[发明专利]电解电极的制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及电解电极的制造工艺以应用于工业目的的各种电解，特别涉 及工业目的的电解中具有高电解耐久性的电解电极的制造工艺，包括电解铜 箔制造、通过液体动力供给的铝电解电容器制造以及连续电镀铁片制造，其 与在阳极的氧产生相关。

背景技术

包括电解铜箔制造、通过液体动力供给的铝电解电容器制造以及连续电 镀铁片制造的最近的工业目的的电解工艺涉及在阳极的氧产生，因此，涂覆 氧化铱作为电极催化剂的金属钛衬底的阳极由于其高的抵抗氧产生的性质 而被广泛应用。然而，在涉及在阳极的氧产生的工业目的的该类型电解中， 添加有机物质或杂质元素以稳定产物，这引起各种电化学和化学反应。由于 与氧产生相关的增大的氢离子浓度(较低pH值)，这些反应可能引起较高的 电极催化剂消耗。

对于通常用于氧产生的情况的氧化铱电极催化剂，电极消耗被认为从自 身消耗开始并伴随发生由于相同原因的电极衬底的腐蚀，并且由于电极催化 剂的部分和内部消耗及脱离，强电流流到电极催化剂的其余部分上，从而催 化剂消耗加速连续进行。

传统上，为了抑制电极衬底的腐蚀溶解以及有效电极催化剂从电极衬底 的相继脱离，应用各种工艺，典型地如在钛衬底和电极催化剂层之间安装中 间层。这样的中间层选择为具有电子导电性以及低于电极催化剂层的电极活 性，设计为具有通过将电极衬底与引起腐蚀性电解质和降低的pH的氧产生 区隔离来减轻衬底损伤的作用。作为满足这些条件的中间层，在以下专利文 献中描述了各种工艺。

在专利文献1中，提出了中间层，其设置有作为金属的厚度在0.001g/m²和1g/m²之间的钽和/或铌氧化物并设置有横过形成在衬底表面上的氧化钛 涂层的导电性。

在专利文献2中，提出了价控制(valence-controlled)半导体，其具有 添加到钛和/或锡氧化物的钽和/或铌氧化物。在工业中，专利文献1和专利 文献2中描述的工艺被广泛应用。

在专利文献3中，提出了形成在底涂层上的金属氧化物中间层，该底涂 层包括在衬底表面上通过真空溅射制备的没有晶界的非晶层。

然而，近来，作为对高经济效率的要求的反映，工作条件变得越来越苛 刻并要求高度耐久的电极。在这些情况下，制备专利文献1-3所述的中间 层的工艺还没有实现希望的充分的效果。

为了解决与专利文献1-3的中间层制备相关的问题，在专利文献4中 公开了形成包括单层氧化钛的中间层的方法，其中钛电极衬底自身被电氧化 从而所述电极衬底上的表面钛转化成氧化钛。

对于专利文献4中描述的电极，通过电氧化形成的中间层极薄不足以提 供足够的抗腐蚀性；因此，在通过电氧化制备的所述第一中间层的表面上， 通过热分解工艺额外形成第二厚氧化钛单层，在其上构造电极催化剂层。

然而，专利文献4中描述的方法由于其在中间层的制备中要求两种工艺 而可行性差、不经济并且不实用；更具体地，电氧化和热分解要求两种完全 不同的设备和机械。

在专利文献5中，提出了能够与电极衬底紧密结合的高度抗腐蚀的致密 的中间层，其包括通过电极衬底和电极催化剂之间的电极衬底的高温氧化处 理制备的高温氧化物涂层。

根据专利文献5，通过电极衬底的高温氧化制备的氧化物涂层高度抗腐 蚀且致密，并与电极衬底紧密结合，从而保护电极衬底并通过氧化物-氧化 物结合能够充分支撑主要包括氧化物的电极催化剂。

在专利文献6中，提出了具有双层结构的中间层以进一步增强专利文献 5中方法的效果，该中间层包括金属氧化物和通过高温氧化而得自衬底的高 温氧化物涂层。

然而，专利文献5和专利文献6中的方法都不足以形成高度抗腐蚀的致 密的并能够与电极衬底和电极催化剂之间的电极衬底紧密结合的中间层，并 且不能得到高密度、抗电解腐蚀性和导电性质的电解电极。

【专利文献1】JP 60-21232B专利公报

【专利文献2】JP 60-22074B专利公报

【专利文献3】JP 2761751B专利公报

【专利文献4】JP 7-90665A专利公报

【专利文献5】JP 2004-360067A专利公报

【专利文献6】JP 2007-154237A专利公报

发明内容