[发明专利]一种用于低压化成箔的电极结构材料及其应用

说明书

本发明公开了一种用于低压化成箔的电极结构材料及其应用。本发明的电极结构材料包括未腐蚀铝芯层和腐蚀区间，所述未腐蚀铝芯层具有连续贯穿结构并垂直于电极结构材料表面均匀分布，未腐蚀铝芯层的平均厚度为0.1～100μm，未腐蚀铝芯层之间距离为20～1000μm。本发明的电极结构材料具有优异的折弯性能的同时还具有较高的比容，比容为84μF/cm²时其折弯强度达到93回。本发明的电极结构材料应用于铝电解电容器时，未腐蚀铝芯层显著改善了电极结构材料与正负极引线的有效接触面积，进而减小接触电阻，与传统电极结构材料相比，将接触电阻由0.89mΩ降低至0.21mΩ，减小了电极结构材料发热和击穿的风险。

技术领域

本发明涉及铝电解电容器技术领域，更具体地，涉及一种用于低压化成箔的电极结构材料及其应用。

背景技术

近年来，为适应电子产品集成化的需求，小型化、高容量和低成本成为铝电解电容器的主要发展方向。目前，腐蚀箔通常采用电化学腐蚀技术获得海绵状的高密度腐蚀微孔和较薄的腐蚀夹心层来提高其比电容。然而，获得高比电容的同时也降低了化成箔的折弯强度。

为获得既具有较高比容量又具有较好折弯性能的化成箔，人们不断开发新的腐蚀箔电极结构材料，例如专利CN113035573A电极结构材料及其制备电极结构材料的方法、铝电解电容器中公开了一种电极结构材料包括基材和基材表面具有一定角度夹角的金属纤维组成，使用该电极结构材料所制成的阳极箔具有较高的比容的同时其折弯强度最高达到66回，所制备的电极结构材料在较高比容时折弯性能较差；而且应用于铝电解电容器时正负极引线与电极结构材料的接触电阻较大，极易导致电极结构材料产生发热和击穿等问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有电极结构材料的结构限制，尤其是用于制备低压化成箔的电极结构材料，在具有较高比容时折弯性能较差的缺陷和不足，提供一种用于低压化成箔的电极结构材料，通过特定结构的未腐蚀铝芯层和腐蚀区间的调控，在保持电极结构材料具有较高比容的基础上，显著改善了电极结构材料的折弯性能。

本发明的另一目的是所制得的用于低压化成箔的电极结构材料在铝电解电容器中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种用于低压化成箔的电极结构材料，包括未腐蚀铝芯层和腐蚀区间；所述未腐蚀铝芯层具有连续贯穿结构并沿垂直于电极结构材料表面均匀分布，未腐蚀铝芯层的平均厚度为0.1～100μm；所述未腐蚀铝芯层之间距离为20～1000μm。

本发明中垂直于电极结构材料表面均匀分布的具有贯穿结构的未腐蚀铝芯层可以有效分解电极结构材料弯折过程中所受应力，提高其折弯强度；而小孔径的海绵状腐蚀孔可以提高电极结构材料的比容，实现用于低压化成箔的电极结构材料具有较高比容的同时还能够保持较好的折弯性能。

当电极结构材料的未腐蚀铝芯层之间的距离一定时，未腐蚀铝芯层的平均厚度越大，说明腐蚀区间体积占比越小，进而导致其比容减小，而折弯强度增大；当电极结构材料的未腐蚀铝芯层的平均厚度一定时，未腐蚀铝芯层之间的距离越大，说明腐蚀区间体积占比越大，进而导致其比容增大，而折弯强度减小；未腐蚀铝芯层的平均厚度过大或未腐蚀铝芯层之间的距离过小，都会过度缩减腐蚀区间的体积占比，进而导致比容过低，难以满足应用需求。

本发明的电极结构材料在保证较高比容的基础上，通过改善未腐蚀铝芯层的结构，将传统沿电极结构材料表面水平方向分布的未腐蚀铝芯层(如图4所示)调整为沿电极结构材料表面垂直方向分布并具有贯穿结构的未腐蚀铝芯层(如图3所示)，与现有用于低压化成箔的电极结构材料相比，在比容相当的情况下，显著提高了电极结构材料的折弯强度。

优选地，未腐蚀铝芯层的平均厚度为1～100μm，未腐蚀铝芯层之间距离为50～500μm。

优选地，未腐蚀铝芯层的平均厚度为4.7～93μm。