Verfahren mit den beanspruchten Merkmalen werden durch die Ätzung mit Hochfrequenzstrom die Bildung eines Filmes und eine Korrosion gleichzeitig miteinander ausgeführt. Obwohl der Film, der fest und korrosionswiderstandsfähig ist, auf der Oberfläche der Aluminiumfolie gebildet wird, wird bei fortschreitender Atzung eine tiefe Korrosion bewirkt Wenn die Wechselstromätzung von diesem Zustand aus ausgeführt wird, wird die Korrosion auf der Oberfläche der Aluminiumfolie durch den durch die Ätzung mit hoher Frequenz

gebildeten Film eingeschränkt, während die Wechselstromätzung die innere Korrosion fortführt, nachdem die Atzung mit hoher Frequenz ausgeführt worden ist, so daß der wirksame Oberflächenbereich viel stärker vergrößert wird, wenn das Aluminium in einem größeren Ausmaß in der Ätzlösung gelöst wird. In Abhängigkeit von der Dicke der Aluminiumfolie wird eine Ätzung von etwa 0,05 mm bis etwa 0,15 mm Tiefe durch Änderung der Ätzzeit möglich. Infolgedessen wird eine Ätzbehandlung einer Aluminiumfolie von 0,05 mm bis 0,15 mm

Dicke unter Verwendung einer einzigen Vorrichtung möglich, so daß der Wirkungsgrad der Ätzbehandlung und auch die Wirtschaftlichkeit beträchtlich verbessert werden können.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen beschrieben.

1. In diesem Ausführungsbeispiel verwendete Aluminiumfolie:

0,1 mm-dicke weichgemachte Aluminiumfolie mit einer Reinheit von wenigstens 99,99%.

2. Ätzung mit hoher Frequenz:

Behandlungslösung: eine gemischte wäßrige Lösung, bestehend aus einer HCl-enthaltenden wäßrigen Lösung mit einer zu dieser zugesetzten Säure
Lösungstemperatur: 60°C
ω elektrolytische Korrosionsfrequenz: 1 kHz—100 kHz

Spannung: (wird in Abhängigkeit von der Frequenz geändert)

elektrolytische Korrosionszeit: 3 Minuten (wird mit der Dicke der Aluminiumfolie geändert)

3. Wechselstrom-Ätzung:
Behandlungslösung: die gleiche wie in (2)

Lösungstemperatur: 60° C oder niedriger

elektrolytische Korrisionsfrequenz:60 Hz
Stromdichte: gewöhnliche Dichte
elektrolytische Korrosionszeit: 3 Minuten (wird mit der Aluminiumfolie geändert)

Nachdem die Ätzung mit hoher Frequenz und die Wechselstrom-Ätzung in der ersten bzw. zweiten Stufe
ausgeführt worden war, wurde die geätzte Aluminiumfolie mit Wasser gewaschen, und sie wurde einer Formierbehandlung unter Verwendung einer Gieichspannung von 20 Volt unterworfen. Die durch elektrostatische
Kapazität gemessenen wirksamen Flächen sind unten tabellarisch zusammengefaßt:

Frequenz kHz

2 3 5 10 30 50 100

elektrostatische 29,1 40,3 50,8 54,2 583 60,2 59,9 60,1 ₎₀

Kapazität μΡ/crn²

Zum Vergleich der obigen Daten wird erwähnt, daß durch den bekannten Stand der Technik, beispielsweise
nach der US-PS 34 77 929, ein Elektrolytkondensator mit einer elektrostatischen Kapazität von nur 40 μΡ/cm²
erhalten werden kann. ₁₅

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Ätzung einer Aluminiumfolie kann die elektrostatische Kapazität
von Elektrolytknndensatoren beträchtlich erhöht werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum elektrochemischen Ätzen von Aluminiumfolien für Elektrolytkondensatoren unter Verwendung von Strömen, wie Hochfrequenzstrom mit einer Frequenz von mindestens 1 kHz oder Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumfolien zuerst mit Hochfrequenzstrom und dann mit Wechselstrom geätzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochfrequenzstrom mit einer Frequenz von 1 — 100 kHz und ein niederfrequenter technischer Wechselstrom mit einer Frequenz um 60 Hz verwendet werden.