[发明专利]高分子聚合物及相关电解液与电化学腐蚀工艺

说明书

技术领域

本发明涉及电化学腐蚀领域，特别涉及铝电解电容器的阳极箔腐蚀工艺及其相关电解液与添加剂。

背景技术

铝电解电容器阳极用铝箔，是铝电解电容器制造的关键原材料。衡量铝电解电容器性能的重要指标之一是比容量，即单位体积静电容量的大小。根据平板电容器静电容量公式：C＝(ε₀ε_γS)/d，对于在额定工作电压范围内的铝电解电容而言，静电容量主要由阳极箔的有效面积S的大小决定。因此，提高铝电解电容器静电容量的关键在于扩大阳极铝箔的有效面积。扩大铝箔表面积有多种方法，目前国内外各生产厂家多采用腐蚀扩面法，即通过化学腐蚀和电化学腐蚀将铝箔表面蚀刻，使其表面凹凸不平，形成高密度均匀分布的且有一定深度的腐蚀坑道，这样在表观面积不变的情况下，使实际表面积显著增加。

铝电解电容器用阳极箔通常采用一级或多级电化学腐蚀的方法，在铝箔中形成隧道孔来提高腐蚀波的比表面积。目前广泛采用的工艺是先在硫酸-盐酸的混合液中进行直流发孔，形成高密度、均匀的细小隧道孔，然后再硝酸溶液中进行直流扩孔，将细小的隧道孔的直径扩大到大于高压化成膜厚度的程度，以获取高的比电容。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高分子聚合物，以及含有该高分子化合物的电化学腐蚀用电解液以及使用该电化学腐蚀用电解液的铝电解电容器的阳极箔腐蚀工艺。该工艺能有效提高铝电解电容器阳极铝箔的有效面积，扩大铝电解电容器的比容。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种高分子聚合物，所述高分子聚合物由含有乙烯基与磺酸基的单体均聚或共聚而成而成，所述高分子聚合物的分子量为10’000～1’000’000。

优选地，所述单体选自式1或式2所示化合物：

式1：

式2：

在式1与式2中，R₁、R₂、R₃选自H及碳原子数为1~5的烷基，R₄选自碳原子数为1~5的亚烷基及亚苯基，M为碱金属离子。

优选地，R₁、R₂、R₃选自H、—CH₃及—CH₂CH₃，R₄选自—CH₃—、—CH₂CH₂—、—CH(CH₃)—及—（C₆H₄）—，M为钠离子。

本发明还提供了一种电化学腐蚀用电解液，所述电解液包括酸溶液以及可溶性高分子聚合物，所述可溶性高分子聚合物为权利要求1至3任意一项所述高分子聚合物。

优选地，所述可溶性高分子电解质的含量为电解液重量的0.01%～15%。

优选地，所述电解液中，酸的含量为电解液重量的1%～10%，酸选自H₂SO₄、H₃PO₄、HCl、HNO₃中的一种或多种。

本发明还提供了一种铝电解电容器的阳极箔腐蚀工艺，包括前处理、发孔、扩孔及后处理步骤，其特征在于：所述的扩孔步骤中，扩孔液为权利要求4至6任意一项所述电化学腐蚀用电解液。

实验研究表明，隧道孔在铝箔中呈锥状，均匀扩孔将使隧道孔仍然保持锥状，其结果总有一部分隧道孔的直径小于化成膜的厚度，在化成中被氧化膜堵死，限制了比电容的提高；另外，由于铝箔表面的发孔是随机的，那些相互靠得较近的孔在扩孔时会发生并孔，导致铝箔减薄和比电容的降低。

本发明针对现有阳极箔的腐蚀工艺中扩孔过程中那些靠得较近的孔容易发生并孔导致铝箔减薄和比电容的降低这一缺陷，提供了一种在电蚀腐蚀液加入含有乙烯基和磺酸基的可溶性高分子电解质的工艺。