专利名称：中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法
技术领域：
本发明涉及一种中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀工艺。
背景技术：
电解电容器用阳极箔，通过扩大其有效表面积，来增加单位面积的静电容 量， 一般用电化学或者化学腐蚀来处理铝箔。因此，有关提高扩面率方面的研 究也有过很多报道，以往的腐蚀工艺，在孔洞密度增加的同时，也伴随着铝箔 表面的溶解，不但降低了腐蚀箔的有效表面积，还降低了其机械强度，限制了 其应用领域。
发明内容
本发明解决了现有技术所存在的上述技术问题，提供了 一种中高压铝电解 电容器用阳极铝箔腐蚀方法。
本发明的目的在于克服并解决有效表面积与机械强度两者间的矛盾，继而 提出了一种提高扩面率，大幅度提升比容，同时保证一定机械强度的电解电容 器阳极腐蚀箔的制造方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案解决的中高压铝电解电容器 用阳极铝箔腐蚀方法，包括以下步骤
前处理将铝箔放在温度65。C-85'C的含有lwt。/。-8wtn/。盐酸和10wt%-40wt% 硫酸的混合溶液中浸泡0.5-3分钟；上述浓度是混合后的总浓度。
一级直流腐蚀将前处理过的铝箔放在放在温度70°C-90°C， lwt%-8%盐 酸，10wt。/。-40wt。/。硫酸的混合液中进行直流电解腐蚀；
化学处理将直流电解腐蚀过的铝箔放在温度8(TC-88'C,1.5wt。/。-5wtn/。盐酸
及含0-25ppm铜离子的混合液中进行化学处理，时间为15-30分钟；
后处理将化学处理过的铝箔放在温度为10°C-40°C， 3wty。-30wt。/。的硝酸 溶液中浸泡l-6分钟。
各处理步骤详述如下
1. 前处理
前处理的主要作用就是除去铝箔表面油污、杂质及自然氧化膜，使铝箔表 面均匀活化，有利于预处理时形成分布均匀的初始蚀孔。具体方法是将铝箔放 在温度65。C-85。C的含有lwt。/。-8wt。/。盐酸和10wt。/。-40wt。/。硫酸的混合溶液中浸 泡0.5-3分钟。
作为优选，所述的前处理是将铝箔放在温度65"C-85'C的含有2wt%-6wt% 盐酸，12wtn/。-35wtM硫酸混合溶液中浸泡时间为0.5-2分钟。
作为优选，所述的前处理是将铝箔在2wtn/。-6wtn/。盐酸，12wty。-35wtM硫酸 混合溶液中浸泡，其处理温度为7(TC-83"C。
盐酸浓度低于2wtY。，处理效果不佳，若浓度超过6wtM，铝箔表面溶解加 剧，达不到预期的腐蚀效果，故盐酸浓度在2wtM-6wty。为最佳。
硫酸浓度低于12wty。，处理效果不佳，若浓度超过35wtn/。，铝箔表面溶解 加剧，达不到预期的腐蚀效果，故硫酸浓度在12wty。-35wt。/。为最佳。
处理时间低于0.5分钟，处理效果不佳，若时间高于2分钟，铝箔全面溶 解，故前处理时间控制在0.5-2分钟为最佳。
处理温度低于7(TC，处理效果不明显，若温度超过83t:,铝箔全面溶解， 故前处理温度控制在7(TC-83。C为最佳。
2. —级直流腐蚀
一级直流腐蚀是整个腐蚀工艺的关键所在，主要目的是在铝箔表面形成一 定深度和孔径的初始蚀孔，以便后续腐蚀能使长大成中高压形成后仍具有效面 积的隧道性孔洞。
一级直流腐蚀是将前处理过的铝箔放在放在温度70°C-88°C， 1^%-8%盐
酸，10wtn/。-40wtn/。硫酸的混合液中进行直流电解腐蚀；
作为优选，所述的一级直流腐蚀是将前处理过的铝箔放在温度为72°C-85 °C， 2wtn/。-6wty。盐酸，12wtM-35wtn/c硫酸的混合液中进行直流电解腐蚀，其电 流密度为0.3-0.7A/cm2，电量为25-80C/cm2。
盐酸浓度低于2wtn/。，腐蚀效果不佳，若浓度超过6wtn/。，铝箔表面溶解加 剧，达不到预期的腐蚀效果，故盐酸浓度在2wtn/。-6wtn/。为最佳。
硫酸浓度低于12wt。/。，腐蚀效果不佳，若浓度超过35wtn/。，铝箔表面溶解 加剧，达不到预期的腐蚀效果，故硫酸浓度在2wt。/。-6wty。为最佳。
一级直流电解腐蚀液温度低于72"C，腐蚀速度偏慢，腐蚀效果不大明显， 若温度超过85'C，腐蚀速度加剧，难以控制，故一级直流电解腐蚀液温度控制 在72t:-85t:为最佳。
电流密度低于0.3A/cm2，初蚀孔密度不够，若电流密度超过0.7A/cm2，初 蚀孔密度太密，并致使铝箔表面的局部溶解，故电流密度控制在0.3-0.7A/cn^为 最佳。
腐蚀电量低于25 C/cm2，腐蚀效果不明显，若腐蚀电量超过80 C/cm2，则 会引起铝箔表面的局部溶解，故腐蚀电量控制在25-80C/cn^为最佳。 3.化学处理
化学处理的目的是让初始蚀孔在原先的基础上进一步扩大并加深，使最终 孔径及深度满足中高压化成要求。
化学处理方法是将直流电解腐蚀过的铝箔放在温度80 °C -88 'C,1.5wtn/。-5wt。/。盐酸溶液及0-25ppm铜离子的混合液中进行化学处理，时间为 15-30分钟；
作为优选，所述的化学处理是将一级直流电解腐蚀后的铝箔浸泡在温度为 82°C-86°C， 1.5wtn/。-5wt。/。盐酸及3-20ppm铜离子的混合液中，时间为15-25分 钟。
盐酸浓度低于1.5wt%，腐蚀效果不佳，若浓度超过5wt%，铝箔表面溶解 加剧，达不到预期的腐蚀效果，故盐酸浓度在1.5wtM-5wt。/。为最佳。
铜离子低于3ppm，反应速度太慢，无法让初始蚀孔进一步扩大并加深，若 铜离子超过20ppm，反应速度偏快，难以控制，致使比容下降，故铜离子控制 在3-20ppm为最佳。
处理温度低于82'C，反应速度慢，若温度超过86'C，反应速度偏快，故处 理温度在82"C-86'C为最佳。
处理时间低于15分钟，处理效果不佳，若时间超过25分钟，铝箔全面溶 解，故处理时间在15-25分钟为最佳。
4、后处理
后处理主要是去除残余氧化膜、表面和孔内残留有害化学物质和裸露的金 属杂质，保证在化成时形成致密而电气性能优良的氧化膜。
所述的后处理是将化学处理过的铝箔放在温度为10°C-40°C， 3wt%-30wt% 的硝酸溶液中浸泡l-6分钟。
作为优选，所述的后处理是将化学处理后的铝箔放在温度为1(TC-4(TC， 5wt。/。-25wtn/。的硝酸溶液中浸泡2-5分钟。
硝酸浓度低于3wt。/。，处理效果不明显，若浓度超过25wt。/。，则会使铝箔溶 解，故硝酸浓度控制在3wtn/。-25wte/。为最佳。
硝酸温度低于1(TC，处理效果不明显，若浓度超过40'C，则会使铝箔溶解， 故硝酸温度控制在1(TC-4(TC为最佳。
硝酸时间低于2分钟，处理效果不明显，若时间超过5分钟，则会使铝箔 溶解，故硝酸时间控制在2-5分钟为最佳。
具体实施例方式
实施方案l:
1. 前处理
将铝箔放在温度76'C、浓度为2.5wty。盐酸，30wty。硫酸混合溶液中浸泡2 分钟，取出。
2. —级直流腐蚀
将前处理过的铝箔放在温度为76°C、 2.5wtM盐酸，30wtM硫酸的混合液中 进行直流电解腐蚀，其电流密度为0.45A/cm2，电量为40C/cm2。
3. 化学处理
在温度为84°C,3wtM盐酸及12ppm铜离子的混合液中浸泡20分钟后,取出。
4. 后处理
在温度35t:， 7wty。的硝酸溶液中浸泡4分钟后，取出。 实施方案2:
1. 前处理
将铝箔放在温度77°C 、浓度为2.5wt。/。盐酸，30wtn/。硫酸混合溶液中浸泡 1.5分钟，取出。
2. —级直流腐蚀
将前处理过的铝箔放在温度为77°C、 2.5wt。/。盐酸，30wt。/。硫酸的混合液中 进行直流电解腐蚀，其电流密度为0.4A/cm2，电量为35C/cm2。
3. 化学处理
在温度为86°C,2.5wt%盐酸及15ppm铜离子的混合液中浸泡20分钟后， 取出。
4. 后处理
在温度35'C， 7wt。/。的硝酸溶液中浸泡4分钟后，取出。
实施方案3:
1. 前处理
将铝箔放在温度75°C、浓度为3wt。/。盐酸，28wt。/。硫酸混合溶液中浸泡1 分钟，取出。
2. —级直流腐蚀
将前处理后的铝箔放在温度为75°C、 3wty。盐酸，28wt。/n硫酸混合液中进 行直流电解腐蚀，其电流密度为0.5A/cm2,电量为35C/cm2。
3. 化学处理
在温度为82'C,4wtM盐酸溶液及8ppm铜离子的混合液中浸泡22分钟后， 取出。
4. 后处理
在温度3(TC， 10wtM的硝酸溶液中浸泡5分钟后，取出。 实施方案4:
1. 前处理
将铝箔放在温度75°C、浓度为3wt。/。盐酸，28wt。/。硫酸混合溶液中浸泡2 分钟，取出。
2. —级直流腐蚀
将前处理后的铝箔放在温度为75°C、 3wt。/。盐酸，28wte/。硫酸混合液中进 行直流电解腐蚀，其电流密度为0.43A/cm2，电量为35C/cm2。
3. 化学处理
在温度为84°C,4wt%盐酸溶液及5ppm铜离子的混合液中浸泡24分钟后， 取出。
4. 后处理
在温度3(TC， 10wt。/。的硝酸溶液中浸泡5分钟后，取出。 化成条件
10%硼酸85°C 0.05A/cm2 Vfe=375v 520v 结果如下
C375vf=1.05-1.15nF/cm2 C520vfK).62-0.70pF/cm2 F=20N/cm
本发明制造的中高压阳级箔具有高比容，较好的机械强度。
权利要求
1、中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法，包括以下步骤前处理将铝箔放在温度65℃-85℃的含有1wt％-8wt％盐酸和10wt％-40wt％硫酸的混合溶液中浸泡0.5-3分钟；一级直流腐蚀将前处理过的铝箔放在放在温度70℃-90℃，1wt％-8wt％盐酸，10wt％-40wt％硫酸的混合液中进行直流电解腐蚀；化学处理将直流电解腐蚀过的铝箔放在温度80℃-88℃，1.5wt％-5wt％盐酸溶液及0-25ppm铜离子的混合液中进行化学处理，时间为15-30分钟；后处理将化学处理过的铝箔放在温度为10℃-40℃，3wt％-30wt％的硝酸溶液中浸泡1-6分钟。
2、 根据权利要求l所述的中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法，其特 征在于所述的前处理是将铝箔放在温度65X:-85'C的含有2wtM-6wt。/。盐酸， 12wt%-35wt%硫酸混合溶液中浸泡时间为0.5-3分钟。
3、 根据权利要求l所述的中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法，其特 征在于所述的前处理是将铝箔在2wtn/。-6wtM盐酸，12wt%-35wt%硫酸混合 溶液中浸泡，其处理温度为70。C-83。C。
4、 根据权利要求1或2或3所述的中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方 法，其特征在于所述的一级直流腐蚀是将前处理过的铝箔放在温度为74°C-83 °C， 2wt^/。-6wtn/。盐酸，12wt%-35wt%硫酸的混合液中进行直流电解腐蚀，其电 流密度为0.3-0.7A/cm2，电量为25-80C/cm2。
5、 根据权利要求1或2或3所述的中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法，其特征在于所述的化学处理是将一级直流电解腐蚀后的铝箔浸泡在温度为82℃-86℃， 1.5wt％-5wt％盐酸及3-20ppm铜离子的混合液中，时间为15-25分钟。
6、 根据权利要求4所述的中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法，其特征在于所述的化学处理是将一级直流电解腐蚀后的铝箔浸泡在温度为82°C-86 °C， 1.5wt％-5wt％盐酸及3-20ppm铜离子的混合液中，时间为15-25分钟。
7、 根据权利要求1或2或3所述的中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法，其特征在于所述的后处理是将化学处理后的铝箔放在温度为10℃-40℃， 5wt％-25wt％的硝酸溶液中浸泡2-5分钟。
8、 根据权利要求4所述的中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法，其特征在于所述的后处理是将化学处理后的铝箔放在温度为10°C-40°C， 5wt％-25wt％的硝酸溶液中浸泡2-5分钟。
9、 根据权利要求5所述的中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法，其特征在于所述的后处理是将化学处理后的铝箔放在温度为10°C-40°C， 5wt％-25wt％的硝酸溶液中浸泡2-5分钟。
全文摘要
本发明涉及一种中高压铝电解电容器用阳极铝箔腐蚀方法，包括前处理；一级直流腐蚀；化学处理；后处理等步骤，本发明解决了阳极铝箔有效表面积与机械强度两者间的矛盾，继而提出了一种提高扩面率，大幅度提升比容，同时保证一定机械强度的电解电容器阳极腐蚀箔的制造方法。
文档编号C23F17/00GK101205618SQ20071019431
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者金丹君, 马成炳 申请人:横店集团东磁有限公司