高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法，包括以下步驟：將經過一級發(fā)孔腐蝕的鋁箔置于含鹽酸的A液中，施加電流進行擴孔腐蝕，處理時間為t1；再將處理后的鋁箔置于含硝酸和磷酸的B液中，施加電流進行擴孔腐蝕，處理時間為t2；通過調整t1與t2之比控制鋁箔的孔形。相對于現有技術，本發(fā)明提供的高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法能有效控制鋁箔的孔形，得到擴孔后具備特定形狀的隧道孔的鋁箔，進而得到具有特定結構的高壓陽極箔，使鋁電解電容器達到不同的產品特性，滿足鋁電解電容器多元化的生產要求。而且，本發(fā)明提供高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法易于操作和實現。
【專利說明】
高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及鋁電解電容器用陽極箔的制造方法，特別是一種高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法。
【背景技術】
[0002]鋁電解電容器是廣泛應用于電子電器行業(yè)的一種儲能元件，而鋁電解電容器用陽極箔是其重要的原材料。陽極箔的結構特性決定著鋁電解電容器的電性能。
[0003]高壓陽極箔的電解腐蝕工藝一般為:鋁箔—前處理—一級發(fā)孔腐蝕—二級或多級擴孔腐蝕—后處理。前處理的主要作用是除去光箔表面油污、雜質及氧化膜，改善表面狀態(tài)，促進鋁箔下一步發(fā)孔腐蝕時形成均勻分布的隧道孔。發(fā)孔腐蝕的作用是通過施加直流電在鋁箔表面形成具有一定孔徑和深度的初始隧道孔。擴孔腐蝕的作用是在初始隧道孔的基礎上進一步通電腐蝕，使隧道孔的孔徑進一步擴大至所需尺寸，獲得高比容。后處理的主要作用則是消除鋁箔表面殘留的金屬雜質、箔灰以及隧道孔內的氯離子。
[0004]隨著科技的進步和工業(yè)的發(fā)展，鋁電解電容器的種類趨于多元化，新產品層出不窮，不同的鋁電解電容器產品所采用的陽極箔的結構不同。目前，市面上主流的高比容的520V鋁電解電容器陽極箔的厚度為122μπι，蝕孔總長為ΙΙΟμπι，鋁芯厚度為12μπι，半面蝕孔深度為55μπι。陽極箔的鋁芯保證了機械強度，其厚度不能過小，而陽極箔的工作電壓決定了孔深和孔徑。因此，當陽極箔的鋁芯厚度和工作電壓一定時，其孔深和孔徑也一定。如果想要提升陽極箔的品質，使鋁電解電容器達到特定的產品性能，就必須對孔的形狀進行有效控制，優(yōu)選出合適的孔洞形狀，才能提升陽極箔的有效比容。擴孔后鋁箔的隧道孔的形狀決定著其進行賦能時氧化膜的生長狀態(tài)及厚度分布，并最終決定著鋁電解電容器能否達到特定的廣品性能。
[0005]然而，現在的廠家大多沒有采取有效的方法對鋁箔形成的隧道孔的形狀進行控制，其生產的高壓陽極箔的孔形單一，多為上下寬度一致的直形孔，不適用于制造不同產品特性的鋁電解電容器，難以滿足鋁電解電容器多元化的生產要求。

【發(fā)明內容】

[0006]針對上述現有技術的缺陷，本發(fā)明提供一種高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法，能有效控制鋁箔的孔形，使鋁電解電容器達到不同的產品特性，滿足鋁電解電容器多元化的生產要求。
[0007]本發(fā)明采用的技術方案為:
[0008]高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法，包括以下步驟:將經過一級發(fā)孔腐蝕的鋁箔置于含鹽酸的A液中，施加電流進行擴孔腐蝕，處理時間為t1;再將處理后的鋁箔置于含硝酸和磷酸的B液中，施加電流進行擴孔腐蝕，處理時間為t2;通過調整^與^之比控制鋁箔的孔形。
[0009]相對于現有技術，本發(fā)明提供的高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法能有效控制鋁箔的孔形，得到擴孔后具備特定形狀的隧道孔的鋁箔，進而得到具有特定結構的高壓陽極箔，使鋁電解電容器達到不同的產品特性，滿足鋁電解電容器多元化的生產要求。而且，本發(fā)明提供高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法易于操作和實現。
[0010]具體地，所述A液中，鹽酸的質量百分比為4?10%，該A液的溫度為60?80°C。
[0011 ] 具體地，所述B液中，硝酸的濃度為30?200g/L，磷酸的質量百分比為0.2?0.8%，該B液的溫度為60?80 °C。
[0012]具體地，前后兩次施加的電流均為電流密度為0.1?0.3A/cm2的直流電。
[0013]具體地，所述。與〖2之比為1:1，使擴孔后的鋁箔具有上下一樣寬的隧道孔，適用于制造特性折中的電容器產品。
[0014]具體地，所述。與丨2之比為1:0，使擴孔后的鋁箔具有上寬下窄的隧道孔，適用于制造低損耗的電容器產品。
[0015]具體地，所述。與〖2之比為0:1，使擴孔后的鋁箔具有上窄下寬的隧道孔，適用于制造高容量的電容器產品。
[0016]本發(fā)明對隧道孔的形狀作描述時，是以蝕孔的方向，定義“上”為距離鋁箔表面較近的位置，相對地，定義“下”為距離鋁箔表面較遠的位置。
[0017]進一步，所述A液為鹽酸和磷酸的混合液。
[0018]具體地，經過前后兩次擴孔腐蝕的鋁箔的總腐蝕量一定，避免蝕孔太深導致鋁芯厚度過小，保證鋁箔的機械強度，同時避免蝕孔太淺導致鋁箔達不到規(guī)定的電比容。
[0019]為了更好地理解和實施，下面結合附圖詳細說明本發(fā)明。
【附圖說明】
[0020]圖1是實施例1擴孔后的鋁箔表面拋光IΟμπι后的電鏡掃描圖。
[0021]圖2是實施例1擴孔后的鋁箔表面拋光30μπι后的電鏡掃描圖。
[0022]圖3是實施例1擴孔后的鋁箔的斷面電鏡掃描圖。
[0023 ]圖4是實施例2擴孔后的鋁箔表面拋光I Ομπι后的電鏡掃描圖。
[0024]圖5是實施例2擴孔后的鋁箔表面拋光30μπι后的電鏡掃描圖。
[0025]圖6是實施例2擴孔后的鋁箔的斷面電鏡掃描圖。
[0026]圖7是實施例3擴孔后的鋁箔的斷面電鏡掃描圖。
【具體實施方式】
[0027]本發(fā)明提供的高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法包括以下步驟:
[0028]將經過一級發(fā)孔腐蝕的鋁箔置于含鹽酸的A液中，施加電流進行擴孔腐蝕，處理時間為tl。再將處理后的鋁箔置于含硝酸和磷酸的B液中，施加電流進行擴孔腐蝕，處理時間St2，得到擴孔后的鋁箔。通過調整^與^之比控制鋁箔的孔形。經過前后兩次擴孔腐蝕的鋁箔的總腐蝕量一定。
[0029]實施例1
[0030]將經過一級發(fā)孔腐蝕的鋁箔置于溫度為60?80°C的A液中，施加電流密度為0.1?
0.3A/cm2的直流電進行擴孔腐蝕，處理時間為t，得到擴孔后的鋁箔。該A液為鹽酸或鹽酸與磷酸的混合液，其中鹽酸的質量百分比為4?10%。本實施例沒有將鋁箔置于含硝酸和磷酸的B液中進行電解擴孔腐蝕，即所述“與^之比為1:0。
[0031]將本實施例擴孔后的鋁箔的表面拋光，分別對距離其表面ΙΟμπι和30μπι的截面進行電鏡掃描，分別得到圖1和圖2。由圖1看出，鋁箔表面拋光ΙΟμπι所得截面的孔洞的直徑約為I.3μπ?。由圖2看出，鋁箔表面拋光30μπ?所得截面的孔洞的直徑約為0.9μπ?，小于表面拋光10μm所得孔洞的直徑。結合圖3，圖3是本實施例擴孔后的鋁箔的斷面電鏡掃描圖，可直觀地看出，僅在含鹽酸的A液中經過電解擴孔腐蝕的鋁箔的隧道孔為上寬下窄的形狀。
[0032]實施例2
[0033]將經過一級發(fā)孔腐蝕的鋁箔置于溫度為60?80°C的B液中，施加電流密度為0.1?0.3A/cm2的直流電進行擴孔腐蝕，處理時間為t2，得到擴孔后的鋁箔。該B液中，硝酸濃度為30?200g/L，磷酸的質量百分比為0.2?0.8%。本實施例沒有將鋁箔置于含鹽酸的A液中進行電解擴孔腐蝕，即所述。與〖2之比為O: I。
[0034]將本實施例擴孔后的鋁箔的表面拋光，分別對距離其表面ΙΟμπι和30μπι的截面進行電鏡掃描，分別得到圖4和圖5。對比圖4和圖5，鋁箔表面拋光ΙΟμπι所得截面的孔洞的直徑小于表面拋光30μπι所得截面的孔洞的直徑。結合圖6，圖6本實施例擴孔后的鋁箔的斷面電鏡掃描圖，可直觀地看出，僅在含硝酸和磷酸的B液中經過電解擴孔腐蝕的鋁箔的隧道孔為上窄下寬的形狀。
[0035]實施例3
[0036]將經過一級發(fā)孔腐蝕的鋁箔置于溫度為60?80°C的A液中，施加電流密度為0.1?
0.3A/cm2的直流電進行擴孔腐蝕，處理時間為t。然后將處理后的鋁箔置于溫度為60?80°C的B液中，施加電流密度為0.1?0.3A/cm2的直流電進行擴孔腐蝕，處理時間為t2，得到擴孔后的鋁箔。該A液為鹽酸或鹽酸與磷酸的混合液，其中鹽酸的質量百分比為4?10%。該B液中，硝酸濃度為30?200g/L，磷酸的質量百分比為0.2?0.8%。所述^與^之比為1:1。
[0037]請參閱圖7，圖7本實施例擴孔后的鋁箔的斷面電鏡掃描圖，可直觀地看出，依次分別在A、B液經過相同時間電解擴孔腐蝕的鋁箔，其隧道孔為上下一樣寬的直孔形狀。
[0038]對比實施例1?3發(fā)現，鹽酸與硝酸腐蝕形成不同孔洞形貌的原理為:鹽酸的氯離子點蝕性能更強，容易形成細小及深入的孔，所以會形成越深入越窄的隧道孔;而硝酸的面蝕性強，對金屬容易造成剝蝕或全面溶解，在表面保護劑磷酸存在的情況下，孔內溶解速度大于孔初段，所以會形成上窄下寬的隧道孔。
[0039]具有不同形狀隧道孔的陽極箔適用于制造不同產品特性的鋁電解電容器。具有上寬下窄形狀的隧道孔的陽極箔，適用于制造低損耗的電容器產品；具有上窄下寬形狀的隧道孔的陽極箔，適用于制造高容量的電容器產品；具有上下一樣寬的隧道孔的陽極箔，適用于制造特性折中的電容器產品。
[0040]除上述實施例記載的技術方案外，本領域人員技術可根據需制造的鋁電解電容器的產品特性，調整^與^之比，得到擴孔后具備特定形狀的隧道孔的鋁箔，進而得到具有特定結構的高壓陽極箔，以適應具有特定產品特性的鋁電解電容器的生產要求。此外，^與^之和為擴孔腐蝕總時間，本領域技術人員通過控制^與^之和，使經過前后兩次擴孔腐蝕的鋁箔的總腐蝕量一定，使其適用于規(guī)定的工作電壓，并具有較好的機械強度。
[0041]相對于現有技術，本發(fā)明提供的高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法能有效控制鋁箔的孔形，得到擴孔后具備特定形狀的隧道孔的鋁箔，進而得到具有特定結構的高壓陽極箔，使鋁電解電容器達到不同的產品特性，滿足鋁電解電容器多元化的生產要求。而且，本發(fā)明提供高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法易于操作和實現。
[0042]本發(fā)明并不局限于上述實施方式，如果對本發(fā)明的各種改動或變形不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本發(fā)明的權利要求和等同技術范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變形。
【主權項】
1.高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 將經過一級發(fā)孔腐蝕的鋁箔置于含鹽酸的A液中，施加電流進行擴孔腐蝕，處理時間為t1;再將處理后的鋁箔置于含硝酸和磷酸的B液中，施加電流進行擴孔腐蝕，處理時間為t2;通過調整。與〖2之比控制鋁箔的孔形。2.根據權利要求1所述的高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法，其特征在于，所述A液中，鹽酸的質量百分比為4?10 %，該A液的溫度為60?800C。3.根據權利要求2所述的高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法，其特征在于，所述B液中，硝酸的濃度為30?200g/L，磷酸的質量百分比為0.2?0.8%，該B液的溫度為60?80°C。4.根據權利要求3所述的高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法，其特征在于，前后兩次施加的電流均為電流密度為0.1?0.3A/cm2的直流電。5.根據權利要求4所述的高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法，其特征在于，所述^與七2之比為1:1。6.根據權利要求4所述的高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法，其特征在于，所述^與t2之比為1:0。7.根據權利要求4所述的高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法，其特征在于，所述^與t2之比為O:1。8.根據權利要求1-7所述的高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法，其特征在于，所述A液為鹽酸和磷酸的混合液。9.根據權利要求1所述的高壓陽極箔二級擴孔的孔形控制方法，其特征在于，經過前后兩次擴孔腐蝕的鋁箔的總腐蝕量一定。
【文檔編號】C25F3/04GK106098380SQ201610364885
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】冉亮, 楊海亮, 劉俊英
【申請人】乳源縣立東電子科技有限公司