一种基于磁致涡流强化传质提高电极箔性能的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于磁致涡流强化传质提高电极箔性能的装置，包括铝箔和置于腐蚀槽内的两个电极板，腐蚀液置于腐蚀槽内，还包括浸没在腐蚀槽内腐蚀液中的直流电磁铁，传动时铝箔从两个电极板之间穿过。本实用新型专利技术属于电子材料工艺技术领域。本实用新型专利技术处理后的箔表面蚀孔组织分布均匀，蚀孔尺寸、深度基本一致，为柱孔状，呈隧道型结构，铝基体边界清晰明了，厚度均一，进一步增强了铝箔的折弯强度及其有效比表面积，从而提高了铝箔的比电容。本实用新型专利技术提高了电极板上的氢气泡脱附速率，从而有效的降低了腐蚀槽内的电压降。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁致涡流强化传质提高电极箔性能的装置
本技术属于电子材料工艺
，特别是一种基于磁致涡流强化传质提高电极箔性能的装置。
技术介绍
电解电容器在电子等相关行业中被广泛应用，对于铝电解电容器而言，阳极铝电极箔是其核心构件。通常采用提高铝箔比表面积和氧化膜的介电常数的方法来提高阳极箔的比容量，其中最有效途径就是增加阳极铝电极箔的有效比表面积。铝箔在生产过程中，其表面形成的氧化层反映了铝箔表面抗腐蚀性的特点，而且氧化膜的性能会直接影响隧道孔的数量及位置。提高铝箔表面结构的均匀性，减少铝箔表面的各种缺陷，为隧道孔的发生提供同等机会，也可以改善腐蚀孔的分布并增加腐蚀孔的数量，从而提高其有效比表面积。一般采用电化学腐蚀方法处理阳极铝电极箔来增大其有效比表面积，其一般工艺流程为：前处理→第一直流电解→第二直流电解→后处理→腐蚀箔。在第一直流电解对阳极铝电极箔进行腐蚀时，在铝箔表面引发初始蚀孔，这一过程是整个腐蚀工艺的关键之处，从而达到蚀孔孔径大小合理、分布密度均匀的目的。在ZL201520217789.6、ZL201120294583.5中，腐蚀工艺是在电极箔腐蚀装置中进行的，如图1所示的电极箔腐蚀装置图，循环泵7从腐蚀槽9的底部出口吸入腐蚀液10，经流量计4控制流量后通过循环管3从腐蚀槽9的四个上角循环进入腐蚀槽9。电极箔的电化学腐蚀工艺主要分为两个阶段：发孔阶段和扩孔阶段。目前电极箔腐蚀装置在发孔阶段和扩孔阶段还存在一些问题。在发孔阶段，现有装置的电解液在腐蚀槽内各处的氯离子浓度存在一定程度的差异，尤其近箔面层流液层内的氯离子浓度的均一性较差。这种浓度差异导致了箔面发孔密度、蚀孔大小及深度的不均匀性增大，使腐蚀箔表面的平整度较差；同时还影响了蚀孔的生成速率和占有率。而且，在现有装置中，电化学腐蚀过程中，腐蚀箔表面和电极表面产生的气体不易排出，导致了腐蚀液中的物质不能够充分的传递，即传质效果变差，腐蚀效率下降，继而造成腐蚀槽内电压降升高，电耗增高。在扩孔阶段，现有装置中，腐蚀箔表面的扰动效果不佳，腐蚀槽内各处氯离子浓度的差异造成了扩面效果降低。随着腐蚀孔长度的增加，Al3+从腐蚀孔内部向外部溶液迁移阻力增大，扩散速率下降，同时氯离子向孔内迁移的扩散速率也会下降，腐蚀孔前端的氯化铝达到饱和，腐蚀孔尖端发生钝化，腐蚀孔停止生长。其形成的腐蚀箔表面发孔密度及孔深不均，蚀孔均匀性降低，并孔增多，蚀坑孔径尺寸大小不一。在化成阶段，一些过分微小的蚀孔将会被其表面的氧化膜堵塞，造成小孔封闭；进一步的降低了腐蚀箔的有效比表面积，从而减小了腐蚀箔的比电容。在现有装置条件下，对于840Vf，110μm的超高压电极箔而言，其比容仅为0.21-0.27μf/cm2，折弯次数为25-28次，产品在105℃高温寿命试验时间为7000-9000h。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有装置的不足，提供能够增加腐蚀箔有效比表面积来提高铝箔的比电容的一种基于磁致涡流强化传质提高电极箔性能的装置。实现本技术目的的技术解决方案为：一种基于磁致涡流强化传质提高电极箔性能的装置，包括铝箔和置于腐蚀槽内的两个电极板，腐蚀液置于腐蚀槽内，还包括浸没在腐蚀液中的直流电磁铁，该直流电磁铁完全浸没在腐蚀液中的，直流电磁铁由密封防腐壳体、感应线圈、铁芯组成，传动时铝箔从两个电极板之间穿过。本技术与现有技术相比，其显著优点：1、本技术的一种基于磁致涡流强化传质提高电极箔性能的装置，通过磁流体力学效应强化驱动电解液中氯离子和腐蚀产物铝离子等带电离子在箔面层流液层做涡旋运动，即磁致涡流运动，通过磁致涡流增强箔面层流层内扰动，减小扩散层厚度，从而达到强化腐蚀液主体中氯离子向铝箔表面传质、箔面各蚀点间的氯离子传质及隧道孔内反应产物向孔外的传质。有效的控制了铝箔表面蚀孔的分布及大小，使得蚀孔的分布及大小比较均匀一致，为柱孔状，呈隧道型结构，蚀孔深度比较一致，铝基体边界清晰明了，厚度均一，箔面及箔面各缺陷点处的氯离子浓度更加均一，提高箔面发孔率，进一步增强了铝箔的折弯强度、抗拉强度以及铝箔的机械强度，增加其寿命次数及有效比表面积，从而提高铝箔的比容。2、该装置强化了隧道孔内传质及氢气泡脱附(脱气)，有效的降低了腐蚀槽的电压降；由于偏析杂质的存在，在电化学腐蚀过程中槽内会产生很多的氢气，所产生的氢气会吸附在铝箔和电极的表面，随着电解过程的进行，箔面和电极上吸附的氢气泡越来越多，又由于氢气泡会阻碍传质的进行，导致发生极化效应，使腐蚀槽内的电压降上升；因为氢气没有电荷性，一般情况下，单一的电场很难对其产生电迁移作用，但氢气是一种抗磁性物质，可以利用外加磁场对其产生磁力效应，并且通过控制磁场强度大小使氢气远离磁场强度较高的区域，使箔面和电极表面吸附的氢气浓度降低，起到了强制脱气的作用，改善了由于氢气泡阻碍传质造成的极化效应，进而导致腐蚀槽内的电压降下降，并且提高了电流效率，减少了生产能耗。下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细描述。附图说明图1是现有技术中电极箔的腐蚀装置结构示意图。图2是本技术装置的结构示意图。图3是图2中直流电磁铁的结构示意图。图4是图3中直流电磁铁的俯视图。图中，铝箔1，导电辊筒2，循环管3，流量计4，电极板5，直流电磁铁6，循环泵7，传动辊筒8，腐蚀槽9，腐蚀液10，密封防腐壳体11，感应线圈12，铁芯13。具体实施方式结合图2，本技术基于磁致涡流强化传质提高电极箔性能的装置，包括：铝箔1，导电辊筒2，循环管3，流量计4，电极板5，直流电磁铁6，循环泵7，传动辊筒8，腐蚀槽9，腐蚀液10，密封防腐壳体11，感应线圈12，铁芯13。在腐蚀槽9内设有一对直流电磁铁6，直流电磁铁6完全浸没于腐蚀液10中，直流电磁铁6包括密封防腐壳体11、感应线圈12、铁芯13，其中铝箔1在传动时，通过导电辊筒2和传动辊筒8在两个电极板5之间穿过。所述的两个电极板5在腐蚀槽9内中心对称放置，腐蚀液10置于腐蚀槽9内，传动辊筒8安装在腐蚀槽9内电极板5的下方，导电辊筒2安装在腐蚀槽9的上方。所述循环泵7进口是通过循环管3与腐蚀槽9底部的腐蚀液10连通，其出口是通过循环管3与腐蚀槽9顶部的腐蚀液10连通；所述循环泵7出口与循环管3之间设有流量计4，循环泵7从腐蚀槽9的底部吸口吸入腐蚀液10，经流量计4控制流量后通过循环管3从腐蚀槽9的四个上角循环注入腐蚀槽9中。在电极板5两侧中心对称放置着两个直流电磁铁6，所述两个直流电磁铁6浸没在腐蚀槽9内的腐蚀液10中。两个直流电磁铁6会产生磁致涡流效应。本技术是一种基于磁致涡流强化传质提高电极箔性能的装置，通过磁场的引入，使电极表面出现微观涡旋对流现象，在液体中产生磁致涡流效应，加大近箔面处层流层的扰动，减薄了箔面层流层，提高了腐蚀液中氯离子向界面的传质速率，提高了腐蚀液的分散能力，减小了腐蚀箔表面氯离子的浓度差，提高箔面各缺陷点吸附氯离子的有效浓度，增加液体的表面活性和发孔系数，改善了点蚀分布，使得发孔更加均匀，整体提高了箔面发孔率及电容性能；同时磁场可以影响电化学系统中的传质过程，利用磁致涡流效应在电极表面产生微观涡旋对流作用，强化了铝箔表面的扰动效果，提高了近箔面各缺陷点处氯离子的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磁致涡流强化传质提高电极箔性能的装置，包括铝箔(1)和置于腐蚀槽(9)内的两个电极板(5)，腐蚀液(10)置于腐蚀槽(9)内，其特征在于：在腐蚀槽(9)设有一对直流电磁铁(6)，所述的直流电磁铁(6)完全浸没于腐蚀液(10)中，直流电磁铁(6)包括密封防腐壳体(11)、感应线圈(12)、铁芯(13)，传动时，铝箔(1)从两个电极板(5)之间穿过。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁致涡流强化传质提高电极箔性能的装置，包括铝箔(1)和置于腐蚀槽(9)内的两个电极板(5)，腐蚀液(10)置于腐蚀槽(9)内，其特征在于：在腐蚀槽(9)设有一对直流电磁铁(6)，所述的直流电磁铁(6)完全浸没于腐蚀液(10)中，直流电磁铁(6)包括密封防腐壳体(11)、感应线圈(12)、铁芯(13)，传动时，铝箔(1)从两个电极板(5)之间穿过。2.根据权利要求1所述的一种基于磁致涡流强化传质提高电极箔性能的装置，其特征在于：所述的两个电极板(5)沿着腐蚀槽的中心对称排列。3.根据权利要求1或2所述的一种基于磁致涡流强化传质提高电极箔性能的装置，其特征在于：所述的两个电极板(5)之间的距离为300-400mm。4.根据权利要求1所述的一种基于磁致涡流强化传质提高电极箔性能的装置，其特征在于：所述的一对直流电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵静，王天鹏，张淮浩，李丹丹，王大为，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32