电解电容器的阳极箔腐蚀工艺的制作方法

专利名称：：电解电容器的阳极箔腐蚀工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种金属腐蚀工艺，尤其是涉及一种高压铝电解电容器用阳极箔腐蚀工艺的二级电蚀方法。
背景技术：
：电解电容器阳极用铝箔，是铝电解电容器制造的关键原材料。衡量电解电容器性能的重要指标之一是比容量即单位体积静电容量的大小。根据平板电容器静电容量公式C=(eQerS)/d，对于在额定工作电压范围内的铝电解电容器来说，静电容量主要由阳极箔的有效面积S的大小决定。因此，提高铝电解电容器静电容量的关键在于扩大阳极铝箔的有效面积。扩大铝箔表面积有多种方法，目前国内外各生产厂家多采用腐蚀矛广面法，即通过化学腐蚀与电化学腐蚀将铝箔表面蚀刻，使其表面凹凸不平，形成高密度均匀分布的且有一定深度的腐蚀i亢道，这样在表观面积不变的情况下，实际表面积却显著增加。其中化学法是利用低纯电子铝箔在一定腐蚀体系中的微电池作用，在铝箔表面形成海绵体结构以扩大比表面积的方法，主要用于阴极箔的扩面腐蚀。电化学方法是通过对高纯电子铝箔在腐蚀体系中电化学状态的控制，引发高纯电子铝箔的腐蚀，从而形成高比表面积铝箔；根据电源类型不同，分为交流电蚀与直流电蚀，前者电蚀工艺得到具有无数无序孔组成的海绵层，扩面倍率较大，蚀孔的孔径较小(0.11阿)，适宜制造低压(〈100V)电容器用箔；后者电蚀工艺得到均匀的隧道状蚀孔，孑L径较大(M,)，适宜制造中高压电容器用箔。腐蚀工艺流程一般包括以下步骤前处理、一级电蚀、二级电蚀、后处理等。前处理是对光箔进行电蚀前所作的各种物理、化学的处理，主要作用是除去铝箔表面的油污、杂质及自然氧化膜，调整铝箔组织结构，改善其表面状态，使其表面均匀、活化，以利于一级腐蚀时形成均勻分布的初始孔洞，提高铝箔的电蚀性能；一级电蚀的作用是引发出密度适中、均匀分布的有效初始蚀孔，才能保证具有理想的隧道型孔洞的高倍率腐蚀箔的获得；二级电蚀则是在初始蚀孔基础上，生长成所需直径和深度的隧道型孔洞。在控制隧道的生长过程中，最重要的是控制孔径和深度生长速率的差异。现有的铝箔二级腐蚀即扩孔阶段，往往使用硝酸，会造成铝箔强烈的自腐蚀，铝箔的表面溶解先于腐蚀孔的生长，导致铝箔减薄、腐蚀孔不能深入，进而增大耗电。
发明内容本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种在电蚀腐蚀液中加入缓蚀添加剂，以提高阳极铝箔的静电容量，同时减少失重，不损失其机械强度的电解电容器的阳极箔腐蚀工艺。本发明的目的可以通过以下措施来达到这种电解电容器的阳极箔腐蚀工艺，包括前处理、一级电蚀、二级电蚀及后处理工艺，其特殊之处在于所述二级电蚀的腐蚀液中加入高分子量的缓蚀剂。本发明的目的还可以通过以下措施来达到所述缓蚀剂是直链聚丙烯酸PAA、聚丙烯酸钠PAAS、聚苯乙烯磺酸的一种或数种。所述缓蚀剂的重量百分比为0.01%~10%。所述缓蚀剂溶液按重量配比为1%~10%的H2S04、H3P04、HC1、HNO的一种；或者是H3P04与HC1的混合液；但不仅限于上述的酸、两种或两种以上酸及盐的混合液。所述腐蚀液的处理温度为30°C~90°C。所述腐蚀液处理的电流密度限制在0.1A/cm2~0.5A/cm2。所述腐蚀液处理时间为50s~600s:本发明的有益效果是，使用高分子缓蚀剂后.铝箔失重减小，静电容量提高。分析原因，在未使用高分子缓蚀剂的电解液中，发^1过程中产生的某些小孔在扩孔时并未成长，而是随着铝箔表面的溶解而消亡。而可溶性的高分子电解质分子量大、链节较长、分子尺寸大，加上线形高分子的相互作用和缠绕，使之很难进入隧道孔内，只能吸附在箔表面，对铝箔的表面溶解起到有效的抑制作用，保持了原有的发孔密度，使腐蚀仅仅发生在蚀孔内部，其结果是对腐蚀孔内进行了选择性腐蚀，使蚀孔加深，所以在较小失重的情况下获得较高的比电容，并保持其良好的机械强度。二级电蚀腐蚀液温度低于30。C时，铝箔表面反应发生慢，起不到好的效果；而温度超过90t时，铝箔表面发生过分溶解，也起不到好的效果。本发明适宜的^^及电蚀腐蚀液温度范围为30。C90。C，具体根据其余相关条件而定。二级电蚀电流密度低于0.1A7cm2时，发孔密度较小，比容值不高；而电流密度超过0.5A/cm2时，虽然发孔密度较大，但扩孔侵蚀中发生许多孔的合并，降低了有效表面积，比容值较低。本发明适宜的二级电蚀电流密度范围为0.1A7cm2~0.5A/cm2，具体根据其余相关条件而定。二级电蚀扩孔时间低于50s时，铝箔表面扩孔不充分，起不到好的效果；而扩孔时间超过600s时，扩孔中造成孔的合并，也会降低有效表面积，比容值较低。本发明适宜的二级电蚀扩孔日寸间为50s600s，具体根据其余相关条件而定。具体实施例方式本发明下面将结合实施例作进一步详述所述高压铝电解电容器用阳极箔腐蚀工艺中，所用铝箔为中国产高纯铝箔，铝含量^99.99wt呢，经过真空炉560。C退火处理10h，退火箔[IOO]面占有率》95呢；前处理腐蚀液为10wt呢NaOH，一级电蚀腐蚀液为2wt%NaCl+3wt%NaCI04+lwt%(NH4)2S208，二级电蚀腐蚀液为7wt%HN03，后处理腐蚀液为5wt免HNOs，再经过清洗、烘干。对比例1、2、3是现有二级电蚀工艺的三个具体方案，所用的二级电蚀腐蚀液均为没有添加高分子量缓蚀剂的常用酸溶液或酸与盐的混合溶液。铝箔经过退火、前处理和一级电蚀后，在温度30。C90。C时，限制电流密度在0.1A/cm2~0.5A/cm2，将铝箔浸泡在二级电蚀腐蚀液中扩孔50s~600s，然后再进行通常的后处理，铝箔的520Vf静电容量为0.53~0.59)jlF/cm2，抗拉强度为8~10N/cm。实施例1是将完成退火、前处理和一级电蚀的铝箔，在温度为40°C、浓度为7wt%HN03+1.5wt%PAA的二级电蚀腐蚀液中，选用电流密度0.3A/cn^扩孔300s，再进行通常的后处理。实施例2是将完成退火、前处理和一级电蚀的铝箔，在温度为80。C、浓度为7wt%HN03+1.5wt%PAA的二级电蚀腐蚀液中，选用电流密度0.3A/cm广孔300s,再进行通常的后处理。实施例3是将完成退火、前处理和一级电蚀的铝箔，在温度为80。C、浓度为7wt%HN03+1.5wt呢PAA的二级电蚀腐蚀液中，选用电流密度0.55A/cm广孔300s，再进行通常的后处理。实施例4是将完成退火、前处理和一级电蚀的铝箔，在温度为80。C、浓度为7wt%HN03+1.5wt%PAA的二级电蚀腐蚀液中，选用电流密度0.3A/cn^扩孔600s，再进行通常的后处理。实施例5是将完成退火、前处理和一级电蚀的铝箔，在温度为80。C、浓度为7wt%HN03+lwt%PAAS的二级电蚀腐蚀液中，选用电流密度0.3A/cr^扩孔300s，再进行通常的后处理。实施例6是将完成退火、前处理和一级电蚀的铝箔，在温度为80。C、浓度为3wt%HCl+lwt%A1CI:,+L5wt免PAA的二级电蚀腐蚀液中.选用电流密度0.3A/cm广孔300s，再进行通常的后处理。实施例16是本发明的具体实施方案，将完成退火、前处理和一级电蚀的铝箔，经过本发明的二级电蚀工艺处理后，再进行通常的后处理，铝箔的520Vf静电容量为0.61~0.67(juF/cm2，抗拉强度为10~12N/cm，铝箔的性能有明显的提高。表1是对比例和实施例所测静电容量和抗拉强度的详细数值比较<table>complextableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注对比例、实施例中的容量、抗拉强度值是按照电子工业部颁标准SJ/T11140—1997测试的数据。表1中520Vf容量是指520伏电压化成后的静电容量。表1中的数据充分地显示出实施例中的比容值比对比例中的比容值有了显著的提高，而且抗拉强度也明显提高。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。权利要求1、一种电解电容器的阳极箔腐蚀工艺，包括前处理、一级电蚀、二级电蚀及后处理工艺，其特征在于所述二级电蚀的腐蚀液中加入高分子量的缓蚀剂。2、根据权利要求l所述电解电容器的阳极箔腐蚀工艺，其特征在于所述缓蚀剂是直链聚丙烯酸PAA、聚丙烯酸钠PAAS、聚苯乙烯磺酸的一种或数种。3、根据权利要求2所述电解电容器的阳极箔腐蚀工艺，其特征在于所述缓蚀剂的重量百分比为0.01%~10%。4、根据权利要求1或2所述电解电容器的阳极箔腐蚀工艺，其特征在于所述缓蚀剂溶液是按重量配比1%~10%的H2S04、H3P04、HC1、HNO的一种；或者是ftP04与HC1的混合液。5、根据权利要求l所述电解电容器的阳极箔腐蚀工艺，其特征在于所述腐蚀液处理温度为30t~90t。6、根据权利要求l所述电解电容器的阳极箔腐蚀工艺，其特征在于所述腐蚀液处理的电流密度限制在0.1A/cm20.5A/cm2。7、根据权利要求l所述电解电容器的阳极箔腐蚀工艺，其特征在于所述腐蚀液处理时间为50s~600s。全文摘要本发明涉及一种电解电容器的阳极箔腐蚀工艺。该工艺包括前处理、一级电蚀、二级电蚀、其中二级电蚀的腐蚀液中加入高分子量的缓蚀剂，缓蚀剂是直链聚丙烯酸PAA、聚丙烯酸钠PAAS、聚苯乙烯磺酸的一种或数种；其重量百分比为0.01％～10％。所述缓蚀剂溶液按重量配比是1％～10％的H₂SO₄、H₃PO₄、HCl、HNO的一种或者H₃PO₄与HCl的混合液组成，但不仅限于上述的酸、两种或两种以上酸及盐的混合液。在温度为30℃～90℃时，将电流密度限制在0.1A/cm²～0.5A/cm²，扩孔时间控制在50s～600s，然后再进行后处理。该工艺既提高了阳极铝箔的静电容量，又减少了失重。文档编号C23F11/173GK101345137SQ200810067359公开日2009年1月14日申请日期2008年5月23日优先权日2008年5月23日发明者刘伟强,廖振华,徐永进,王德保,陈建军申请人:深圳清研技术管理有限公司