[发明专利]一种中高压化成箔的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容器铝箔的制备方法，更具体地说，本发明涉及一种电解电容器用中高压阳极箔的制造方法。

背景技术

电解电容器被广泛应用于电子等许多相关行业。现在，科技进步和工业的发展，对电解电容器在工频、低阻抗、长寿命等提出更高的要求。为了达到电解电容器更高的电气性能，在电容器中往往需要采用高水分含量的电解液，但是，在高温下，铝箔氧化膜尤其是阳极箔氧化膜会和水分发生水合作用，从而在阳极箔表面生成氢氧化铝，导致阳极箔耐电压下降、漏电流增大，甚至会在电容器中产生氢气，造成内压上升，出现外壳鼓壳乃至爆壳，影响到电解电容器乃至整个电器系统的电气性能、工作寿命，甚至使用安全。

为解决上述问题，目前业界已经广泛采取钝化措施来防止铝箔氧化膜和水分发生水合作用。一般而言，按照阴离子对铝与水反应的抑制、钝化程度不同，一般物质可分为四类即：无抑制作用类、中等抑制作用类、强抑制作用类和极强抑制作用类。而其中，生成的正磷酸铝不溶于水，铝箔氧化膜表面的正磷酸铝结构与低温石英晶型相同，是稳定的正四面体结晶结构，所以磷酸根属于极强抑制作用类的钝化剂；磷酸铝膜抑制了水合铝的作用，表观上提高了化成箔的耐水合性能(其测试机理表现为测后水煮条件下和直接水煮条件下，外加电场在致密磷酸铝膜两面建立电压的时间即升压时间更短)，延长了化成箔的保存期限和电容器的工作寿命，为了使提高电容器的工作寿命，高要求的中高压阳极箔通常采用四级化成，而一般要求的中高压阳极箔可采用三级化成。

为此，目前业界通常是在化成工艺过程的特定处理槽液中加入一定量的无机磷酸类钝化剂如磷酸、亚磷酸、次亚磷酸及其盐类，或加入一定量的有机膦酸类钝化剂如氨基三亚甲基三膦酸(ATMP)、甚至羧酸等来进行钝化处理：即在化成箔到达最高化成电压(俗称印加电压)后，将腐蚀箔置入含钝化剂的槽液中浸泡一定时间，在钝化处理过程，磷酸或其他酸根溶解了一部分的氧化铝膜，钝化剂上的酸根在氧化铝膜表面生成结晶磷化膜或烃基网状膜。这些成膜物质可使得铝氧化膜对水化敏感程度降低，从而起到钝化作用，提高了化成箔及其电容器产品的耐水合性。

但是，现有钝化处理在提高产品性能的同时具有不可忽视的缺陷。首先，高压化成箔的孔洞虽为直孔状孔洞，但其表面生成的氧化膜仍有一定厚度，在钝化处理时钝化剂酸根或者难以充分扩散进入到孔洞内部、或者结合不牢固，从而造成钝化处理难以全面彻底的覆盖或容易被破坏；而由于钝化处理效率较低，为了达到较好的效果往往提高浓度和温度，这样容易损失一部分的静电容量，使静电容量和耐水合性不可兼得。

为解决上述问题，有申请号为200610063522.1的中国专利申请公开了一种抑制电解电容器铝箔氧化膜和水反应的处理工艺及检验方法，其是在现有电解电容器铝箔生产工艺(腐蚀—清洗一化成)基础上，增加铝箔氧化膜表面的钝化处理，其工艺为：铝箔经腐蚀和清洗处理工艺后，将铝箔在含磷离子的水溶液中浸渍，再经纯水清洗和热处理。但是，该技术的热处理在温度为200℃-500℃下处理时间为1h～3h，而实践经验提示：该热处理的烧片处理时间太长，一来箔片容易发脆、断箔，或容易发生箔片熔融现象，不利箔片氧化膜整体性能提升，二来是热处理1～3h耗能、耗时都太多。显然，该技术缺点明显，尤其是在现有车间设备、条件下难以实现规模生产。

还有申请号为200610039699.8的中国专利申请公开了一种铝电解电容器用电极箔的制造方法，其取中压腐蚀铝箔在95度及以上的纯水中进行水合，水合后，在0.1～5％的40-80℃的磷酸溶液中浸泡，接着在0.5-3％的己二酸铵和3-10％的硼酸60～90℃的水溶液中进行二次化成，第一次化成后，恒压20-30分钟，并通过350-500℃的高温处理，第二次化成后，恒压10～15分钟。该技术把磷酸溶液浸泡的钝化处理安排在水合处理与化成之间，据称钝化处理后的电极箔可以提高比容4-10％。但是，实践经验提示：这样处理得到的箔片的抗水膜性能不佳，特别是随着化成电压增加，箔片会出现严重卷曲，而且化成后氧化膜电性能和耐水性都变差，总之，该工艺对化成电压超过400V的箔片不具备实用性，也难以在现有业界车间设备、条件下实施规模生产。