一种多级发孔快速中高压电极箔的制造方法与流程

本发明涉及铝电解电容器用的一种多级发孔快速中高压电极箔的腐蚀制造方法，属于电极箔腐蚀技术的制备领域。

背景技术：

随着电子产业的发展，通讯产品、航空航天、家电等领域对电极箔的需求急剧增长。同时，铝电解电容器体积小型化、高性能化、片式化的要求越来越明显，为了实现以上要求，对电极箔提出了更高的技术和质量要求，需要作为电容器阳极的正极铝箔单位比容提高。

电极箔经过特殊腐蚀化成工艺制备，腐蚀过程是以电子光箔为原材料，通过化学或电化学方法进行刻蚀电子光箔使表面形成孔洞，以提高阳极光箔的比表面积，从而提高腐蚀箔容量。腐蚀步骤至关重要，是决定铝箔能否制备成高性能电极箔的关键步骤。

目前国内已有的腐蚀箔制造方法，发孔工序一般为单级恒流发孔，在单级发孔情况下，腐蚀箔表面仍有较大区域未形成初始蚀孔，为提高腐蚀比容，需要增加腐蚀电量以提高初始蚀孔密度，在恒流情况下提高腐蚀电流密度后，该电流密度在孔生长阶段显得过大而造成铝箔表面溶解，反而不利于铝箔比容的提高。而扩孔阶段基本采用纯电化学腐蚀，这种方式形成孔洞偏小，不利于高电压化成箔的制备。同时，目前发孔和扩孔槽均采用槽体内部循环，槽液温度、浓度会形成局部不均匀，导致铝箔横向散差偏大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服以上不足，提供一种多级发孔快速中高压电极箔的制造方法。通过改变电流的施加方法改变发孔方式，采用化学与电化学混合型的扩孔腐蚀工艺，同时对发孔和扩孔增加体外循环，获得高比容、高减箔率、高产量、低散差腐蚀箔。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

多级发孔快速中压电极箔腐蚀制备方法，步骤如下：

1)前处理：取高纯度铝箔，在50~90℃的ⅰ级槽液中浸渍1~3分钟，水洗；

2)ⅰ级发孔腐蚀：ⅰ级发孔分为ⅰ-1至ⅰ-5共五极发孔腐蚀，电解液为25~35%的硫酸和1~5%的盐酸混合液，温度为60~80℃，采用特殊波形直流电，各档施加电量3.5~6.5c/cm²,电解时间为15~25秒，水洗：所述的特殊波形直流电为先恒流，后根据导电负极极板尺寸、阳极铝箔与负极极板距离、电解液导电电阻逐渐变小的渐变电流；

3)化学扩孔腐蚀与电化学扩孔腐蚀：化学扩孔腐蚀和电化学扩孔腐蚀各自分为8级，化学扩孔腐蚀1和电化学扩孔腐1蚀至化学扩孔腐蚀8和电化学扩孔腐蚀8；

化学扩孔腐蚀：腐蚀液为1~5%的硝酸，和1~10%的磷酸，温度为50-75℃，处理时间为1~3分钟；

电化学扩孔腐蚀：腐蚀液为0.01~0.1g/l的添加剂和1~10%的硝酸的混合液，腐蚀液有ⅱ-1依次向ⅱ-8溢流，温度为60~80℃，采用常规波形直流电，各档施加电量为2~8c/cm²，电解时间为60-90秒，水洗；所述的添加剂为20000~100000的聚苯乙烯类阴离子活性剂；

4)后处理：处理液为1~10%的硝酸，温度为50~80℃，处理时间为1~5分钟，水洗；

5)干燥处理：在150~250℃温度下，进行2~3分钟烘干处理。

各步骤之间的水洗温度为常温，水洗时间为1~3分钟，ⅱ级扩孔腐蚀后水洗采用去离子水。

本发明的有益效果如下：

（1）在传统的单级恒流发孔技术基础上增加了多级特殊波形（目前行业使用电流施加方式仅为恒流电流）直流电发孔，各级将总处理时间划分为多个不同的处理时间段，相邻时间段之间的连接点为时间节点，随着处理节点的改变电流密度逐步变化，多级发孔有助于对未发孔区域进行再次发孔，同时具有发孔电流密度大而孔生长阶段电流密度小的优势，从而增加孔密度和孔均匀性，使产品强度高、比容性能高，产品强度和比容性能均提高5%~10%，满足了市场需求，保证了电极箔的产品质量，提高了生产效益。而且腐蚀量大，比传统腐蚀箔厚度薄，同时比容高，顺应了目前电子产品向着体积小型化、集成化方向发展的趋势。

（2）扩孔工序如为纯电化学工艺，则形成的孔洞偏小；而本发明采用化学和电化学混合型扩孔工艺，有利于形成大型孔洞，从而提高腐蚀箔容量，更加适合高电压化成箔。

本发明技术与已有技术所制成的电极箔性能对比，见表1所示。

表1

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例说明本发明的技术方案：

实施例1

（1）前处理：取纯度为99.99%的铝箔，在60℃的ⅰ级槽液中浸渍3分钟；

（2）第一水洗:将前处理后的铝箔进行水洗，水洗温度为常温，水洗时间为2分钟；

（3）ⅰ级发孔腐蚀：ⅰ级发孔分为ⅰ-1至ⅰ-5共五极发孔腐蚀，电解液为25%的硫酸和5%的盐酸混合液，温度为80℃，采用特殊波形直流电，各档施加电量3.5c/cm²,电解时间为25秒；

（4）第二水洗：将ⅰ级发孔腐蚀后的铝箔进行水洗，水洗温度为常温，水洗时间为2分钟；

（5）扩孔腐蚀：扩孔腐蚀分为化学扩孔腐蚀与电化学扩孔腐蚀：化学扩孔腐蚀和电化学扩孔腐蚀各自分为8级，为化学扩孔腐蚀1和电化学扩孔腐蚀1至化学扩孔腐蚀8和电化学扩孔腐蚀8；

化学扩孔腐蚀：腐蚀液为2.0%的硝酸和1.5%的磷酸，温度为75℃，处理时间为2分钟；

电化学扩孔腐蚀：腐蚀液为0.01~0.1g/l添加剂和2.8%的硝酸的混合液，温度为60℃，采用常规波形直流电，各档施加电量为3c/cm²，电解时间为80秒；

（6）第三水洗：将ⅱ级扩孔腐蚀后的铝箔进行水洗，水洗温度为常温，水洗时间为2分钟；

（7）后处理处理液为3.5%的硝酸，温度为60℃，处理时间为2分钟；

（8）第四水洗：将ⅱ级扩孔腐蚀后的铝箔进行水洗，水洗温度为常温，水洗时间为2分钟；

（9）干燥处理：将第四水洗后的铝箔，在200℃温度下，进行2~3分钟烘干处理。

实施例1-3所采用工艺的主要参数对比见表2所示，其中，实施例2-3的第一至四水洗、后处理、干燥处理均同实施例1。

表2

比较例

前处理、第一至四水洗、后处理、干燥步骤均与实施例1相同，与实施例1不同之处在于：ⅰ级发孔腐蚀：腐蚀液为30%的硫酸和4%的盐酸混合液，温度为70℃，采用恒流电，施加电量20c/cm²,电解时间为55秒；

ⅱ级扩孔腐蚀：腐蚀液为0.01~0.1g/l添加剂和2.8%的硝酸的混合液，温度为60℃，施加电量为40c/cm²，电解时间为540秒。

本发明的实施例1-3与比较例试验结果如表3所示：

表3

可见本发明由于腐蚀步骤特殊，从而增加孔密度和孔均匀性，使产品强度、比容性能得到提高、降低横向散差、同时减箔率也增加，顺应了目前电子产品向着体积小型化、集成化方向发展的趋势。