[发明专利]生产电解电容器阳极铝箔用的高纯铝板锭及阳极铝箔、电解电容器

说明书

技术领域

本发明属于电解电容器技术领域，具体涉及一种生产电解电容器用阳极铝箔用的高纯铝板锭及阳极铝箔、电解电容器。

背景技术

中高压铝电解电容器在空调、植入式心脏去纤颤器以及马达启动器等领域有广泛的应用。由于市场对电子设备小型化的需求，要求用于这些电子设备中的中高压铝电解电容器减少体积但同时保持或提升性能。因此用于中高压铝电解电容器的阳极铝箔需要提高比表面积以提高电容器的电容，增强阳极铝箔的力学性能尤其是折弯力学性能以满足不同形式电容器的需要，改善阳极铝箔的均匀性以提高电容器产品的一致性。

高性能中高压铝电解电容器的制备，一方面依赖于高纯铝板锭制成的阳极铝箔的腐蚀技术，另一方面取决于高纯铝板锭制成的阳极铝箔本身的腐蚀性质。腐蚀技术方面，最早使用铬酸腐蚀工艺，该工艺的缺点是存在环境污染的风险，并因此逐步被淘汰，随铝箔蚀刻技术的发展，此项技术已难以满足市场对高静电容量铝箔的需求，逐渐被硫酸腐蚀工艺替代。另一方面，高纯铝的制备技术主要可以分为三层电解法与偏析法，其中由三层电解法生产的高纯铝制备阳极铝箔用的高纯铝板锭，其特点是铝的纯度高，可达99.996wt.％以上，耐蚀性高，稳定性好。随硫酸体系腐蚀工艺的发展，由三层电解法生产的高纯铝制备阳极铝箔在硫酸体系中腐蚀效率低，比容难以满足市场需求。此外，三层电解法制备高纯铝的成本高，尽管用其制备的铝箔具有稳定性好的特点，但不利于阳极铝箔的工业化生产。

而偏析法制备的阳极铝箔尽管成本低，但耐蚀性较低，所生产的阳极铝箔电性能与力学性能容易波动，不易控制。要控制阳极铝箔的腐蚀性能，偏析法制备的精铝对微量元素的添加的要求更加严格，导致对阳极铝箔的成品率产生一定的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供生产电解电容器用阳极铝箔用的高纯铝板锭及阳极铝箔、电解电容器，该高纯铝板锭可以明显提高制得的蚀刻阳极铝箔的比表面积，增加静电容量，同时保持良好的折弯力学性能。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种生产电解电容器用阳极铝箔用的高纯铝板锭，其中所述高纯铝板锭中的30wt％～100wt％的高纯铝采用偏析法制备，

所述高纯铝板锭包括：Al：≥99.9wt％；Fe：5～35ppm；Si：5～35ppm；Cu：10～100ppm；Pb：0.2～3ppm；B:1～8ppm；

所述高纯铝板锭还包括：铈、钪、锆、钒、铬中的一种或多种，且总含量为3～25ppm。

为了提高电解电容器的比容，需增加阳极铝箔的腐蚀性以增加阳极铝箔的比表面积。因此在阳极铝箔加工之前，在铸造高纯铝板锭的过程中开始添加铁、硅、铜、铅、硼，还添加铈、钪、锆、钒、铬中的一种或多种，通过在阳极铝箔表面形成腐蚀微电池大幅增加阳极铝箔表面的蚀坑密度，从而提高阳极铝箔的比表面积。

本发明中通过将含偏析高纯铝的板锭制成阳极铝箔，再通过硫酸体系腐蚀工艺制作出阳极铝箔。在铸造高纯铝板锭的过程中添加Fe：5～35ppm，Si：5～35ppm，Cu：10～100ppm，Pb：0.2～3ppm，B:1～8ppm，铈、钪、锆、钒、铬中的一种或多种，且总含量为3～25ppm。高纯铝板锭中的特定的微量元素包括：铈、钪、锆、钒、铬中的一种或多种，结合精铝液的特性，通过这些微量元素及其组合的添加，并调整上述微量元素在阳极铝箔中的分布状态，达到提高阳极铝箔表面的蚀坑密度，抑制表面过腐蚀与提高蚀坑在表面分布的均匀性，以及控制蚀孔长度的目的，最终显著提高阳极铝箔的比表面积并保持高折弯强度。本发明利用偏析法制备的高纯铝降低铝箔工业化生产的成本，同时使阳极铝箔所生产的阳极铝箔具有优异的电性能与力学性能并且可保持稳定，提高阳极铝箔的成品率。

本发明限定微量元素添加的种类与含量范围的理由如下：

Fe、Si元素为高纯铝生产过程中不易彻底去除的元素，为保持最终产品的稳定性，通常在后续高纯铝板锭铸造过程中再少量添加，使Fe、Si元素的含量保持在一定水平。Fe、Si元素一方面可以促进阳极铝箔表面的点蚀，另一方面可以增加阳极铝箔的抗拉强度。若在高纯铝板锭铸造过程中Fe、Si元素的含量超过35ppm，则在后续的均匀化退火、热轧、中间退火与成品退火过程中容易以化合物的形式析出，一方面阻碍阳极铝箔形成强立方织构，另一方面使最终阳极铝箔失重增大，导致力学性能与电性能的波动。若Fe、Si的含量低于5ppm，则高纯铝生产过程控制难度增大，降低成品率。因此Fe、Si的含量应分别控制在5～35ppm。