JP3729013B2

JP3729013B2 - Manufacturing method of electrode foil for aluminum electrolytic capacitor

Info

Publication number: JP3729013B2
Application number: JP2000050609A
Authority: JP
Inventors: 和明中西; 克之中村; 晶大山口; 大介鈴木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP2001244153A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミ電解コンデンサに用いられる電極箔の製造方法に関するもので、特に中高圧用アルミ電解コンデンサの陽極用に使用されるアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化、高信頼性化に伴い、アルミ電解コンデンサに対するユーザからのニーズも小型化が強く要望されており、そのためにアルミ電解コンデンサの陽極用の電極箔も従来以上に単位面積当たりの静電容量を高める必要が生じている。
【０００３】
一般的なアルミ電解コンデンサは、アルミニウム箔をエッチングして実効表面積を拡大した表面に陽極酸化により誘電体酸化皮膜を形成した陽極用の電極箔と、アルミニウム箔をエッチングによって実効表面積を拡大した陰極箔を用いて、上記陽極用の電極箔と陰極箔の間にセパレータを介して巻回することによりコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸させると共に、このコンデンサ素子を金属ケース内に封止した構成になっている。
【０００４】
上記陽極用の電極箔のエッチングは、アルミニウム箔を硫酸、硝酸、燐酸、蓚酸などの酸を添加した塩化物水溶液中で電気化学的に行われているが、中高圧用に使用される陽極用の電極箔のエッチングは、基本的にはエッチングピット（以下、ピットと称す）を生成させる前段エッチング工程と、このピットを使用電圧に適した径まで拡大する後段エッチング工程とからなり、いかに数多くのピットを生成させて効率よくピットの径を拡大させるかが重要なポイントとなっている。
【０００５】
また、上記前段エッチング工程及び後段エッチング工程は、図８に示すようなエッチング槽を複数槽用いてアルミニウム箔を連続的にエッチングしている。
【０００６】
上記図８において、８１はアルミニウム箔、８２ａ，８２ｂはアルミニウム箔８１に対向して配置された各一対の陰極板、８３はエッチングするための電解液、８４ａ，８４ｂはアルミニウム箔８１に給電する電流供給ローラ、８５はエッチング槽内に配置された槽内ローラ、８６は電解液の液面、→はアルミニウム箔８１の流れる方向を示す。
【０００７】
このエッチング槽によるアルミニウム箔８１のエッチングは、アルミニウム箔８１が電流供給ローラ８４ａを介して電解液８３中に入り、電解液８３中でアルミニウム箔８１と対向した一対の陰極板８２ａの間でエッチングされ、さらにアルミニウム箔８１が槽内ローラ８５を通過して再度電流供給ローラ８４ｂからアルミニウム箔８１に給電され、アルミニウム箔８１と対向した一対の陰極板８２ｂの間でエッチングされることにより、エッチングされたアルミニウム箔８１を連続して得ることができるものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の方法では、前段エッチング工程及び後段エッチング工程に上記エッチング槽を用いると、電解液８３中の電解電流密度は電解液８３の液面８６近傍で高く、電解液８３の液面８６から深くなるにつれて低くなるという現象が発生するものであった。
【０００９】
これは、直流電流が電流供給ローラ８４ａ，８４ｂからアルミニウム箔８１に供給されるためにアルミニウム箔８１の体積固有抵抗による直流電流の損失によるものと、アルミニウム箔８１は電解液８３の液面８６から深くなるにつれて実効表面積が拡大して増えていき、アルミニウム箔８１の単位面積当たりの電流量が小さくなるからである。
【００１０】
このため、前段エッチング工程では、電解電流密度が高い所ではピットの長さは短くなり、電解電流密度が低い所ではピットの長さは長くなってしまい、発生するピットの長さが不均一となり、アルミニウム箔８１の実効表面積の拡大を高めることができにくいという課題を有していた。
【００１１】
また、後段エッチング工程でも、電解液８３の液面８６近傍でしかピットの径の拡大が行われず、エッチング効率が悪いという課題を有していた。
【００１２】
この対策として、アルミニウム箔８１と陰極板８２ａ，８２ｂの距離を電解液８３の液面８６近傍で長くし、電解液８３の液面８６から深いところで短くするなどの方法が考えられるが、エッチング槽の構造が煩雑になって大きくなるので、実際は電解液８３中の伝導度と電解電流密度の最適化を図ってエッチングしているのが実態である。
【００１３】
本発明は従来のこのような課題を解決するもので、エッチングするときの電解電流密度を均一にしてエッチング効率を高め、アルミニウム箔の実効表面積の拡大を高めることができるアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、アルミニウム箔が電流供給ローラを介して電解液中の一対の陰極板の間を通過することによりエッチングされるアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法において、アルミニウム箔と対向する陰極板の間に流れる直流電流を、複数の孔または複数のスリットの開口部を有し、上記電解液の液面から深くなるにつれて孔の開口部を大きくまたはスリットの開口部を広くして間隔を狭くなるように設けた電気絶縁材で部分的に遮断してエッチングするようにした製造方法としたもので、この方法により、電解液中の電解電流密度を均一にすることができるので、アルミニウム箔に形成されるピットの長さが均一になり、また、エッチング効率も高めることができるので、実効表面積の拡大を高めたアルミ電解コンデンサ用の電極箔を得ることができる。
【００１５】
また、上記製造方法において、電気絶縁材が複数の孔または複数のスリットの開口部を設けるようにした方法としたもので、電解液中の電解電流密度をより均一にすることができる。
【００１６】
また、上記複数のスリットの開口部が電解液の液面から深くなるにつれてスリットの開口部を広くし、かつスリットの間隔を狭くなるようにするか、または上記複数の孔の開口部が電解液の液面から深くなるにつれて、孔の開口部の面積を大きくなるようにした方法により、電解液中での電解電流密度を制御することができることから、電解電流密度を精度良く均一にすることができる。
【００１７】
また、上記電気絶縁材がアルミニウム箔と対向する陰極板の表面に被覆したものか、または陰極板の表面に電気絶縁材を設置するようにした方法により、効率的にアルミニウム箔をエッチングすることができ、電流ロスを少なくすることができる。
【００１８】
また、上記陰極板の表面に被覆または設置された電気絶縁材が、アルミニウム箔との間隔を電解液に浸漬される陰極板の長さを３％以上とする方法により、アルミニウム箔と電気絶縁材の間の電解電流密度をより均一にすることができるので、アルミニウム箔を連続して均一にエッチングすることができる。
【００１９】
なお、陰極の長さの３％未満では、孔またはスリットの開口部の電解電流密度が過剰に高くなり、ピットの長さが不均一となりアルミニウム箔の実効表面積の拡大を高めることができない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態によるアルミニウム箔のエッチング工程を示すフローチャートである。同図において、まず、弁作用を有するアルミニウム箔は、厚さ５０〜１１０μｍのものを用い必要に応じて前処理を行う。この前処理は、前段エッチングの前に前処理工程を行うことにより前段エッチングでのピットの密度をより高めることができるもので、一般的な金属の前処理に用いられている酸洗浄やアルカリ洗浄などを使用することができる。
【００２１】
次に、前段エッチング工程は、アルミニウム箔の表面を如何に密度を高めて均一にピットを生成させるかが重要となる。このためには、図２に示すエッチング槽を２槽〜３槽用いてアルミニウム箔を連続的にエッチングをする。同図において、１はアルミニウム箔、２ａ，２ｂはアルミニウム箔１に対向して配置された各一対の陰極板、３はエッチングするための電解液、４ａ，４ｂはアルミニウム箔１と陰極板２ａ，２ｂに流れる直流電流を部分的に遮断する電気絶縁材、５ａ，５ｂはアルミニウム箔１に給電する電流供給ローラ、６ａ，６ｂはエッチング槽７内に配置された槽内ローラ、８は電解液３の液面であり、→はアルミニウム箔１の流れる方向を示す。
【００２２】
このエッチング槽７によるアルミニウム箔１のエッチングは、まずアルミニウム箔１が電流供給ローラ５ａを介して電解液３中に入り、電解液３中でアルミニウム箔１と対向した一対の陰極板２ａの間でエッチングされる。次にアルミニウム箔１が槽内ローラ６ａ，６ｂを通過して、再度電流供給ローラ５ｂからアルミニウム箔１に通電されて、アルミニウム箔１と対向した一対の陰極板４ｂの間でエッチングされることにより、実効表面積の拡大を高めたアルミニウム箔１を連続的に得ることができる。
【００２３】
上記陰極板２ａ，２ｂは、図３に示すような構成のものを用いる。同図において、２１は陰極板であり、電解液３の液面２４から下部を部分的にスリット２３を設けるように電気絶縁材２２で被覆してある。この電気絶縁材２２で被覆するときに、電解液３の液面２４から深くなるにつれてスリット２３の開口部を広くし、かつスリット２３の開口部の間隔を狭くなるようにする。このことにより、電解液３の液面２４から下部までの電解電流密度を均一にすることができる。
【００２４】
また、直流電流を部分的に遮断する電気絶縁材４ａ，４ｂの別の方法としては、図４に示すように電解液３の液面３３から深くなるにつれてスリット３２の開口部を広くし、かつスリット３２の開口部の間隔を狭くした電気絶縁材３１の板を、アルミニウム箔１と対向した一対の陰極板２ａ，２ｂの表面に設置した方法にすることもできる。
【００２５】
さらに、別の電気絶縁材４ａ，４ｂとしては、図５に示すように電解液３の液面４３から深くなるにつれて複数の孔４２の面積を大きくなるようにした電気絶縁材４１の板を、アルミニウム箔１と対向した一対の陰極板２ａ，２ｂの表面に設置した方法にすることもできる。このときの孔４２の形状は円形、楕円、四角形および長方形ならびに多角形にすることができる。
【００２６】
上記電気絶縁材４ａ，４ｂのアルミニウム箔１との距離は、電解液３に浸漬される陰極板２ａ，２ｂの長さの３％以上とする。電解液３に浸漬される陰極板２ａ，２ｂの長さは通常１００〜２００ｃｍの範囲であるが、例えば電解液３に浸漬される陰極板２ａ，２ｂの長さを１５０ｃｍとするとアルミニウム箔１と電気絶縁材４ａ，４ｂの距離は４．５ｃｍ以上とする。このことにより、アルミニウム箔１と電気絶縁材４ａ，４ｂの間の電解電流密度を均一にすることができ、連続してアルミニウム箔１を均一にエッチングすることができる。
【００２７】
また、前段エッチング工程で用いられる電解液３は、塩酸水溶液またはその水溶液に蓚酸、硫酸、リン酸、硼酸からなる酸またはその塩の少なくとも１つを添加した酸性水溶液を用いることができる。この酸性水溶液の酸濃度は２〜１５％の範囲が好ましく、酸濃度が２％以下では十分なピットを得ることができず、１５％以上ではアルミニウム箔１の表面の溶解が起きてしまう。
【００２８】
上記エッチング槽７でエッチングされたアルミニウム箔１は、ピットの長さを均一にすることができ、ピット密度も高めることができる。
【００２９】
次に、後段エッチング工程は、前段エッチング工程でできたピットをアルミニウム箔１の表面の溶解を抑えてピットの径拡大を行うもので、効率よく均一にピット径の拡大をするかがポイントとなる。
【００３０】
従って、アルミニウム箔１と対向する陰極箔２ａ，２ｂの間の電解電流密度は均一にしなければならず、上記エッチング槽７を用いることにより効率よく均一にピット径の拡大をすることができる。
【００３１】
また、後段エッチング工程に用いられる電解液は硫酸、硝酸のいずれかに蓚酸、燐酸、クロム酸、酢酸、リン酸、クエン酸、硼酸の少なくとも１つ以上を添加した酸性水溶液が好ましく、この酸性水溶液中でエッチングすることにより、アルミニウム箔１中の不純物や粒界の影響による表面溶解を抑えてピット径の拡大と均一化を図ることができる。
【００３２】
最後に、脱Ｃｌ処理してエッチングされたアルミニウム箔１とする。
【００３３】
以下、具体的な実施例について説明する。
【００３４】
（実施例１）
純度９９．９８％、厚み１００μｍのアルミニウム箔を０．５％ＮａＯＨ水溶液に１分間浸漬して前処理を行った。
【００３５】
次に、前段エッチングとして、図２に示したエッチング槽を２槽用い、また陰極板として図３に示した構造（大きさ：厚さ５ｃｍ、幅５０ｃｍ、電解液に浸漬される長さ１４０ｃｍ、アルミニウム箔と電気絶縁材の距離４．２ｃｍ）のものを使用して、１０％塩酸溶液に１％硫酸を添加した８５℃の電解液で電解電流密度が０．１５Ａ／ｃｍ²になるように電気給電ローラに直流電流を給電して、１槽当たり１００秒間エッチングを行い、その後水洗をした。
【００３６】
続いて、後段エッチングとして、前段エッチングで用いたエッチング槽を４槽用いて、５％硫酸溶液に０．５％硼酸を添加した５０℃の電解液で電解電流密度が０．１Ａ／ｃｍ²になるように電気給電ローラに直流電流を給電して、１槽当たり１００秒間エッチングを行い、その後水洗をして、最後に脱Ｃ１処理してエッチングされたアルミニウム箔を作製した。
【００３７】
（実施例２）
上記実施例１において、前段エッチング工程及び後段エッチング工程で用いた陰極板を、図４で示すようなスリットを設けたＦＲＰの電気絶縁材の板を陰極板表面に設置して、アルミニウム箔に対向しない陰極板の全面をＦＲＰで被覆した以外は実施例１と同様にしてエッチングされたアルミニウム箔を作製した。
【００３８】
（実施例３）
上記実施例１において、前段エッチング工程及び後段エッチング工程で用いた陰極板を、図５で示すような複数の孔を設けたＦＲＰの電気絶縁材の板を陰極板の表面に設置して、アルミニウム箔に対向しない陰極板の全面をＦＲＰで被覆した以外は実施例１と同様にしてエッチングされたアルミニウム箔を作製した。
【００３９】
（実施例４）
上記実施例１において、陰極板に被覆した電気絶縁材とアルミニウム箔の距離を５．６ｃｍにした以外は実施例１と同様にしてエッチングされたアルミニウム箔を作製した。
【００４０】
（実施例５）
上記実施例１において、陰極板に被覆した電気絶縁材とアルミニウム箔の距離を３．９ｃｍにした以外は実施例１と同様にしてエッチングされたアルミニウム箔を作製した。
【００４１】
（比較例１）
上記実施例１において、電気絶縁材を被覆しない陰極板（大きさ：厚さ５ｃｍ、幅５０ｃｍ、電解液に浸漬される長さ１４０ｃｍ、アルミニウム箔と陰極板の距離４．２ｃｍ）を用いた以外は実施例１と同様にしてエッチングされたアルミニウム箔を作製した。
【００４２】
上記実施例１と比較例において、その前段エッチングをしたときのアルミニウム箔と電気絶縁材の間及びアルミニウム箔と陰極板の間の電解電流密度を測定した結果を図６及び図７に示す。
【００４３】
この図６及び図７から明らかなように、電気絶縁材で部分的に遮断することにより、アルミニウム箔と対向する陰極板の間に流れる直流電流の電解電流密度を均一にすることができる。
【００４４】
また、上記実施例１〜５と比較例のエッチングされたアルミニウム箔を、温度が９０℃の８％ホウ酸水溶液中で５００Ｖの印加電圧で化成した後、各試料について静電容量と折曲げ強度（φ１．０ｍｍ、５０ｇ荷重、折曲げ角度９０度の条件下で１往復を１回とする）を測定した。その結果を（表１）に示す。
【００４５】
【表１】

【００４６】
（表１）より明らかなように、本発明の実施例１〜３のエッチングされたアルミニウム箔は、比較例に比べて、電解液の液面近傍と液面から深くなる所の電解電流密度を均一にすることにより静電容量が高くなり、機械的強度も比較例と同等のものを得ることができる。
【００４７】
また、実施例４および実施例５のエッチングされたアルミニウム箔は、アルミニウム箔と電気絶縁材の距離を変えたものであるが、実施例４のように電解液に浸漬される陰極板の長さの３％以上にすることにより、陽極用の電極箔の静電容量を比較例に比べて１０％以上高めることができる。一方、実施例５はアルミニウム箔と電気絶縁材の距離を電解液に浸漬される陰極板の長さの２．８％にしたもので、静電容量は比較例に比べて３．５％程度アップしているが、実際に生産した場合は３．５％程度のばらつきを有することから、アルミニウム箔と電気絶縁材の距離は、電解液に浸漬される陰極板の長さの３％以上にすることが好ましい。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明は、アルミニウム箔が電流供給ローラを介して電解液中の一対の陰極板の間を通過することによりエッチングされるアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法において、アルミニウム箔と対向する陰極板の間に流れる直流電流を、複数の孔または複数のスリットの開口部を有し、上記電解液の液面から深くなるにつれて孔の開口部を大きくまたはスリットの開口部を広くして間隔を狭くなるように設けた電気絶縁材で部分的に遮断してエッチングするようにした製造方法により、電解液中の電解電流密度を均一にすることができるので、アルミニウム箔に形成されるピットの長さが均一になり、また、エッチング効率も高めることができるので、実効表面積の拡大を高めたアルミ電解コンデンサ用電極箔を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるアルミニウム箔のエッチング工程を示すフローチャート
【図２】同実施の形態によるエッチング槽の構成を示す断面図
【図３】同実施の形態による陰極板の構成を示す斜視図
【図４】同実施の形態による電気絶縁材の構成を示す斜視図
【図５】同実施の形態による他の電気絶縁材の構成を示す斜視図
【図６】同実施の形態の実施例１によるアルミニウム箔と電気絶縁材の間の電解電流密度を示す特性図
【図７】同実施の形態の比較例によるアルミニウム箔と電気絶縁材の間の電解電流密度を示す特性図
【図８】従来のエッチング槽の構成を示す断面図
【符号の説明】
１アルミニウム箔
２ａ，２ｂ陰極板
３電解液
４ａ，４ｂ電気絶縁材
５ａ，５ｂ電流供給ローラ
６ａ，６ｂ槽内ローラ
７エッチング槽
８電解液の液面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing an electrode foil used for an aluminum electrolytic capacitor, and more particularly to a method for producing an electrode foil for an aluminum electrolytic capacitor used for an anode of a medium-high voltage aluminum electrolytic capacitor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, along with the downsizing and high reliability of electronic equipment, there has been a strong demand from users for aluminum electrolytic capacitors, and for this reason, electrode foils for anodes of aluminum electrolytic capacitors have a unit area larger than before. There is a need to increase the per capita capacitance.
[0003]
A typical aluminum electrolytic capacitor is an anode electrode foil in which a dielectric oxide film is formed by anodic oxidation on a surface obtained by etching an aluminum foil to increase the effective surface area, and a cathode foil having an effective surface area expanded by etching the aluminum foil. Is used to form a capacitor element by winding it between a positive electrode foil and a negative electrode foil via a separator, impregnating the capacitor element with a driving electrolyte, The structure is sealed inside.
[0004]
Etching of the anode electrode foil is performed electrochemically in an aqueous chloride solution to which an acid such as sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, or oxalic acid is added, but for the anode used for medium and high pressures. Etching of the electrode foil basically consists of a pre-etching process for generating etching pits (hereinafter referred to as pits) and a post-etching process for expanding the pits to a diameter suitable for the working voltage. An important point is to generate pits and efficiently increase the diameter of the pits.
[0005]
Further, in the above-described pre-etching step and post-etching step, the aluminum foil is continuously etched using a plurality of etching tanks as shown in FIG.
[0006]
In FIG. 8, 81 is an aluminum foil, 82a and 82b are a pair of cathode plates arranged opposite to the

aluminum foil

81, 83 is an electrolytic solution for etching, and 84a and 84b are currents supplied to the aluminum foil 81. A supply roller, 85 is an in-bath roller disposed in the etching tank, 86 is a liquid level of the electrolytic solution, and → indicates a direction in which the aluminum foil 81 flows.
[0007]
In the etching of the aluminum foil 81 by this etching tank, the aluminum foil 81 enters the electrolytic solution 83 through the current supply roller 84a, and is etched between the pair of cathode plates 82a facing the aluminum foil 81 in the electrolytic solution 83. Further, the aluminum foil 81 passes through the in-tank roller 85 and is again fed from the current supply roller 84b to the aluminum foil 81, and is etched by being etched between the pair of cathode plates 82b facing the aluminum foil 81. The aluminum foil 81 could be obtained continuously.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method, when the etching tank is used for the pre-etching process and the post-etching process, the electrolytic current density in the electrolytic solution 83 is high in the vicinity of the liquid surface 86 of the electrolytic solution 83, and from the liquid surface 86 of the electrolytic solution 83. The phenomenon of lowering with increasing depth occurred.
[0009]
This is because the direct current is supplied from the current supply rollers 84 a and 84 b to the aluminum foil 81, and this is due to the loss of direct current due to the volume resistivity of the aluminum foil 81, and the aluminum foil 81 is from the liquid surface 86 of the electrolyte 83. This is because as the depth increases, the effective surface area increases and increases, and the amount of current per unit area of the aluminum foil 81 decreases.
[0010]
For this reason, in the pre-etching process, the pit length is shortened at a place where the electrolytic current density is high, and the pit length is lengthened at a place where the electrolytic current density is low, resulting in nonuniform pit lengths. However, it has been difficult to increase the effective surface area of the aluminum foil 81.
[0011]
In the subsequent etching process, the pit diameter is enlarged only in the vicinity of the liquid surface 86 of the electrolytic solution 83, and the etching efficiency is poor.
[0012]
As a countermeasure, a method of increasing the distance between the aluminum foil 81 and the cathode plates 82a and 82b in the vicinity of the liquid surface 86 of the electrolytic solution 83 and shortening the distance deep from the liquid surface 86 of the electrolytic solution 83 can be considered. Since the structure becomes complicated and large, the actual condition is that the conductivity and the electrolytic current density in the electrolytic solution 83 are optimized for the etching.
[0013]
The present invention solves such a conventional problem, and it is possible to improve the etching efficiency by making the electrolytic current density uniform when etching, and to increase the effective surface area of the aluminum foil. The object is to provide a manufacturing method.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a method for producing an electrode foil for an aluminum electrolytic capacitor in which an aluminum foil is etched by passing between a pair of cathode plates in an electrolytic solution via a current supply roller. The direct current flowing between the cathode plates facing each other has a plurality of holes or slit openings, and the holes are made larger or wider as the depth of the electrolyte solution becomes deeper. In this manufacturing method, etching is performed by partially blocking with an electrically insulating material provided so as to be narrowed, and by this method, the electrolytic current density in the electrolytic solution can be made uniform. Aluminum electrolysis with an increased effective surface area because the pit lengths formed on the foil are uniform and the etching efficiency can be increased. Electrode foil for capacitor can be obtained.
[0015]
In the above manufacturing method, the electrical insulating material is a method in which openings of a plurality of holes or a plurality of slits are provided, and the electrolytic current density in the electrolytic solution can be made more uniform.
[0016]
Also, as the openings of the plurality of slits become deeper from the liquid surface of the electrolytic solution, the slit openings are made wider and the interval between the slits is reduced, or the openings of the plurality of holes are made of the electrolytic solution. Since the electrolytic current density in the electrolytic solution can be controlled by a method in which the area of the opening of the hole is increased as the depth of the liquid becomes deeper, the electrolytic current density can be made uniform with high accuracy. it can.
[0017]
Moreover, the aluminum foil can be efficiently etched by the method in which the electrical insulating material is coated on the surface of the cathode plate facing the aluminum foil or the electrical insulating material is installed on the surface of the cathode plate. Current loss can be reduced.
[0018]
In addition, the electrical insulation material coated or installed on the surface of the cathode plate is formed by a method in which the length of the cathode plate immersed in the electrolytic solution is set to 3% or more with respect to the aluminum foil. Therefore, the aluminum foil can be etched continuously and uniformly.
[0019]
If the length of the cathode is less than 3%, the electrolytic current density at the opening of the hole or slit becomes excessively high, the pit length becomes nonuniform, and the effective surface area of the aluminum foil cannot be increased.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment)
FIG. 1 is a flowchart showing an aluminum foil etching process according to an embodiment of the present invention. In the figure, first, an aluminum foil having a valve action has a thickness of 50 to 110 [mu] m and is pretreated as necessary. This pre-treatment can increase the density of pits in the pre-etching by performing a pre-treatment step before the pre-etching, and the acid cleaning and alkali cleaning used for general metal pre-treatment. Etc. can be used.
[0021]
Next, in the pre-etching process, it is important how to increase the density of the surface of the aluminum foil and generate pits uniformly. For this purpose, the aluminum foil is continuously etched using two to three etching tanks shown in FIG. In the figure, 1 is an aluminum foil, 2a and 2b are a pair of cathode plates arranged opposite to the aluminum foil 1, 3 is an electrolytic solution for etching, 4a and 4b are aluminum foil 1 and a cathode plate 2a, 5a and 5b are current supply rollers for supplying power to the aluminum foil 1, 6a and 6b are tank rollers disposed in the

etching tank

7, and 8 is an electrolytic solution 3. Indicates the direction in which the aluminum foil 1 flows.
[0022]
In the etching of the aluminum foil 1 in the etching tank 7, the aluminum foil 1 first enters the electrolytic solution 3 through the current supply roller 5 a, and between the pair of cathode plates 2 a facing the aluminum foil 1 in the electrolytic solution 3. Etched. Next, the aluminum foil 1 passes through the in-vessel rollers 6a and 6b, is energized again from the current supply roller 5b to the aluminum foil 1, and is etched between the pair of cathode plates 4b facing the aluminum foil 1. The aluminum foil 1 with an increased effective surface area can be continuously obtained.
[0023]
The cathode plates 2a and 2b are configured as shown in FIG. In the figure, reference numeral 21 denotes a cathode plate, which is covered with an electrical insulating material 22 so as to partially provide a slit 23 from the liquid surface 24 of the electrolytic solution 3. When covering with the electrical insulating material 22, the opening of the slit 23 is made wider and the interval between the openings of the slit 23 is made narrower as it gets deeper from the liquid surface 24 of the electrolytic solution 3. Thereby, the electrolytic current density from the liquid surface 24 to the lower part of the electrolytic solution 3 can be made uniform.
[0024]
Further, as another method of the electrical insulating materials 4a and 4b for partially blocking the direct current, as shown in FIG. 4, the opening of the slit 32 is made wider as it gets deeper from the liquid surface 33 of the electrolytic solution 3, and It is also possible to adopt a method in which a plate of the electrical insulating material 31 having a narrow interval between the openings of the slits 32 is installed on the surface of the pair of cathode plates 2 a and 2 b facing the aluminum foil 1.
[0025]
Furthermore, as another electrical insulating material 4a, 4b, as shown in FIG. 5, a plate of the electrical insulating material 41 in which the area of the plurality of holes 42 is increased as it becomes deeper from the liquid surface 43 of the electrolytic solution 3, It is also possible to adopt a method in which the electrodes are installed on the surfaces of a pair of cathode plates 2a and 2b facing the aluminum foil 1. The shape of the hole 42 at this time can be a circle, an ellipse, a rectangle, a rectangle, and a polygon.
[0026]
The distance between the electrical insulating materials 4a and 4b and the aluminum foil 1 is 3% or more of the length of the cathode plates 2a and 2b immersed in the electrolytic solution 3. The length of the cathode plates 2a and 2b immersed in the electrolytic solution 3 is usually in the range of 100 to 200 cm. For example, if the length of the cathode plates 2a and 2b immersed in the electrolytic solution 3 is 150 cm, the aluminum foil 1 and The distance between the electrical insulating materials 4a and 4b is 4.5 cm or more. Thereby, the electrolytic current density between the aluminum foil 1 and the electrical insulating materials 4a and 4b can be made uniform, and the aluminum foil 1 can be etched uniformly continuously.
[0027]
Further, as the electrolytic solution 3 used in the pre-etching step, an aqueous hydrochloric acid solution or an acidic aqueous solution obtained by adding at least one of an acid composed of oxalic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, boric acid or a salt thereof to the aqueous solution thereof can be used. The acid concentration of the acidic aqueous solution is preferably in the range of 2 to 15%. If the acid concentration is 2% or less, sufficient pits cannot be obtained, and if the acid concentration is 15% or more, the surface of the aluminum foil 1 is dissolved.
[0028]
The aluminum foil 1 etched in the etching tank 7 can make the pit length uniform and can also increase the pit density.
[0029]
Next, the post-etching step is to increase the pit diameter by suppressing the dissolution of the surface of the aluminum foil 1 for the pits formed in the pre-etching step, and it is important to increase the pit diameter efficiently and uniformly. .
[0030]
Therefore, the electrolytic current density between the cathode foils 2a and 2b facing the aluminum foil 1 must be uniform, and the pit diameter can be efficiently and uniformly enlarged by using the etching tank 7.
[0031]
The electrolytic solution used in the subsequent etching step is preferably an acidic aqueous solution in which at least one of oxalic acid, phosphoric acid, chromic acid, acetic acid, phosphoric acid, citric acid, and boric acid is added to either sulfuric acid or nitric acid. Etching inside can suppress the surface dissolution due to the influence of impurities and grain boundaries in the aluminum foil 1 and increase and uniformize the pit diameter.
[0032]
Finally, the aluminum foil 1 is etched by removing Cl.
[0033]
Specific examples will be described below.
[0034]
(Example 1)
Pretreatment was performed by immersing an aluminum foil having a purity of 99.98% and a thickness of 100 μm in a 0.5% NaOH aqueous solution for 1 minute.
[0035]
Next, as the former stage etching, two etching tanks shown in FIG. 2 are used, and the structure shown in FIG. 3 as a cathode plate (size: thickness 5 cm, width 50 cm, length immersed in the electrolytic solution 140 cm, Using an aluminum foil and an electrical insulation material having a distance of 4.2 cm), an electrolytic current density of 0.15 A / cm ² is obtained with an 85 ° C. electrolytic solution in which 1% sulfuric acid is added to a 10% hydrochloric acid solution. A direct current was supplied to the electric power supply roller, etching was performed for 100 seconds per tank, and then washing was performed.
[0036]
Subsequently, as the second stage etching, four etching tanks used in the first stage etching were used, and an electrolytic current density was adjusted to 0.1 A / cm ² with a 50 ° C. electrolytic solution obtained by adding 0.5% boric acid to a 5% sulfuric acid solution. A direct current was supplied to the electric power supply roller so that etching was performed for 100 seconds per tank, followed by washing with water, and finally removing C1 to prepare an etched aluminum foil.
[0037]
(Example 2)
In Example 1 above, the cathode plate used in the former etching step and the latter etching step was placed on the cathode plate surface with an FRP electrical insulating plate provided with slits as shown in FIG. An etched aluminum foil was prepared in the same manner as in Example 1 except that the entire cathode plate was covered with FRP.
[0038]
(Example 3)
In Example 1 above, the cathode plate used in the former etching step and the latter etching step was placed on the surface of the cathode plate with an FRP electrical insulating material plate having a plurality of holes as shown in FIG. An etched aluminum foil was produced in the same manner as in Example 1 except that the entire surface of the cathode plate not facing the foil was coated with FRP.
[0039]
(Example 4)
An etched aluminum foil was produced in the same manner as in Example 1 except that the distance between the electrical insulating material coated on the cathode plate and the aluminum foil was 5.6 cm.
[0040]
(Example 5)
An etched aluminum foil was prepared in the same manner as in Example 1 except that the distance between the electrical insulating material coated on the cathode plate and the aluminum foil was 3.9 cm.
[0041]
(Comparative Example 1)
In Example 1 above, a cathode plate not coated with an electrical insulating material (size: thickness 5 cm, width 50 cm, length 140 cm immersed in the electrolyte, distance between aluminum foil and cathode plate 4.2 cm) was used. Produced an etched aluminum foil in the same manner as in Example 1.
[0042]
In the said Example 1 and a comparative example, the result of having measured the electrolysis current density between the aluminum foil and an electrical insulating material at the time of the front | former stage etching, and between an aluminum foil and a cathode plate is shown in FIG.6 and FIG.7.
[0043]
As is apparent from FIGS. 6 and 7, by partially blocking with the electrical insulating material, the electrolytic current density of the direct current flowing between the cathode plates facing the aluminum foil can be made uniform.
[0044]
In addition, after forming the etched aluminum foils of Examples 1 to 5 and the comparative example in an 8% boric acid aqueous solution at a temperature of 90 ° C. with an applied voltage of 500 V, the capacitance and bending strength of each sample were obtained. (A reciprocation is defined as one time under the conditions of φ1.0 mm, a load of 50 g, and a bending angle of 90 degrees). The results are shown in (Table 1).
[0045]
[Table 1]

[0046]
As is clear from (Table 1), the etched aluminum foils of Examples 1 to 3 of the present invention have an electrolytic current density in the vicinity of the electrolytic solution surface and deeper from the liquid surface than in the comparative example. By making it uniform, the capacitance increases, and the mechanical strength equivalent to that of the comparative example can be obtained.
[0047]
The etched aluminum foils of Example 4 and Example 5 were obtained by changing the distance between the aluminum foil and the electrical insulating material, but the length of the cathode plate immersed in the electrolyte as in Example 4 By setting it to 3% or more, the capacitance of the electrode foil for the anode can be increased by 10% or more compared to the comparative example. On the other hand, in Example 5, the distance between the aluminum foil and the electrical insulating material was 2.8% of the length of the cathode plate immersed in the electrolyte, and the capacitance was about 3.5% compared to the comparative example. Although there is a variation of about 3.5% when actually produced, the distance between the aluminum foil and the electrical insulating material is 3% or more of the length of the cathode plate immersed in the electrolyte. It is preferable to do.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a method of manufacturing an electrode foil for an aluminum electrolytic capacitor in which an aluminum foil is etched by passing between a pair of cathode plates in an electrolytic solution via a current supply roller. Direct current flowing between the plates has openings of a plurality of holes or slits, and as the depth of the electrolyte solution increases, the opening of the holes is increased or the opening of the slit is increased to reduce the interval. By the manufacturing method in which etching is performed by partially blocking with the electrically insulating material provided in this way, the electrolytic current density in the electrolytic solution can be made uniform, so that the length of the pit formed in the aluminum foil is Since it becomes uniform and the etching efficiency can be increased, an electrode foil for an aluminum electrolytic capacitor with an increased effective surface area can be obtained. It is intended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing an aluminum foil etching process according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an etching tank according to the embodiment. FIG. 3 shows a configuration of a cathode plate according to the embodiment. FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of an electrical insulating material according to the embodiment. FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of another electrical insulating material according to the embodiment. FIG. FIG. 7 is a characteristic diagram showing an electrolytic current density between an aluminum foil and an electrical insulating material according to Example 1. FIG. 7 is a characteristic diagram showing an electrolytic current density between an aluminum foil and an electrical insulating material according to a comparative example of the embodiment. 8] Cross-sectional view showing the configuration of a conventional etching tank [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Aluminum foil 2a, 2b Cathode plate 3 Electrolyte 4a, 4b Electric insulation material 5a, 5b Current supply roller 6a, 6b Tank inner roller 7 Etching tank 8 Electrolyte liquid level

Claims

In the method of manufacturing an electrode foil for an aluminum electrolytic capacitor in which an aluminum foil is etched by passing between a pair of cathode plates in an electrolytic solution via a current supply roller , a plurality of direct currents flowing between the cathode plates facing the aluminum foil are used . An electrical insulating material having a plurality of holes or a plurality of slit openings, and the openings are made larger or deeper as the depth of the electrolyte solution becomes deeper, and the slit openings are widened to reduce the intervals. A method for producing an electrode foil for an aluminum electrolytic capacitor that is partially cut off and etched.

The method for producing an electrode foil for an aluminum electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the electrical insulating material covers the surface of the cathode plate facing the aluminum foil.

The method for producing an electrode foil for an aluminum electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the electrical insulating material is installed on the surface of the cathode plate facing the aluminum foil.

The distance between the aluminum foil of electrically insulating material which is coated or placed on the surface of the cathode plate, for aluminum electrolytic capacitor according to claim 2 or 3, more than 3% of the length of the cathode plate is immersed in the electrolyte Manufacturing method of electrode foil.