一种超高压储能材料的腐蚀方法技术

本发明专利技术公开了一种超高压储能材料的腐蚀方法，所述超高压储能材料为Vt≧800V的铝电解电容器用阳极箔，该腐蚀方法包括以下步骤：前处理→一级直流电化学腐蚀→一次中处理→二级直流电化学腐蚀→二次中处理→三级直流电化学腐蚀→后处理。本发明专利技术通过对腐蚀工艺、腐蚀混合溶液配方、原材料铝箔的化学组成及退火工艺等的改进后，生产出的铝箔不仅能满足Vt≥800V超高压化成的需求，并且克服了现有工艺因腐蚀箔孔洞小及不均匀，化成后容易堵塞而造成比容低的缺陷，在获得更高孔径和静电比容的前提下，具有更好的机械强度和使用寿命；同时，生产出的化成箔稳定性好、漏电流低、升压时间快。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铝电解电容器阳极箱制造
，具体涉及一种铝电解电容器用超 高压阳极箱的腐蚀方法。
技术介绍
超高压铝电解电容器因其电压高、储能高、充放电快和发热低而广泛应用航空航 天、车用变频器和工业变频等领域和行业中。超高压铝电解电容器的核心关键技术在于阳 极箱的腐蚀化成工艺。高压腐蚀化成箱原来在国际上仅有日本JCC公司、法国STAM公司、 意大利BECR0MAL公司等少数几家企业能实现规模化生产。但近几年我国在这方面的技术 研究取得突破，东阳光铝、江苏中联科技集团、凯普松（宜都）和南通南辉电子等企业逐步 掌握中高压腐蚀化成箱的生产技术，并实现规模化生产，初步在国内形成垄断格局。 当然，与国外相比，我国企业生产的腐蚀化成箱仍存在性能参数离散性大、一致性 差、稳定性不足等一系列问题，制约着我国铝电解电容器技术水平和产品档次的提高。在我 国，一般用途的低、中、高压阳极用铝箱基本能满足市场需求，但长寿命（5000h以上）用铝 箱、AC铝箱、马达启动电容器用铝箱、工业变频器用铝箱、化成特高压（800V以上）铝箱等， 我国尚不能生产或技术上仍不能满足要求。因此，研究开发和应用于超高压铝电解电容器 阳极箱生产对我国电极箱行业发展有较大的促进作用。 早前，本专利技术专利申请人广西贺州市桂东电子科技有限责任公司在铝电解电容器 用超高压阳极箱
已有所研究，并形成了多项专利技术： 1、中国专利（CN102983008A)公开了一种种铝电解电容器用超高压阳极箱腐蚀方 法，包括如下步骤：前处理一一级直流电化学腐蚀一中处理1 -二级直流电化学腐蚀一中 处理2 -三级直流电化学腐蚀一后处理，采用该方法生产出的阳极箱不仅能满足大于800V 仍至1000V化成超高压的需求，并且产出的产品具有漏电流低、升压时间快和良好的机械 性能。 2、中国专利（CN103177878A)公开了一种超高压阳极箱形成方法，将超高压腐蚀 箱在130~150°C的水蒸气中静置5~20min ;取出在60~80°C含0. 2~1.0 wt%的柠檬 酸氢二铵溶液中浸泡1~5min ;取出进行后续形成处理。采用该方法能够使所形成的阳极 箱性能稳定，升压时间小于200s，产品漏电流小于25 μ A/cm2。 但在实际生产过程中，通过上述工艺制备而得的腐蚀阳极箱的孔洞均匀性较差、 小，且支孔较多，而化成的前处理过程中所采用的水煮方式会使水合膜生长速度过快，很容 易引起孔洞的堵塞，造成生长的氧化膜比表面积减小，从而使化成箱的比容降低。其次，在 实际应用过程中，往往达不到理想的使用寿命。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种铝电解电容器用超高压（Vt彡800V)阳 极箱的腐蚀新工艺，克服了现有工艺因腐蚀箱孔洞小及不均匀，化成后容易堵塞而造成比 容低的缺陷，在获得更高孔径和静电比容的前提下，具有更好的机械强度和使用寿命。 本专利技术是这样实现的：，其中，所述超高压储能材 料为Vt 3 800的铝电解电容器用阳极箱，具体的，该腐蚀方法包括以下步骤： (1)前处理：先将原材料铝箱放在0· 5-lmol/L氢氧化钠溶液中浸泡50-80s，控 制处理温度为40-60°C ;再将铝箱放在含l_5wt%硫酸和3-8wt%磷酸的混合溶液中浸泡 60-180S，控制处理温度为50-70°C ; (2) -级直流电化学腐蚀：将经步骤（1)处理后的铝箱放在含5-8wt%盐酸、 20-35wt%硫酸、0. 5-2wt%磷酸及0. 5-lwt%铝离子的混合溶液中进行直流电化学腐蚀 70-120S，控制处理温度为60-80°C，电流密度为0. 28-0. 42A/cm2; (3) -次中处理：将经步骤⑵处理后的铝箱放在含2-8wt%氯化铵和l-3wt%硝 酸铵的混合溶液中浸泡40-60s，控制处理温度为60-80°C ; (4)二级直流电化学腐蚀：将经步骤（3)处理后的铝箱放在含5_12wt %硝酸、 0. 5-2wt%硫酸、0. 5-2wt%磷酸及0. 3-0. 8wt%铝离子的混合溶液中进行直流电化学腐蚀 2-8min，控制处理温度为60-80°C，电流密度为0· 08-0. 12A/cm2; (5)二次中处理：将经步骤（4)处理后的铝箱放在含2-6wt %盐酸和 0. 05-0. 22wt %壬二酸的混合溶液中进行直流电化学腐蚀l-5min，控制处理温度为 60-80 0C ； (6)三级直流电化学腐蚀：将经步骤（5)处理后的铝箱放在含5_12wt %硝酸、 0. 5-2wt%硫酸、0. 5-2wt%磷酸及0. 2-0. 6wt%铝离子的混合溶液中进行直流电化学腐蚀 l-5min，控制处理温度为60-80°C，电流密度为0· 05-0. lA/cm2; (7)后处理：将经步骤（5)处理后的铝箱放在5-12wt%硝酸溶液中浸泡30-90s， 控制处理温度为60-80 °C。 铝箱在乳制以及高温退火过程中，不可避免地在表面粘上油、脂和铝肩等污染物， 造成铝箱表面质量不均匀。若直接进行电化学腐蚀，侵蚀后蚀孔的大小、深度及分布不均 匀，则不能获得足够大的表面积扩大率，会造成比电容不均匀。由于铝箱表面形成的氧化 膜呈两性，因此采用酸碱配合对铝箱表面进行处理非常重要。前处理的主要作用是除去铝 箱表面的油污、杂质及自然氧化膜，调整铝箱组织结构，改善其表面状态，使其表面均匀、活 化，以利于发孔腐蚀时形成均匀分布的初始孔洞，提高铝箱的电蚀性能。 本专利技术的一级直流电化学腐蚀的作用是在铝箱表面引发蚀点，并使用蚀点形成大 小合理、分布均匀的蚀孔。 本专利技术的一次中处理的作用是以弱碱性溶液清洗掉一级直流电化学腐蚀阶段铝 箱孔洞中的腐蚀混合液，为后续扩孔工艺提供良好的环境。 本专利技术的二次中处理的作用是在蚀孔形成后进一步对蚀孔进行扩大，减少孔洞内 壁氧化膜的形成，有利于后续蚀孔的扩大。 本专利技术的二级、三级直流电化学腐蚀，其目的是在上级工序完成后的进一步扩孔， 最终目的是使用腐蚀孔的孔径满足超高压（Vt多800V)化成赋能的要求，并保持较高的比 容和机械性能。 本专利技术的后处理的作用是除去铝箱内部残留的氯离子、表面的金属杂质，经过后 处理后铝箱表面氯离子残留量< lmg/m2。 本专利技术的整个工艺步骤及参数设计科学、合理，过低的处理温度、电流密度与处理 时间，铝箱表面几乎没有发生反应，起不到开孔、扩孔作用，而过高的处理温度、电流密度与 处理时间，则会使铝箱表面反应过度，产生溶解，严重影响铝箱的机械性能。再配合本专利技术 腐蚀混合溶液，能够在铝箱表面形成适合生产Vt多800V的铝电解电容器用阳极箱的孔径、 孔密度及孔长度微观参数，且在获得更高静电比容的前提下，具有更好的机械强度和使用 寿命。 作为本专利技术的进一步说明，在步骤⑷和（6)中，添加该步骤混合溶液重量 0. 01-0. 1 %的添加剂，所述添加剂由甘油和缓蚀剂组成。 所述甘油与缓蚀剂的重量比为1:5-10。 所述缓蚀剂为包括聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚苯乙烯硫磺、聚苯乙烯 硫磺钠、聚乙二醇中的一种或一种以上组合。 所述缓蚀剂的分子量为20000-100000。 添加剂的添加，既能有效提高铝箱的发孔密度，又能抑制铝箱表面溶解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高压储能材料的腐蚀方法，其特征在于，所述超高压储能材料为Vt≧800V的铝电解电容器用阳极箔，该腐蚀方法包括以下步骤：（1）前处理：先将原材料铝箔放在0.5‑1mol/L氢氧化钠溶液中浸泡50‑80s，控制处理温度为40‑60℃；再将铝箔放在含1‑5wt%硫酸和3‑8wt%磷酸的混合溶液中浸泡60‑180s，控制处理温度为50‑70℃；（2）一级直流电化学腐蚀：将经步骤（1）处理后的铝箔放在含5‑8wt%盐酸、20‑35wt%硫酸、0.5‑2wt%磷酸及0.5‑1wt%铝离子的混合溶液中进行直流电化学腐蚀70‑120s，控制处理温度为60‑80℃，电流密度为0.28‑0.42A/cm2；（3）一次中处理：将经步骤（2）处理后的铝箔放在含2‑8wt%氯化铵和1‑3wt%硝酸铵的混合溶液中浸泡40‑60s，控制处理温度为60‑80℃；（4）二级直流电化学腐蚀：将经步骤（3）处理后的铝箔放在含5‑12wt%硝酸、0.5‑2wt%硫酸、0.5‑2wt%磷酸及0.3‑0.8wt%铝离子的混合溶液中进行直流电化学腐蚀2‑8min，控制处理温度为60‑80℃，电流密度为0.08‑0.12A/cm2；（5）二次中处理：将经步骤（4）处理后的铝箔放在含2‑6wt%盐酸和0.05‑0.22wt%壬二酸的混合溶液中进行直流电化学腐蚀1‑5min，控制处理温度为60‑80℃；（6）三级直流电化学腐蚀：将经步骤（5）处理后的铝箔放在含5‑12wt%硝酸、0.5‑2wt%硫酸、0.5‑2wt%磷酸及0.2‑0.6wt%铝离子的混合溶液中进行直流电化学腐蚀1‑5min，控制处理温度为60‑80℃，电流密度为0.05‑0.1A/cm2；（7）后处理：将经步骤（5）处理后的铝箔放在5‑12wt%硝酸溶液中浸泡30‑90s，控制处理温度为60‑80℃。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小飞，张传超，蔡小宇，熊传勇，刘继林，
申请(专利权)人：广西贺州市桂东电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广西;45