一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法
【专利摘要】一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法，由浸渍步骤、三级加电腐蚀步骤和后处理步骤组成，所述三级加电腐蚀步骤由第一级加电腐蚀、第二级加电腐蚀、第三级加电腐蚀、所述第一级加电腐蚀的腐蚀液为盐酸与硫酸的混合溶液。采用本发明所述的高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法，得到的氧化膜结构致密，提高了电极箔比容与折曲强度。优选的添加了聚苯乙烯磺酸钠或葡萄糖酸钠作为催化剂，提高了发孔的均匀程度和氧化膜致密度。
【专利说明】一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电极箔制造工艺领域，涉及电容器电极箔腐蚀制造方法，特别涉及一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法。
【背景技术】
[0002]在航空航天、车用变频器、工业用变频器等领域对高压、超高压腐蚀箔有迫切的需求，腐蚀箔又叫电极箔，是制造铝电解电容的关键材料，随着大型高功率电子设备市场不断膨胀，对各种耐高压大容量的电解电容的需求量急剧上升。
[0003]增大电极箔电容量的基本原理是利用腐蚀液在电极箔表面通过电化学原理发孔、扩孔以增大电极箔的表面积，从而提高电极箔存储电荷的能力，发孔、扩孔的均匀性和致密度直接影响到电极箔的容量，但发孔过于致密或扩孔太深、太大则不利于电极箔的折曲强
度提高。
[0004]在目前的现有技术中，腐蚀形成的孔洞结构复杂、深浅不一、铝芯不均匀，导致折曲不能符合要求。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术制造的腐蚀箔比容和折曲不能满足要求的技术缺陷，本发明公开了一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法。
[0006]本发明所述一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法，由浸溃步骤、三级加电腐蚀步骤和后处理步骤组成，所述三级加电腐蚀步骤由第一级加电腐蚀、第二级加电腐蚀、第三级加电腐蚀步骤组成，所述第一级加电腐蚀的腐蚀液为盐酸与硫酸的混合溶液。
[0007]采用本发明所述的高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法，采用盐酸和硫酸作为腐蚀液，利用盐酸电离出的氯离子对铝箔进行发孔，硫酸对孔洞结构进行保护，提高了电极箔折曲。同时由于盐酸电离程度高，腐蚀时需要的电压降低，降低了生产成本。
[0008]由于硫酸具备较强的氧化性，使用硫酸与盐酸混合液有利于去除铝箔表面的天然氧化膜，提高反应速度。
[0009]所述第一级加电腐蚀的腐蚀液中盐酸浓度为0.6-0.7摩尔/升，所述硫酸浓度为
7.5-8.5摩尔/升。
[0010]所述浸溃步骤中的前处理液为氢氧化钠溶液或磷酸溶液或盐酸与硫酸混合溶液。
[0011]浸溃的主要目的是对铝箔表面进行预处理，去除铝箔表面的氧化物，因此使用氧化性较强的氢氧化钠溶液或磷酸或硫酸与盐酸混合溶液。
[0012]所述氢氧化钠溶液为I摩尔/升，反应温度可以为45°C ;所述的磷酸溶液为0.5摩尔/升，反应温度可以为45°C ;所述盐酸与硫酸的摩尔比例为1:6-20。
[0013]所述第二级加电腐蚀的腐蚀液为1.8-2.3摩尔/升的盐酸溶液，温度为85°C，或1.1-1.3摩尔/升硝酸溶液，温度为69。。。
[0014]使用盐酸溶液适用于制造应用于600V以下的电极箔制造工艺，硝酸适用于601-1000V电极箔制造工艺。
[0015]进一步的，所述第二级加电腐蚀的反应温度在使用盐酸溶液为83_87°C或硝酸溶液时为67-71°C。
[0016]温度升高，虽然有利于反应速度加快，但由于硝酸溶液在高温下容易分解，因此使用硝酸时的反应温度控制在低于使用盐酸时的反应温度。
[0017]所述第二级加电腐蚀和/或第三级加电腐蚀的腐蚀液中加入了聚苯乙烯磺酸钠或葡萄糖酸钠。
[0018]聚苯乙烯磺酸钠在常温下为可溶于水的液态物质，在使用盐酸或硝酸对铝箔表面进行扩孔时，聚苯乙烯磺酸钠作为催化剂，聚苯乙烯磺酸钠分子易均匀吸附在铝箔表面，盐酸或硝酸在聚苯乙烯磺酸钠吸附处腐蚀铝箔，聚苯乙烯磺酸钠对已经腐蚀的孔洞壁和未被腐蚀的箔面进行保护，使盐酸或硝酸在铝箔表面扩孔更有效。葡萄糖酸钠为易溶于水的固体，葡萄糖酸钠溶液也可以起到与聚苯乙烯磺酸钠类似的作用。
[0019]腐蚀液中加入聚苯乙烯磺酸钠或葡萄糖酸钠的比例为0.14升/立方米。可以较好的与盐酸或硝酸溶液配合，达到在铝箔表面扩孔均匀的目的。
[0020]第三级加电腐蚀的腐蚀液为1.1-1.3摩尔/升的硝酸溶液。使用硝酸溶液可以有效去除吸附在铝箔表面的残留氯离子。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1示出了本发明一种【具体实施方式】示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0023]实施例1
浸溃:将经过腐蚀的、纯度为99.99%的高压电极用铝箔在温度为50°C前处理液中浸溃处理2.5分钟，前处理液为0.5mol/L磷酸溶液；
第一级加电腐蚀:将经过预处理后的铝箔在0.65mol/L的HC1与8.5 mol/L的H2S04混合液中，在72°C、正面加电电压5.5V、电流2.2KA/cm2、反面加电电压7.8V、电流2.4KA/cm2的条件下，电蚀正面、反面加电时间为70S ；
第二级加电腐蚀:将经过第一级加电腐蚀的铝箔在1.8 mol/L的HCL与0.14L/ m3聚苯乙烯磺酸钠的混合溶液中电蚀，电蚀温度为87°C，其中电蚀正面、反面加电时间均为180秒；
第三级加电腐蚀:将经过第二级加电腐蚀的铝箔在1.lmol/L的ΗΝ03与0.14L/ m3聚苯乙烯磺酸钠的混合溶液中电蚀，电蚀温度为69°C，电蚀正面、反面加电时间均为180秒；后处理:将第三次加电腐蚀后的铝箔在0.45 mol/L的H2S04溶液、45°C温度下后处理2分钟，取出清洗、烘干。
[0024]实施例1得到的电极箔的电容值为:520V测试，比容为0.77uf/cm2，折曲强度为65回。
[0025]实施例2
浸溃:将经过腐蚀的、纯度为99.99%的高压电极用铝箔在温度为55°C前处理液中浸溃处理1.5分钟，前处理液为盐酸与硫酸混合溶液，其中盐酸与硫酸的浓度分别为0.65mol/L和 8.0mol/L ；
第一级加电腐蚀:将经过预处理后的铝箔在0.65mol/L的HC1与8.0 mol/L的H2S04混合液中，在72°C、正面加电电压5.8V、电流2.3KA/cm2、反面加电电压8.2V、电流2.4KA/cm2的条件下，电蚀正面、反面加电时间为70S ；
第二级加电腐蚀:将经过第一级加电腐蚀的铝箔在1.9mol/L的HCL与0.14L/ m3聚苯乙烯磺酸钠的混合溶液中电蚀，电蚀温度为83°C，其中电蚀正面、反面加电时间均为200秒；
第三级加电腐蚀:将经过第二级加电腐蚀的铝箔在1.2 mol/L的ΗΝ03与0.14L/ m3聚苯乙烯磺酸钠的混合溶液中电蚀，电蚀温度为69°C，电蚀正面、反面加电时间均为200秒；
后处理:将第三次加电腐蚀后的铝箔在1.0 mol/L的H2S04溶液、45°C温度下后处理2分钟，取出清洗、烘干。
[0026]实施例2得到的电极箔的电容值为:520V测试，比容为0.76uf/cm2，折曲强度为70回。
[0027]实施例3
浸溃:将经过腐蚀的、纯度为99.99%的高压电极用铝箔在温度为55°C前处理液中浸溃处理1.5分钟，前处理液为盐酸与硫酸混合溶液，其中盐酸与硫酸的浓度分别为0.63mol/L和 8.2mol/L ；
第一级加电腐蚀:将经过预处理后的铝箔在0.6mol/L的HC1与8.2mol/L的H2S04混合液中，在73°C、正面加电电压5.8V、电流2.4KA/cm2、反面加电电压8.0V、电流2.4KA/cm2的条件下，电蚀正面、反面加电时间为60S ；
第二级加电腐蚀:将经过第一级加电腐蚀的铝箔在0.7mol/L的ΗΝ03与0.14L/ m3聚苯乙烯磺酸钠的混合溶液中电蚀，电蚀温度为69°C，其中电蚀正面、反面加电时间均为180秒；
第三级加电腐蚀:将经过第二级加电腐蚀的铝箔在0.7 mol/L的ΗΝ03与0.14L/ m3聚苯乙烯磺酸钠的混合溶液中电蚀，电蚀温度为69°C，电蚀正面、反面加电时间均为200秒；
后处理:将第三次加电腐蚀后的铝箔在0.45 mol/L的H2S04溶液、45°C温度下后处理2分钟，取出清洗、烘干。
[0028]实施例3得到的电极箔520V测试，比容为0.8uf/cm2，折曲强度为60回。
[0029]实施例4
浸溃:将经过腐蚀的、纯度为99.99%的高压电极用铝箔在温度为45°C前处理液中浸溃处理2分钟，前处理液为盐酸与硫酸混合溶液，其中盐酸与硫酸的浓度分别为0.lmol/L和
0.2mol/L ；
第一级加电腐蚀:将经过预处理后的铝箔在0.65mol/L的HC1与0.75 mol/L的％504混合液中，在73°C、正面加电电压5.6V、电流2.4KA/cm2、反面加电电压8.0V、电流2.4KA/cm2的条件下，电蚀正面、反面加电时间为60S ；
第二级加电腐蚀:将经过第一级加电腐蚀的铝箔在0.7 mol/L的ΗΝ03与0.14L/ m3聚苯乙烯磺酸钠的混合溶液中电蚀，电蚀温度为69°C，其中电蚀正面、反面加电时间均为210秒；
第三级加电腐蚀:将经过第二级加电腐蚀的铝箔在0.4 mol/L的ΗΝ03与0.14L/ m3葡萄糖酸钠的混合溶液中电蚀，电蚀温度为69°C，电蚀正面、反面加电时间均为210秒；后处理:将第三次加电腐蚀后的铝箔在0.45 mol/L的H2S04溶液、45°C温度下后处理2分钟，取出清洗、烘干。
[0030]实施例4得到的电极箔520V测试，比容为0.77uf/cm2，折曲强度为62回。
[0031]实施例5
浸溃:将经过腐蚀的、纯度为99.99%的高压电极用铝箔在温度为55°C前处理液中浸溃处理2分钟，前处理液为盐酸与硫酸混合溶液，其中盐酸与硫酸的浓度分别为0.05mol/L和
0.lmol/L ；
第一级加电腐蚀:将经过预处理后的铝箔在0.65mol/L的HC1与0.85 mol/L的％504混合液中，在72°C、正面加电电压5.6V、电流2.4KA/cm2、反面加电电压8.0V、电流2.4KA/cm2的条件下，电蚀正面、反面加电时间为60S ；
第二级加电腐蚀:将经过第一级加电腐蚀的铝箔在0.7 mol/L的ΗΝ03与0.14L/ m3葡萄糖酸钠的混合溶液中电蚀，电蚀温度为69°C，其中电蚀正面、反面加电时间均为210秒；第三级加电腐蚀:将经过第二级加电腐蚀的铝箔在0.4 mol/L的HCL与0.14L/ m3葡萄糖酸钠的混合溶液中电蚀，电蚀温度为69°C，电蚀正面、反面加电时间均为210秒；后处理:将第三次加电腐蚀后的铝箔在0.45 mol/L的H2S04溶液、45°C温度下后处理2分钟，取出清洗、烘干。
[0032]实施例5得到的电极箔520V测试，比容为0.80uf/cm2，折曲强度为55回。
[0033]采用本发明所述的高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法，采用盐酸作为腐蚀液，利用盐酸电离出的氯离子对铝箔进行打孔，得到的氧化膜结构致密，氯离子打孔均匀，提高了电极箔折曲。同时由于盐酸电离程度高，腐蚀时需要的电压降低，降低了生产成本。
[0034]采用聚苯乙烯磺酸钠作为催化剂，聚苯乙烯磺酸钠分子易均匀吸附在铝箔表面，氯离子在聚苯乙烯磺酸钠吸附处腐蚀铝箔，使在铝箔表面发孔扩孔更均匀。
[0035]前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法，由浸溃步骤、三级加电腐蚀步骤和后处理步骤组成，所述三级加电腐蚀步骤由第一级加电腐蚀、第二级加电腐蚀、第三级加电腐蚀步骤组成，其特征在于，所述第一级加电腐蚀的腐蚀液为盐酸与硫酸的混合溶液。
2.如权利要求1所述的一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法，其特征在于，所述第一级加电腐蚀腐蚀液中盐酸浓度为0.6-0.7摩尔/升，所述硫酸浓度为7.5-8.5摩尔/升。
3.如权利要求1所述的一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法，其特征在于，所述浸溃步骤中的前处理液为氢氧化钠溶液或磷酸溶液或盐酸与硫酸混合溶液。
4.如权利要求3所述的一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法，其特征在于，所述盐酸溶液为0.5摩尔/升,硫酸溶液为1.0摩尔/升，所述盐酸与硫酸的摩尔比例为1:6-20。
5.如权利要求1所述的一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法，其特征在于，所述第二级加电腐蚀的腐蚀液为1.8-2.3摩尔/升的盐酸溶液或1.1-1.3摩尔/升硝酸溶液。
6.如权利要求5所述的一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法，其特征在于，所述第二级加电腐蚀的反应温度在使用盐酸溶液83-87 °C或硝酸溶液67-71 °C。
7.如权利要求1至6任意一项所述的一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法，其特征在于，所述第二级加电腐蚀和/或第三级加电腐蚀的腐蚀液中加入了聚苯乙烯磺酸钠或葡萄糖酸钠。
8.如权利要求7所述的一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法，其特征在于，腐蚀液中加入聚苯乙烯磺酸钠或葡萄糖酸钠的比例为0.14升/立方米。
9.如权利要求7所述的一种高比容高折曲电极箔腐蚀制造方法，其特征在于，第三级加电腐蚀的腐蚀液为1.1-1.3摩尔/升的硝酸溶液。
【文档编号】H01G9/055GK103646787SQ201310704746
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】严民 申请人:严民