[发明专利]一种基于纳米铝粉的铝电解电容器阳极箔的烧结方法

说明书

一种基于纳米铝粉的铝电解电容器阳极箔的烧结方法，包括以下步骤：1)将有机材料包覆的纳米铝粉与粘合剂混合均匀；2)将步骤1)的混合浆料涂覆在铝箔基体上，并且固化；3)将步骤2)的铝箔放入到SPS烧结模具中，加热清除有机包覆层和粘合剂；4)步骤3)完成后用SPS烧结模具给铝箔施加0.1‑5MPa的压力，将SPS烧结模具放入到烧结炉中进行放电等离子烧结，抽真空，给铝箔外加轴向80‑400MPa的压力；以50‑120℃/min的升温速率升高到340‑540℃，保温1‑20min，随炉冷却；即得到烧结阳极箔。在本发明中，制备出来的阳极箔是用纳米级的铝粉烧结而成，其比表面积大。

技术领域

本发明涉及一种铝电解电容器阳极箔的烧结方法，尤其涉及一种基于纳米铝粉的铝电解电容器阳极箔的烧结方法。

背景技术

传统的铝电解电容器的阳极箔表面是经过蚀刻处理以获得较大的表面积，但是为了获得中高电压的电容器使用的铝电解电容器的阳极箔，专利号2008801287834，用于铝电解电容器的电极材料和制造该电极材料的方法；公开了一种烧结阳极箔。这种阳极箔是将铝粉或者铝合金粉烧结在铝箔基体上。

目前使用铝粉烧结阳极箔的铝粉的粒径最小是微米级，要想减小粒径以获得高容量，就只能使用纳米级铝粉。然而纳米级铝粉比表面积高，化学性质又极其活泼，极易氧化，在制备和存储过程中，活泼的表面化学性质使纳米铝粉对热、光、射线以及声波等能量刺激更加敏感。新制纳米铝粉的能量不平衡使得一部分能量以表面储能和内部缺陷等形式“冻结”在粉体中，导致纳米铝粉极易发生自燃。此外由于铝粉表面原子配位不足、比表面能较高，使其表面原子具有很高的活性，这种不稳定的热力学体系在相互接触之后极易发生团聚，阻碍了纳米铝粉在含能体系的分散和均化。并且大多数纳米铝粉是通过机械合金化来制备的，在制备阶段，粉末不可避免地受到外界环境中的氧和其他杂质的污染。以上这些原因都严重限制了纳米级铝粉在基于烧结箔的铝电解电容器中的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于纳米铝粉的铝电解电容器阳极箔的烧结方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种基于纳米铝粉的铝电解电容器阳极箔的烧结方法，包括以下步骤：

1)将有机材料包覆的纳米铝粉或者有机包覆的纳米铝合金粉与粘合剂混合均匀；

2)将步骤1)的混合浆料涂覆在铝箔基体上，并且固化；

3)将步骤2)的铝箔放入到SPS烧结模具中，加热清除有机包覆层和粘合剂；加热的速率为20-60℃/min，直到温度升到到240-380℃；

4)步骤3)完成后用SPS烧结模具给铝箔施加0.1-5MPa的压力，将SPS烧结模具放入到烧结炉中进行放电等离子烧结，抽真空使得烧结炉内的气压低于80Pa，给铝箔外加轴向80-400MPa的压力；以50-120℃/min的升温速率升高到340-540℃，保温1-20min，随炉冷却；即得到烧结阳极箔。

上述的基于纳米铝粉的铝电解电容器阳极箔的烧结方法，优选的，所述步骤1)中的有机材料包括聚苯乙烯，硝化纤维素，酸类如聚酰胺酸、硬脂酸、油酸，酮类十六烷酮，醇类如辛醇、山糖梨醇或含氟化合物中的一种或者多种。

上述的基于纳米铝粉的铝电解电容器阳极箔的烧结方法，优选的，所述步骤1)中有机材料包覆的纳米铝粉的制备方法包括以下步骤：①称量0.1重量份的三氯化铝，加入50-100重量份的甲苯中，搅拌均匀；

②加入有机材料备用，有机材料与铝的摩尔比为1：10-1：2；

③称取0.005-0.06重量份氢化铝锂，加入到10-20重量份的甲苯中，搅拌半小时备用；