一種高比表面鉭電容器陽極鉭箔及其制備方法與流程

本發明涉及一種高比表面鉭電容器陽極鉭箔及其制備方法，屬于固體鉭電容器制造技術領域。

背景技術：

隨著當代電子技術的迅猛發展，電子產品面向輕薄、小型化的發展趨勢，必然要求電子元件的小型化。鉭電容器是微電子領域應用十分廣泛的電子元件，小體積、高容量的鉭電容器具有巨大的市場需求。

現有的鉭電容器廣泛采用壓制成型工藝生產，該工藝制備的多孔陽極尺寸皆在0.5毫米以上。為了制備更加薄層的產品，必然要求減小壓制厚度。然而厚度減小到一定程度，會導致產品強度差、易斷裂、成型困難；直接使用鉭箔做為陽極，又因比表面小而無法滿足高能量需求。一方面市場對薄型產品的需求日益增長，一方面薄型產品的壓制成型瓶頸成為一個不可調和的矛盾。這些問題在很大程度上限制了薄型產品技術的進步。同時，較大型和常規厚度型的多孔陽極進行負極聚合時，空隙率利用率低導致大容量難以實現、多次聚合費時費力等的技術難題，也很大程度上限制了大型產品的技術升級。

技術實現要素：

為避免上述現有技術所存在的不足之處，本發明提供了一種高比表面鉭電容器陽極鉭箔及其制備方法，旨在通過用能量高于可以改變鉭金屬表面結構的能量的激光照射鉭片表面，使鉭金屬表面形成分布均勻的微納米級晶粒，從而有效地增加表面積，解決薄型產品極易斷裂、成型困難的問題。

本發明解決技術問題，采用如下技術方案：

一種高比表面鉭電容器陽極鉭箔，其特點在于：包括鉭片層和鉭微納米顆粒層，所述鉭片層為片狀結構，所述鉭微納米顆粒層一體化形成在所述鉭片層的至少一個表面上。

所述鉭微納米顆粒層至少為一層。所述鉭微納米顆粒層的面積小于或等于鉭片層的表面積。

所述鉭片層的厚度為5μm～2mm。

所述鉭微納米顆粒層的厚度為1μm～40μm，構成所述鉭微納米顆粒層的鉭微納米顆粒尺寸為1nm～20μm。

上述高比表面鉭電容器陽極鉭箔的制備方法為：取鉭片，用酒精清洗去除鉭片表面的油污和灰塵；然后將鉭片放在光學平臺上，并用夾具定位、夾緊；最后調整激光器參數和光斑直徑，控制激光束對鉭片表面進行點掃描處理或線掃描處理，即在鉭片層表面一體化形成鉭微納米顆粒層。

對鉭片表面進行點掃描處理時，調整所述激光器的能量范圍為15～25w、掃描速度范圍為500～1000mm/s、光斑直徑為10～30μm；對鉭片表面進行線掃描處理時，調整所述激光器的能量范圍為25～30w、掃描速度范圍為600～1000mm/s、光斑直徑(線寬)為10μm、線間距10μm，橫掃或豎掃。

對鉭片表面進行點掃描處理或線掃描處理的處理區域為任意形狀。

本發明的有益效果在于：

(1)本發明通過采用能量高于可以改變鉭金屬表面結構的能量的激光照射鉭片表面，從而在鉭金屬表面非常簡單的獲得分布均勻的微納米級晶粒，有效地增加了表面積，使最終制成的鉭電容器的容量會大幅提高。

(2)本發明采用的高比表面結構陽極鉭箔可以做成任意形狀的薄片狀、卷繞式等，對陽極鉭箔直接疊片或卷繞皆滿足疊片式或卷繞式設計要求，更適合現代元器件對薄型化、高容量的需求。

(3)負極聚合可以方便、直接、快速的聚合在高比表面積陽極鉭箔片上，提高了聚合物與鉭箔的有效接觸面積，節省電容器的制備時間、降低生產成本。

附圖說明

圖1是本發明實施例1所得樣品的SEM照片；

圖2是本發明實施例1所得樣品的XRD圖譜；

圖3是本發明實施例2所得樣品的SEM照片；

圖4是本發明實施例4所得樣品的SEM照片；

圖5是本發明實施例7所得樣品的SEM照片。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1

本實施例高比表面鉭電容器陽極鉭箔，包括鉭片層和鉭微納米顆粒層，鉭片層為片狀結構，鉭微納米顆粒層一體化形成在鉭片層的上表面。

鉭片層的厚度為150μm。鉭微納米顆粒層的面積小于鉭片層的上表面面積。鉭微納米顆粒層的厚度為30-40μm，構成鉭微納米顆粒層的鉭微納米顆粒尺寸為7-15μm。

圖1是本實施例所得樣品的SEM照片，從圖中可以看出鉭微納米顆粒分布均勻，顆粒尺寸為7-15微米。

圖2為本實施例所得樣品的XRD圖譜，其中(a)為鉭片層位置處，(b)為鉭微納米顆粒層位置處，可以看出材料的物相并沒有發生變化，但晶面取向發生改變。

本實施例高比表面鉭電容器陽極鉭箔的制備方法如下：

取厚度為150μm的鉭片，用酒精清洗去除鉭片表面的油污和灰塵；然后將鉭片放在光學平臺上，并用夾具定位、夾緊；最后調整激光器參數和光斑直徑，控制激光束對鉭片表面進行點掃描處理，即在鉭片層表面一體化形成鉭微納米顆粒層。對鉭片表面進行點掃描處理時，調整激光器的能量范圍為20w、掃描速度范圍為1000mm/s、光斑直徑為10μm。

實施例2

本實施例的高比表面鉭電容器陽極鉭箔及其制備方法與實施例1相同，區別僅在于鉭微納米顆粒層的面積與鉭片層的上表面面積相等，其SEM圖如圖3所示。

實施例3

本實施例的高比表面鉭電容器陽極鉭箔及其制備方法與實施例1相同，區別僅在于在鉭片層的上、下兩個表面均形成有鉭微納米顆粒層。

實施例4

本實施例的高比表面鉭電容器陽極鉭箔，包括鉭片層和鉭微納米顆粒層，鉭片層為片狀結構，鉭微納米顆粒層一體化形成在鉭片層的上表面。鉭片層的厚度為50μm。鉭微納米顆粒層的面積小于鉭片層的上表面面積。鉭微納米顆粒層的厚度為30-40μm，構成鉭微納米顆粒層的鉭微納米顆粒尺寸為2-5μm。圖4是本實施例所得樣品的SEM照片。

本實施例高比表面鉭電容器陽極鉭箔的制備方法如下：

取厚度為50μm的鉭片，用酒精清洗去除鉭片表面的油污和灰塵；然后將鉭片放在光學平臺上，并用夾具定位、夾緊；最后調整激光器參數和光斑直徑，控制激光束對鉭片表面進行點掃描處理，即在鉭片層表面一體化形成鉭微納米顆粒層。對鉭片表面進行點掃描處理時，調整激光器的能量范圍為20w、掃描速度范圍為1000mm/s、光斑直徑為10μm。

實施例5

本實施例的高比表面鉭電容器陽極鉭箔及其制備方法與實施例1相同，區別僅在于光斑直徑為20μm。

實施例6

本實施例的高比表面鉭電容器陽極鉭箔及其制備方法與實施例1相同，區別僅在于光斑直徑為30μm。

實施例7

本實施例高比表面鉭電容器陽極鉭箔，包括鉭片層和鉭微納米顆粒層，鉭片層為片狀結構，鉭微納米顆粒層一體化形成在鉭片層的上、下表面。鉭片層的厚度為50μm。鉭微納米顆粒層的面積小于鉭片層的上表面面積。鉭微納米顆粒層的厚度為20-30μm，構成鉭微納米顆粒層的鉭微納米顆粒尺寸為1-10μm。圖5是本實施例所得樣品的SEM照片。

本實施例高比表面鉭電容器陽極鉭箔的制備方法如下：

取厚度為50μm的鉭片，用酒精清洗去除鉭片表面的油污和灰塵；然后將鉭片放在光學平臺上，并用夾具定位、夾緊；最后調整激光器參數和光斑直徑，控制激光束對鉭片的上、下表面依次進行線掃描處理，即在鉭片層的上、下表面皆一體化形成鉭微納米顆粒層。對鉭片表面進行線掃描處理時，調整激光器的能量范圍為30w、掃描速度范圍為600mm/s、光斑直徑(線寬)為10μm、線間距10μm，橫掃。

實施例8

本實施例的高比表面鉭電容器陽極鉭箔及其制備方法與實施例1相同，區別僅在于線間距為20μm。

實施例9

本實施例的高比表面鉭電容器陽極鉭箔及其制備方法與實施例1相同，區別僅在于線間距為30μm。

以上所述僅為本發明的示例性實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。