超声-磁耦合控制离子传递提高电极箔性能的腐蚀装置制造方法及图纸

超声‑磁耦合控制离子传递提高电极箔性能的腐蚀装置，属于电子材料工艺技术领域。包括铝箔、支撑铝箔的导电辊筒、传动辊筒、注有腐蚀液的腐蚀槽、腐蚀液循环泵、三个电极板；所述导电滚筒包括两个槽外导电辊筒、所述传动辊筒包括一个槽内传动辊筒，所述铝箔从入腐蚀液至出腐蚀液均通过导电辊筒、传动辊筒支撑；在所述腐蚀槽内设置直流电磁铁，所述铝箔通过腐蚀液内电极板之间；在所述腐蚀槽的底部设置板声源。其通过引入超声和磁场双重效应，将超声空化效应和磁场在液体中产生的磁致涡流效应相耦合，并运用到阳极铝箔的腐蚀过程中，有效提高了溶液主体中Cl‑及腐蚀产物AlCl3的传递，增大了电极箔表面蚀孔分布的均匀性和发孔率，提高了铝箔的比电容。

Ultrasonic magnetic coupling control ion transfer to improve foil foil performance

The corrosion device for improving the performance of foil by ultrasonic ion magnetic coupling control belongs to the field of electronic material technology. A conductive roller, a drive roller, a corrosion groove, a corrosion liquid circulating pump and three electrode plates are included. The conductive roller comprises two external conducting rollers and the transmission roller including a transmission roller in the trough. The aluminum foil is carried through the conductive roller from the corrosion liquid to the corrosion liquid. A drive roller support is supported, a DC electromagnet is set in the corrosion tank, the aluminum foil is between the corrosion liquid electrode plate, and the plate sound source is set at the bottom of the corrosion groove. By introducing the dual effects of ultrasonic and magnetic field, the effect of ultrasonic cavitation and magnetic field induced by magnetic field in the liquid is coupled. In the corrosion process of the anode aluminum foil, the transfer of Cl and corrosion product AlCl3 in the main body of the solution is improved, and the uniformity and the porosity of the corrosion hole distribution on the surface of the electrode foil are increased. The specific capacitance of aluminum foil is improved.

【技术实现步骤摘要】
超声-磁耦合控制离子传递提高电极箔性能的腐蚀装置
本技术属于电子材料工艺
，具体涉及一种提高电极箔性能及比容的装置。
技术介绍
对于高压铝电解电容器而言，阳极铝电极箔是其核心构件，当前研究主要集中于如何提高其比电容。通常情况下会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。一般采用电化学腐蚀法处理铝箔提高其比表面积，其一般工艺流程为：开卷→预处理→清洗→直流电解→水洗→烘干→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。现有的阳极箔腐蚀装置，如图6所示，循环泵（4）从腐蚀槽（9）底部循环出口吸入腐蚀液（8），经流量计（3）控制流量后从腐蚀槽（9）的四个上角循环注入槽中。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。在发孔阶段，现有装置中，腐蚀液在腐蚀槽内各处的Cl-浓度存在一定程度的差异，不利于箔面腐蚀液层流层的减薄，使迁移至铝箔表面用于发孔的Cl-浓度较小，不能保证箔面各蚀点处吸附的Cl-浓度的均一性，使点蚀萌生的几率降低，即蚀孔占有率降低。在扩孔阶段，现有装置中Cl-及Al3+的扰动效果及流通性较差，导致Cl-分布不均匀，造成扩面效果降低。随着蚀孔长度的增加，Cl-向孔内的迁移阻力及腐蚀产物AlCl3向孔外的迁移阻力都有所增加，导致它们的扩散速率下降，使蚀孔前端的氯化铝达到饱和状态，蚀孔停止生长，所形成的腐蚀箔表面的发孔密度降低、蚀孔长度及孔径大小不均一。在随后的化成过程中，一些过小的蚀孔会被表面的氧化膜覆盖，造成蚀孔封闭，降低了腐蚀箔的有效比表面积，减小了电极箔的比电容。在现有装置条件下，以840Vf化成条件为例，110μm的化成箔的比容为0.22-0.26μf/cm2，折弯次数为24-28次，产品在105℃高温寿命试验时间为7000-9000h。
技术实现思路
本技术提供一种采用超声-磁耦合控制离子传递提高电极箔性能的腐蚀装置，目的在于解决目前传统的电极箔腐蚀装置中腐蚀液循环性能差、腐蚀液中离子浓度分布不均匀致使蚀孔深度及尺寸不均，继而造成铝箔比容量小、折弯性能差等问题。本技术包括铝箔、支撑铝箔的导电辊筒、传动辊筒、注有腐蚀液的腐蚀槽、腐蚀液循环泵、三个电极板，所述腐蚀液循环泵的进口通过管道与腐蚀槽底部出口连接，所述腐蚀液循环泵的出口连接管道送至腐蚀槽开口上方，在腐蚀液循环泵出口的连接管道上设置流量计；在所述腐蚀槽上方设置导电板架，各所述电极板分别通过导线连接在所述导电板架上，各所述电极板自然悬于所述腐蚀槽内；所述导电滚筒包括两个槽外导电辊筒、所述传动辊筒包括一个槽内传动辊筒，所述铝箔从入腐蚀液至出腐蚀液均通过导电辊筒、传动辊筒支撑；在所述腐蚀槽内设置直流电磁铁，所述直流电磁铁完全浸入腐蚀液中，所述直流电磁铁分别对称设置于电极板的两侧，所述铝箔通过腐蚀液内电极板之间；在所述腐蚀槽的底部设置板声源。本技术与现有技术相比，其显著优点：其通过引入超声和磁场双重效应，将超声空化效应和磁场在液体中产生的磁致涡流效应相耦合，并运用到阳极铝箔的腐蚀过程中，有效提高了溶液主体中Cl-及腐蚀产物AlCl3的传递，增大了电极箔表面蚀孔分布的均匀性和发孔率，使蚀孔深度及孔径大小比较一致，呈圆柱状，铝基体边界清晰明了、厚度适中，进一步增大了铝箔的有效比表面积及折弯强度，提高了铝箔的比电容。本技术所述直流电磁铁由防腐壳体、铁芯、感应线圈组成，所述感应线圈绕置于所述铁芯外，所述防腐壳体密封包裹在所述铁芯、感应线圈外，所述感应线圈的两个电极端分别伸出所述防腐壳体，所述感应线圈的两个电极端分别通过导线连接至相应的直流电源。这种设置的直流电磁铁通过防腐壳体保护铁芯和线圈，通过直流电磁铁的两电极接入电源，形成磁场，优化铝箔的腐蚀。本技术所述板声源由多个超声换能器、密封板体构成，所述板声源覆盖整个腐蚀槽底面；各所述超声换能器置于所述密封板体内。通过设置多个均布的超声换能器及密封板体覆盖整个腐蚀槽底面，保证了超声波的覆盖面以及超声波均度。本技术各超声换能器均匀布置在所述板声源工作面上。超声换能器与腐蚀液的接触面大，保证超声效果。附图说明图1为本技术的一种结构示意图；图2是图1中直流电磁铁的结构示意图。图3是图2中直流电磁铁的俯视图。图4是本技术中板声源的立体结构示意图。图5是本技术中板声源的一维视图图6是现有技术中电极箔的腐蚀装置结构示意图。具体实施方式如图1所示，本超声-磁耦合控制离子传递提高电极箔性能的腐蚀装置，包括铝箔1、支撑铝箔1的导电辊筒12、传动辊筒11、注有腐蚀液8的腐蚀槽9、腐蚀液循环泵4、三个电极板10，腐蚀液循环泵4的进口通过管道与腐蚀槽9底部出口连接，腐蚀液循环泵4的出口连接管道2送至腐蚀槽9开口上方，在腐蚀液循环泵4出口的连接管道上设置流量计3；在腐蚀槽9上方设置导电板架16，各电极板10分别通过导线连接在导电板架16上，各电极板10自然悬于腐蚀槽9内；导电滚筒12包括两个槽外导电辊筒12、传动辊筒11包括一个槽内传动辊筒11，铝箔1从入腐蚀液至出腐蚀液均通过导电辊筒12、传动辊筒11支撑；在腐蚀槽9内设置直流电磁铁7，直流电磁铁7完全浸入腐蚀液8中，直流电磁铁7分别对称设置于电极板10的两侧，铝箔1通过腐蚀液8内电极板10之间；在腐蚀槽9的底部设置板声源5。如图2、3所示，直流电磁铁7由防腐壳体13、铁芯14、感应线圈15组成，感应线圈15绕置于铁芯14外，防腐壳体13密封包裹在铁芯14、感应线圈15外，感应线圈15的两个电极端分别伸出防腐壳体13，感应线圈15的两个电极端分别通过导线连接至相应的直流电源。如图1、4、5所示，板声源5由多个超声换能器6、密封板体17构成，板声源5覆盖整个腐蚀槽9底面；各超声换能器6置于密封板体17内，且均匀布置；各超声换能器6均匀布置在板声源5工作面上。其中邻近电极板10之间的距离为150mm，流量计3控制的流量为5m3/h，板声源5上的超声换能器6的个数为20个，超声换能器6的超声频率为25KHz，输出功率为1000W，一对直流电磁铁之间的距离为500mm,施加的磁场强度为0.8T，此时腐蚀铝箔的容量达到最优。本装置通过引入超声和磁场双重效应，将超声空化效应和磁场在液体中产生的磁致涡流效应相耦合，并运用到阳极铝箔的腐蚀过程中，可以促进电化学反应，达到提高离子传递的目的，从而增大电极箔的比电容。（1）超声-磁耦合效应可以加强液相传质。超声空化效应在液体中产生的湍动作用和磁场在液体中产生的磁致涡流效应，均会强化近箔面层流层的扰动，使箔面层流层减薄，加速腐蚀液中Cl-向界面的传递，增加界面处Cl-的吸附量，提高了界面处Cl-的有效浓度及箔面各处Cl-分布的均一性，促进点蚀萌生，提高了蚀孔分布的均匀性和发孔率。（2）超声-磁耦合效应可以加强隧道孔内外离子传递及氢气泡脱附（脱气）。超声微射流作用和磁场微观涡旋对流作用可以强化Cl-向隧道孔内及腐蚀产物AlCl3向孔外的传递效果，提高蚀孔内Cl-浓度及反应速率的均一性，从而提高蚀孔深度均一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超声‑磁耦合控制离子传递提高电极箔性能的腐蚀装置，包括铝箔、支撑铝箔的导电辊筒、传动辊筒、注有腐蚀液的腐蚀槽、腐蚀液循环泵、三个电极板，所述腐蚀液循环泵的进口通过管道与腐蚀槽底部出口连接，所述腐蚀液循环泵的出口连接管道送至腐蚀槽开口上方，在腐蚀液循环泵出口的连接管道上设置流量计；在所述腐蚀槽上方设置导电板架，各所述电极板分别通过导线连接在所述导电板架上，各所述电极板自然悬于所述腐蚀槽内；所述导电滚筒包括两个槽外导电辊筒、所述传动辊筒包括一个槽内传动辊筒，所述铝箔从入腐蚀液至出腐蚀液均通过导电辊筒、传动辊筒支撑；其特征在于在所述腐蚀槽内设置直流电磁铁，所述直流电磁铁完全浸入腐蚀液中，所述直流电磁铁分别对称设置于电极板的两侧，所述铝箔通过腐蚀液内电极板之间；在所述腐蚀槽的底部设置板声源。

【技术特征摘要】
1.超声-磁耦合控制离子传递提高电极箔性能的腐蚀装置，包括铝箔、支撑铝箔的导电辊筒、传动辊筒、注有腐蚀液的腐蚀槽、腐蚀液循环泵、三个电极板，所述腐蚀液循环泵的进口通过管道与腐蚀槽底部出口连接，所述腐蚀液循环泵的出口连接管道送至腐蚀槽开口上方，在腐蚀液循环泵出口的连接管道上设置流量计；在所述腐蚀槽上方设置导电板架，各所述电极板分别通过导线连接在所述导电板架上，各所述电极板自然悬于所述腐蚀槽内；所述导电滚筒包括两个槽外导电辊筒、所述传动辊筒包括一个槽内传动辊筒，所述铝箔从入腐蚀液至出腐蚀液均通过导电辊筒、传动辊筒支撑；其特征在于在所述腐蚀槽内设置直流电磁铁，所述直流电磁铁完全浸入腐蚀液中，所述直流电磁铁分别对称设置于电极板的两侧，所述铝箔通过腐蚀液内电极板...

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