專利名稱：高壓高比容陽極箔的腐蝕方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁電解電容器用電極箔的處理方法，尤其涉及一種高壓鋁 電解電容器用陽極箔的腐蝕方法；屬于鋁電解電容器制造領域。
背景技術：
鋁電解電容器用陽極箔，為了擴大其有效表面積，對原鋁箔進行化學或電 化學腐蝕，使其表面形成高密度均勻分布的且有一定深度的腐蝕坑以增大鋁箔 的有效表面積。有關提高腐蝕擴面率方面的研究有許多報道，過去腐蝕工藝主 要是腐蝕孔徑較細且分布不均勻，當形成氧化膜時，因氧化膜較厚而降低擴面 效果；
近來中國專利申請(200410041286.4 ) 63WV 100WV高比容陽極箔的腐 蝕工藝該腐蝕工藝將光鋁箔進行前處理，然后在濃度0.1 lwt%硫酸、5 20wt %鹽酸混合液中進行交流預腐蝕，接著在濃度10 25wt%鹽酸、0.1 lwt%硫 酸及0.01 10ppm銅離子的混合溶液中浸泡，再在濃度0.1 lwt%硫酸、10 25wtX鹽酸、0.01 lwt%硫脲、0.01 lwt%草酸、0.2 5wt%三氯化鋁的混合 溶液中進行交流腐蝕，最后在濃度1 10wt%的硝酸水溶液中浸泡。該腐蝕工 藝較過去的腐蝕工藝可以提高鋁箔的擴面率，但是該腐蝕工藝只能針對 63WV 100WV的低壓陽極箔進行腐蝕，而對于超過100WV的高壓陽極箔的 腐蝕效果較差。采用交流腐蝕，由于腐蝕孔徑較小，高壓形成時易堵塞。
發明內容
本發明針對現有陽極箔的腐蝕方法只能對低壓的陽極箔進行腐蝕而無法對 高壓的陽極箔進行腐蝕所存在的缺陷提供一種高壓高比容陽極箔的腐蝕方法； 通過該方法不僅解決了高壓(520V、 610V)陽極箔的腐蝕問題，而且陽極箔在 獲得高比容前提下，具有較好的機械強度。
本發明的上述技術問題是通過以下技術方案得以實施的 一種高壓高比容 陽極箔的腐蝕方法，該方法包括以下步驟
A、 前處理將鋁箔放在50 7(TC,濃度為0. 1 5wt。/。的磷酸水溶液中浸泡1 5分鐘；
B、 一級直流電解腐蝕將上述經過前處理的鋁箔放入濃度為0. 5 5wt。/。硫酸和濃度為1 10wt。/。鹽酸的混合溶液中進行一級直流電解腐蝕；
C、 二級直流電解腐蝕將上述經過一級直流電解腐蝕的鋁箔放入濃度為 5 15wt。/o鹽酸、0. 01 0. lwt。/。磷酸和0. 01 0. lwt。/。聚乙二醇的混合溶液中進行 二級直流電解腐蝕；
D、 三級直流電解腐蝕將上述經過二級直流電解腐蝕的鋁箔放入濃度為 5 15wt。/。的鹽酸、0. 01 0. lwt。/。磷酸及0. 01 0. lwt。/。聚乙二醇的混合溶液中進 行三級直流電解腐蝕；
E、 后處理將上述經過三級直流電解腐蝕的鋁箔在溫度30°C 80°C、濃 度0. 5 5wt。/。的硝酸水溶液中浸泡2 6分鐘后即可。
本發明的前處理主要目的是除去鋁箔表面的油污、雜質，使箔表面均勻， 有利于一級直流電解腐蝕時形成均勻分布的初始蝕孔，磷酸液的濃度過低，達 不到清洗效果，高則會減薄厚度，達到最佳效果時，磷酸的濃度為0. l 5wt%。
而前處理溫度低于50°C ，去油效果差，超過7(TC表面會全面溶解而導致 減薄，最佳溫度范圍為50 70°C。
前處理時間少于l分鐘，達不到處理效果，若超過5分鐘，同樣會減薄.前處理達到最佳效果時間為1 3分鐘。
本發明的一級直流電解腐蝕主要目的是在鋁箔表面引發初始蝕孔，并且使蝕孔孔徑的大小合理、分布均勻。采用直流電源比采用交流電源腐蝕所形成的孔徑較大，蝕孔在高壓形成時不易堵塞。
在本發明的一級直流電解腐蝕中，鹽酸濃度低于lwt%，則腐蝕作用弱，發孔點少；超過10wt%，鋁箔表面發孔點細而密，所以鹽酸濃度的最佳范圍為l 10wt%;而硫酸濃度低于0.5wt%，鋁箔表面不成膜，蝕孔不能引發；高于5wt%，表面成膜太厚，蝕孔也不能引發。因此硫酸濃度的最佳范圍為0.5 5wt%。
在上述的一級直流電解腐蝕中，電流密度為15 30A/(dm)2，電量為1500 2000C/(dm)2;所述的混合溶液的溫度為60℃ 80℃ 。
一級直流電解腐蝕中溫度低于6(TC，則腐蝕速度太慢，腐蝕效果差；超過80℃ ，則腐蝕速度過快，反應難于控制，鋁箔表面全面溶解，因此在一級直流電解腐蝕中溫度最好控制在60 80℃ ; —級直流電解腐蝕中，電流密度低于15A/dm2，則初始蝕孔的密度太小，若超過30A/dm2,由于初始蝕孔的密度太密，二、三級擴孔時，蝕孔合并導致鋁箔表面溶解，故電流密度最佳應在15 30A/dm2;電量小于1500C/dm2，發孔效果差；電量大于2000C/dm2，鋁箔表面會全面溶解，故電量最好控制在1500 2000C/dm2。
本發明的二級直流電解腐蝕的目的是在初始蝕孔的基礎上進行擴孔。
在二級直流電解腐蝕中，鹽酸濃度低于5wt%時，則腐蝕作用弱，不能深腐蝕，超過15wt%，鋁箔表面會全面溶解，所以鹽酸的濃度最佳范圍為5 15wt%。 磷酸和聚乙二醇起表面緩蝕劑作用，其含量低于0.01wt%，起不到緩蝕效果，高于O. lwt%，緩蝕性太強，鋁箔表面產生鈍化，所以磷酸和聚乙二醇的濃度最佳范圍為0.01 0. lwt%，而在本發明的二級直流電解腐蝕中，所述的聚乙二醇的分子量為5000 20000。聚乙二醇的分子量低于5000，起不到緩蝕作用，
聚乙二醇的分子量高于20000，其覆蓋在孔的表面，緩蝕性太強。
在上述的二級直流電解腐蝕中，所述的電流密度為為3 5A/dm2，電量為 1000 1500C/dm2;所述的混合溶液的溫度為70°C 90°C。 二級直流電解腐蝕的 電流密度小于3A/dm2，擴孔效果不明顯；電流密度大于5A/dm2，箔表面會全面 溶解；腐蝕的電量小于1000C/dm2，擴孔效果也不明顯；電量大于1500C/dm2. 鋁箔表面溶解量大，機械強度差；二級直流電解腐蝕的溫度低于7(TC，腐蝕效 果差；高于9(TC時，會使腐蝕加劇，難以控制。
本發明的三級直流電解腐蝕的目的是在二級直流電解腐蝕擴孔的基礎上進 一步擴孔，使腐蝕孔的孔徑滿足高壓(520V、 610V)化成的要求。
在上述的三級直流電解腐蝕中，電流密度為為3 5A/dm2，電量為1000
1500C/dm2;所述的混合溶液的溫度為70°C 90°C。
本發明后處理目的是除去鋁箔表面殘留的金屬雜質，經過后處理后鋁箔表 面金屬雜質殘留量《lmg/m2;作為優選，在后處理中，鋁箔在硝酸水溶液中浸 泡時間為2 4分鐘。
縱上所述本發明和現有技術相比具有如下優點
采用本發明的腐蝕方法不僅解決了高壓陽極箔的腐蝕問題，而且在高壓陽 極箔在獲得高比容前提下，具有較好的機械強度。
具體實施例方式
下面通過實施例，對本發明的技術方案作進一步具體的說明；但本發明并 不限于這些實施例。
實施例1
采用本發明的腐蝕方法對110Mm新疆眾和箔進行腐蝕并對其進行化成，具 體的操作過程如下 1、前處理
將鋁箔(110um新疆眾和箔)放在60℃、濃度為4wt％的磷酸水溶液中浸泡2分鐘后，取出。
2、 一級直流電解腐蝕
將上述經過前處理后的鋁箔放在溫度為70°C，濃度為0.5wt。/。的硫酸和 8wt。/。鹽酸混合溶液中進行一級直流電解腐蝕，電流密度為16A/dm2，電量為 1800C/dm2。
3、 二級直流電解腐蝕
將上述經過一級直流電解腐蝕的鋁箔放在濃度為10wt。/。鹽酸、0. 08wt。/。磷酸 以及0. 05wt。/。聚乙二醇(分子量為IOOOO)的混合溶液中進行二級直流電解腐蝕， 其屮混合溶液的各項參數為
溫度:80°C
電流密度4/dm2
電量1200C/dm2，
4、 三級直流電解腐蝕
將上述經過二級直流電解腐蝕的鋁箔放在濃度為10wt。/。鹽酸、0. 08wtyo磷酸 及0.05wt。/。聚乙二醇(分子量為10000)的混合溶液中進行三級直流電解腐蝕， 混合溶液的各項參數為
溫度80°C
電流密度4/dm2
電量1200C/dm2，
5、 后處理
將上述經過二級直流電解腐蝕的鋁箔在溫度為60°C、濃度為2wt%的硝酸 水溶液中浸泡5分鐘進行化成； 其中化成條件為
10%硼酸 90°C 0.05A/dm2 Vfe=520V
經過實施例1和化成工藝生產的llOWn新疆眾和箔達到的各項性能分別
為
G520vf=0. 68 0. 7uF/cm2C61ovf = 0. 47 0. 5uF/cm2抗拉強度=20.0N/cm。
實施例2
采用本發明的腐蝕方法對150μm新疆眾和箔進行腐蝕并對其進行化成，具 體的操作過程如下
1、 前處理
將鋁箔(150WB新疆眾和箔)放在70°C、濃度為0. lwt。/。的磷酸水溶液中浸 泡5分鐘后，取出。
2、 一級直流電解腐蝕
將上述經過前處理后的鋁箔放在溫度為60°C，濃度為3wt。/。的硫酸和5wt% 鹽酸混合溶液中進行一級直流電解腐蝕，電流密度為20A/dm2，電量為 2000C/dm2。
3、 二級直流電解腐蝕
將上述經過一級直流電解腐蝕的鋁箔放在濃度為8機％鹽酸、0.05wt。/。磷酸 以及0. 08wt。/。聚乙二醇(分子量為12000)的混合溶液中進行二級直流電解腐蝕， 其中混合溶液的各項參數為
溫度:70°C
電流密度5/dm2
電量1300C/dm2
4、 三級直流電解腐蝕
將上述經過二級直流電解腐蝕的鋁箔放在濃度為8wt。/。鹽酸、0. 058wt。/。磷酸 及0.08wt。/。聚乙二醇(分子量為12000)的混合溶液中進行三級直流電解腐蝕， 混合溶液的各項參數為
溫度70°C
電流密度5/dm2
電量1300C/dm2
5、 后處理
將上述經過二級直流電解腐蝕的鋁箔在溫度為40°C、濃度為3wt。/。的硝酸水溶液中浸泡3分鐘進行化成； 其中化成條件為
10%硼酸 90°C 0.05A/dm2 Vfe = 520V
經過實施例2和化成工藝生產的150陶新疆眾和箔達到的各項性能分別
為
C520V1 = 0. 71 0. 73WVcm2 C610vt=0. 51 0. 53MF/cm2 抗拉強度= 21. 5N/cm。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬 技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例作各種各樣的修改或補充或采 用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定 義的范圍。
盡管本文較多地使用了一級直流電解腐蝕，二級直流電解腐蝕，三級直流 電解腐蝕及形成等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅 僅是為了更方便地描述和解釋本發明本質；把它們解釋成任何一種附加的限制 都是與本發明精神相違背的。
權利要求
1. 一種高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，該方法包括以下步驟A、前處理將鋁箔放在50～70℃，濃度為0.1～5wt％的磷酸水溶液中浸泡1～5分鐘；B、一級直流電解腐蝕將上述經過前處理的鋁箔放入濃度為0.5～5wt％硫酸和濃度為1～10wt％鹽酸的混合溶液中進行一級直流電解腐蝕；C、二級直流電解腐蝕將上述經過一級直流電解腐蝕的鋁箔放入濃度為5～15wt％鹽酸、濃度為0.01～0.1wt％磷酸和濃度為0.01～0.1wt％聚乙二醇的混合溶液中進行二級直流電解腐蝕；D、三級直流電解腐蝕將上述經過二級直流電解腐蝕的鋁箔放入濃度為5～15wt％的鹽酸、0.01～0.1wt％磷酸及0.01～0.1wt％聚乙二醇的混合溶液中進行三級直流電解腐蝕；E、后處理將上述經過三級直流電解腐蝕的鋁箔在溫度30℃～80℃、濃度0.5～5wt％的硝酸水溶液中浸泡2～6分鐘后即可。
2、 根據權利要求l所述的高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，其特征在于在 前處理中，鋁箔在磷酸水溶液中浸泡的時間為1 3分鐘。
3、 根據權利要求1或2所述的高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，其特征在于 在一級直流電解腐蝕中，電流密度為15 30A/dm2，電量為1500 2000C/dm2; 所述的混合溶液的溫度為60°C 80°C。
4、 根據權利要求l所述的高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，其特征在于在 二級直流電解腐蝕中，電流密度為為3 5A/dm2，電量為1000 1500C/dm2;所 述的混合溶液的溫度為70°C 90°C。
5、 根據權利要求l所述的高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，其特征在于在.三級直流電解腐蝕中，電流密度為為3 5A/dm2，電量為1000 1500C/dm2;所 述的混合溶液的溫度為70°C 90°C。
6、 根據權利要求1或4或5所述的高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，其特征 在于在二級直流電解腐蝕和三級直流電解腐蝕中，所述的聚乙二醇的分子量 為5000 20000。
7、 根據權利要求l所述的高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，其特征在于在后處理中，鋁箔在硝酸水溶液中浸泡時間為2 4分鐘。.
全文摘要
本發明涉及一種高壓高比容陽極箔的腐蝕方法，將鋁光箔進行前處理，然后在濃度0.5～5wt％硫酸、1～10wt％鹽酸混合液中進行一級直流電解腐蝕，接著在濃度5～15wt％鹽酸、0.01～0.1wt％磷酸及0.01～0.1wt％聚乙二醇(分子量為10000)的混合溶液中進行二級直流電解腐蝕，再在濃度5～15wt％鹽酸、0.01～0.1wt％磷酸及0.01～0.1wt％聚乙二醇混合溶液中進行三級直流電解腐蝕，最后在濃度0.5～5wt％的硝酸水溶液中浸泡。采用本發明的腐蝕方法不僅解決了高壓陽極箔的腐蝕問題，而且提高了鋁箔的擴面率，大幅度提高了其比容，高壓陽極箔在獲得高比容前提下，具有較好的機械強度。
文檔編號H01G9/048GK101206956SQ20071006765
公開日2008年6月25日 申請日期2007年3月28日 優先權日2007年3月28日
發明者包大新, 楊富國, 翁德明 申請人:橫店集團東磁有限公司