一种中高压化成箔及其化成方法与流程

本发明涉及化成箔制备技术领域，具体涉及一种中高压化成箔及能提高比容转化率的中高压化成箔化成方法。

背景技术：

化成箔是由特制的高纯铝箔经过电化学或化学腐蚀后扩大表面积，再经过电化成作用在表面形成一层氧化膜(三氧化二铝)后的产物。按电压分，化成铝箔一般分为极低压，低压，中高压和高压四种。按厚度分，25～110微米不等；按用途分，有正箔和负箔，也有导箔。

比容是化成箔最重要的性能指标之一，每0.05uf/cm²的差异即可划分一个等级，化成箔比容决定了化成箔的价值，腐蚀箔比容与化成箔比容成正比关系，决定其比容转换率的就是生产工艺，现有生产线工艺大致分为以下几种工艺：a工艺(纯硼酸工艺)，b工艺(混酸工艺1)，c工艺(混酸工艺2)，d工艺(有机酸工艺)。对比不同工艺，其中a工艺比容转换率最低0.85～0.9，d工艺比容转换率最高1.0～1.05，b工艺与c工艺比容转换率大致相同0.9～1.0。主要区别也是氧化膜厚度不同，a工艺氧化膜较厚，化成后造成容量的损失，d工艺氧化膜相对较薄，化成后容量基本都是提升的，b工艺与c工艺为混酸工艺，氧化膜厚度介于a、d工艺之间，化成后容量有一定的提升。由于升压时间、水煮时间、漏电流等性能差异太大，满足不了市场要求，a和d工艺基本淘汰，目前大多使用b和c工艺，比容转换率在0.9～1之间。

申请号为“200710194317.3”，发明名称为“中高压铝电解电容器用化成箔的制造方法”，公开了一种主要经过六次化成，并调整相应的步骤两次高温处理和相应的附加步骤，相比于纯硼酸工艺(上述a工艺)，其转化率及折弯转化率都有了较多的提升，但是该工艺化成步骤较多，工艺较复杂，比容转化率和折弯转化率较低，不能满足现有市场的需求。

申请号为“201310122537.0”，发明名称为“一种提高铝电解电容用中高压阳极铝箔化成工艺”，公开了一种中高压提高“铝电解电容器”用阳极箔容量提升、降低升压时间tr和tr60六级化成工艺，主要为将电解腐蚀处理后的铝箔在50-100℃的纯水中进行处理，在一、二、三级用植酸、柠檬酸盐溶液中化成；在四、五、六级用植酸、硼酸、柠檬酸盐溶液中化成；去极化处理采用热处理和磷酸处理方法。虽然其性能有了部分提升，但是其比容提升较少，升压时间还是较长，不能满足现有市场的需求。

综上所述，现有工艺类型比容转换率高的，其他参数满足不了市场需求；比容转化率低的，利润空间不大，采购比较困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种比容转化率高、升压时间短、成本低的中高压化成箔化成方法。

本发明一种中高压化成箔化成方法，包括腐蚀箔→前处理→一级化成→二级化成→三级化成→四级化成→中处理→后处理，其中所述一级化成为：对前处理后的腐蚀箔进行加电压，至达到生产的化成箔要求规格的正向电压vf值的40％～45％，设定温度为86～90℃，向一级化成液中加入一级化成液总重量4.3～4.8‰的nh4h2po4；电导率及ph值根据生产规格而定；

所述二级化成为：对所述一级化成后的化成箔进行加电压，至达到生产的化成箔要求规格的正向电压vf值的70％～75％，设定温度为85～90℃，向二级化成液中加入二级化成液总重量4.3～4.8‰的nh4h2po4；电导率及ph值根据生产规格而定。

本发明一级化成(f1)是生成化成箔的第一阶段加电；同理二级化成(f2)是生成化成箔的第二阶段加电；三级化成(f3)是生成化成箔的第三阶段加电；四级化成(f4)是生成化成箔的第四阶段加电。

进一步的，上述一种中高压化成箔化成方法，其中所述一级化成中设定温度为88℃，向一级化成液中加入一级化成液总重量4.5‰的nh4h2po4。

进一步的，上述一种中高压化成箔化成方法，其中所述二级化成中设定温度为88℃，向二级化成液中加入二级化成液总重量4.5‰的nh4h2po4。

上述一种中高压化成箔化成方法，其中所述前处理为为浓度为8％的磷酸溶液，电导率45ms，设定温度70℃。

上述一种中高压化成箔化成方法，其中所述三级化成为：对所述二级化成后的化成箔进行加电压，至达到生产的化成箔要求规格的正向电压vf值的90％～95％，设定温度为86～90℃。

上述一种中高压化成箔化成方法，其中所述四级化成为：对所述三级化成后的化成箔进行加电压，至达到生产的化成箔要求规格的正向电压vf值的100％，设定温度为86～90℃。

进一步的，上述一种中高压化成箔化成方法，其中三级化成和四级化成中设定温度为88℃。

上述一种中高压化成箔化成方法，其中所述所述中处理为：采用浓度为8％的磷酸溶液对四级化成后的化成箔，在电导率45ms、温度70℃下浸泡5～10min。

上述一种中高压化成箔化成方法，其中所述后处理为：采用电导率为10～12ms的磷酸二氢铵溶液，在75℃下对中处理后的化成箔进行钝化处理。

本发明还提供一种比容转化率高的中高压化成箔。

所述中高压化成箔是采用上述化成方法制备得到的。

腐蚀箔阳极氧化形成时，铝金属和电解液之间加有电压，水电离出氧化的oh^-在膜/电解液界面氧化产生o^2-，h⁺在阴极还原生成氢气跑出溶液；al³⁺在高电场下通过原有的膜向电解液侧迁移，在膜/电解液界面处与o^2–结合生成无定形氧化铝或与oh^–结合生成水合氧化膜；形成的无定形氧化铝在高电场或高液温下发生结晶生成γ’-al2o3，水合氧化膜也在高电场或高液温下首先脱水成为无定形的al2o3，再发生结晶生成γ’-al2o3。在恒压过程中电流是逐渐减小，最后至极微小的电流密度，又因为在含水体系溶液中形成时，膜的最外侧会与水接触因而在阳极氧化膜的最外层存在水合氧化物，水合氧化物越厚，对后续产生的影响就是容量的降低，水合氧化膜的增厚和生长堵塞了孔洞，造成容量的损失。

因此，本发明发明人经过大量实验发现：在一级化成(f1)和二级化成(f2)阶段加电压，形成达到了生产的化成箔要求规格的正向电压vf值70％以上，也是比容形成最关键的2个位置，大量实验证明在f1加入不同水合剂与氧化铝表面能够形成以下特征，则很好地阻止氧化铝表面与水的反应：1、生成难于水的物质；2、取代水并占有氧化铝表面所有活位；3、形成强抑制作用的表面键。

按阴离子对抑制铝与水反应的程度不同可分为(1)无抑制作用如bo^2–、no^3–、cl^–、co^3-等；(2)中等抑制作用如so4^2–、cro4^2–、柠檬酸根离子、草酸根离子等(3)强抑制作用如sio4^4–、wo4^2–、aso4^2-等；(4)极强抑制作用如po4^2-。

本发明的有益效果是：本发明一种中高压化成箔化成方法，在一级化成(f1)和二级化成(f2)阶段加电压，并在化成液中加入化成液总量4.5‰左右的nh4h2po4作为添加剂，可去除氧化膜表面的水合氧化物，从而抑制氧化膜的增厚，达到提升比容的目的，同时化成箔其余性能参数不受影响，得到的中高压化成箔比容转化率可达到1.05～1.09，效果明显；另外本发明化成箔的化成方法，降低了对腐蚀箔的采购要求，货源充足，方便采购，对于相同的腐蚀箔，生产同规格化成箔，比容约有5～10％的提升，同时降低腐蚀箔的比容要求，从而降低生产成本，增加利润空间。

附图说明

图1为本发明中高压化成箔制备工艺流程图；其中，f1为一级化成，f2为二级化成，f3为三级化成，f4为四级化成。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例1制备产品规格为335v的中高压化成箔的化成方法

(1)前处理：选择江西万年群兴电子生产的经过腐蚀处理后的铝箔，先测试其不同位置处的比容，测试结果见表1所示，再对该腐蚀箔进行化成处理；

(2)一级化成：是生成化成箔的第一阶段加电，加电压至所生产规格vf值的40％－45％，设定温度88℃，在一级化成液中加入化成液总量4.5‰的nh4h2po4添加剂，电导率为7～8ms，ph值为6±0.3；

(2)二级化成：是生成化成箔的第二阶段加电，加电压至所生产规格vf值的70％－75％，设定温度88℃，在二级化成液中加入化成液总量4.5‰的nh4h2po4添加剂，电导率为5～6ms，ph值为6±0.3；

(3)三级化成：是生成化成箔的第三阶段加电，加电压至所生产规格vf值的90％－95％设定温度88℃；电导率为3～4ms，ph值为5.5±0.3；

(4)四级化成：是生成化成箔的第四阶段加电，加电压至所生产规格vf值的100％，设定温度88℃，电导率为1.5～2ms，硼酸浓度3.5～4.0g/ml；

(5)中处理：对经过四级化成处理后的化成箔进行去除氧化膜表面凸起的毛刺及未形成好的氧化膜；并采用浓度为8％的磷酸溶液对四级化成后的化成箔，在电导率45ms、温度70℃下浸泡5～10min；

(6)后处理：对经过中处理后得到的化成箔进行钝化处理(使其性能保持稳定)得到中高压化成箔(工艺流程图见图1所示)，钝化液为磷酸二氢铵溶液，电导率为10～12ms，钝化温度为75℃。

对上述制备得到的化成箔以及采用常规方法制备的化成箔进行性能测试，测试其不同位置处的比容，记录升压时间和耐压值。测试结果见表1所示。

表1产品规格335v的中高压化成箔性能测试

实施例2制备产品规格为250v的中高压化成箔的化成方法

(1)前处理：选择新疆众和生产的经过腐蚀处理后的铝箔，先测试其不同位置处的比容，测试结果见表2所示，再对该腐蚀箔进行化成处理；

(2)一级化成：是生成化成箔的第一阶段加电，加电压至所生产规格vf值的40％～45％，设定温度88℃，在一级化成液中加入化成液总量4.5‰的nh4h2po4添加剂，电导率为9～10ms，ph值为6.0±0.3；

(2)二级化成：是生成化成箔的第二阶段加电，加电压至所生产规格vf值的70％～75％，设定温度88℃，在二级化成液中加入化成液总量4.5‰的nh4h2po4添加剂，电导率为7～8ms，ph值为5.8±0.3；

(3)三级化成：是生成化成箔的第三阶段加电，加电压至所生产规格vf值的90％－95％设定温度88℃；电导率为5～6ms，ph值为5.5±0.3；

(4)四级化成：是生成化成箔的第四阶段加电，加电压至所生产规格vf值的100％，设定温度88℃，电导率为2～3ms，硼酸浓度为4～4.5g/ml；

(5)中处理：对经过四级化成处理后的化成箔进行去除氧化膜表面凸起的毛刺及未形成好的氧化膜；并采用浓度为8％的磷酸溶液对四级化成后的化成箔，在电导率45ms、温度70℃下浸泡5～10min；

(6)后处理：对经过中处理后得到的化成箔进行钝化处理(使其性能保持稳定)得到中高压化成箔，钝化液为磷酸二氢铵溶液，电导率为10～12ms，钝化温度为75℃。

对上述制备得到的化成箔以及采用常规方法制备的化成箔进行性能测试，测试其不同位置处的比容，记录升压时间和耐压值。测试结果见表2所示。

表2产品规格250v的中高压化成箔性能测试

从表1和表2可以看出，采用相同的腐蚀箔，生产同规格化成箔，比容约有5－10％的提升，同时降低了对腐蚀箔的比容要求，从而降低生产成本，增加了利润空间。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。