[发明专利]一种中高压铝电解电容器阳极箔的扩孔工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金属铝箔的电化学腐蚀领域，尤其涉及到一种中高压铝电解电容器阳极箔的扩孔工艺。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，电子整机也越趋小型化，作为电子整机最重要的元器件之一的铝电解电容器，其发展的小型化也成为必然趋势。通过对铝电解电容器的主要原材料铝箔进行电化学腐蚀，扩大其比表面积，提高其比容值，是铝电解电容器小型化最有效的技术途径。

目前中高压铝电解电容器阳极箔的制备工艺主要包括以下几个步骤：前处理、发孔腐蚀、扩孔腐蚀、化成处理。前处理的作用主要是去除铝箔表面的天然氧化膜和油污，使铝箔表面均匀活化，为初始蚀孔的出现提供便利条件；发孔腐蚀是在混酸溶液(一般选用盐酸和硫酸的混合液)中，通过施加直流电进行电化学腐蚀使得铝箔表面形成具有一定深度和孔径的初始蚀孔；扩孔腐蚀是在酸性溶液中(目前较为常用的是硝酸溶液)，通过施加直流电进行电化学腐蚀使得在发孔过程中形成的初始蚀孔进一步扩大和加深，进而增大其比表面积，提高比容值；化成则是将铝箔进行阳极氧化,使水中之氧原子与铝原子结合，从而在铝箔表面形成一层能耐特定电压的氧化膜介质层。

采用硝酸作为扩孔作为腐蚀液，虽然硝酸本身是一种强氧化剂，在一定程度上自腐蚀影响相对较小，但是仍然存在较严重的自腐蚀现象。铝箔的表面溶解先于腐蚀孔的生长，导致铝箔表面减薄，失重量增加，影响比表面的增加，进而影响比容值的提高。为此，已有一些学者进行了一些大分子添加剂的扩孔工艺研究。闫康平等进行了中高压电容器铝箔扩孔液中添加聚丙烯酸的研究，王志申等进行了大分子聚苯乙烯磺酸(PSSA)在扩孔液中的缓蚀作用的研究。研究表明在扩孔液中加入有机大分子加入只是减缓了铝箔表面的腐蚀，而对于孔内部的腐蚀不能起到有效的缓蚀作用，对于比容值的提高很有限，比容值仍然存在一定的提升空间。

发明内容

本发明的目的是针对采用硝酸作为扩孔腐蚀液会产生较严重的自腐蚀现象，导致铝箔表面减薄，失重量增加，孔内部易出现并孔现象，比容值减小的缺点，提出一种中高压铝电解电容器阳极箔的扩孔工艺。

本发明的技术方案为：在扩孔腐蚀液硝酸中复配加入无机盐或者有机小分子中的至少一种与有机大分子添加剂的方法。有机大分子多为线性高分子，由于相互作用和缠绕，只能吸附在铝箔表面,减缓铝箔表面的腐蚀；无机盐和有机小分子因其分子量相对较小，可能会进入到孔的内部，减缓孔内部的腐蚀，减少并孔现象的发生，进而增大有效表面积，提高比容值。采用复配加入添加剂的方法能够较好的解决铝箔表面腐蚀严重，失重量过大及孔内部容易产生并孔现象等问题，使阳极箔的有效比表面积增大，静电容量提高，失重量减少。

本发明的具体技术方案为：一种中高压铝电解电容器阳极箔的扩孔工艺，其特征在于：经过前处理、发孔腐蚀后的铝箔在加入复配添加剂的硝酸扩孔液中进行扩孔腐蚀，其中复配添加剂的加入质量为硝酸扩孔液质量的0.02％-1.0％。

优选加入的复配添加剂为无机盐或者有机小分子中的至少一种与有机大分子添加剂的混合；有机大分子添加量为硝酸扩孔液质量的0.01％-0.15％。

优选上述的无机盐为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或者钼酸钠；有机小分子为硫脲或者十二烷基苯磺酸钠；有机大分子为聚丙烯酰胺、聚乙二醇或者聚苯乙烯磺酸钠。

上述前处理过程包括碱洗和酸洗两个过程；其中碱洗是优选铝箔在50-70℃下，在质量分数为8％-13％的NaOH溶液中浸洗60-120s；酸洗是优选铝箔在50-70℃下，在质量分数为3％-6％的磷酸溶液中浸洗60-120s。

优选发孔腐蚀选用的工艺条件为：发孔溶液为0.5-2.5mol/L硫酸和1-3mol/L盐酸的混合液，其中硫酸和盐酸的摩尔比为1:(1-3)；发孔温度为50-90℃；发孔电流密度为0.10A/cm²-0.30A/cm²；发孔时间为60-210s。

优选扩孔腐蚀选用的工艺条件为：扩孔温度为50-90℃；扩孔电流密度为0.01A/cm²-0.09A/cm²；扩孔时间为240-720s；硝酸扩孔液的浓度为0.5mol/L-2.5mol/L。