一种中高压阳极用高纯铝箔表面综合改性处理的方法技术

本发明专利技术公开了一种中高压阳极用高纯铝箔表面综合改性处理的方法，涉及铝电解电容器用中高压阳极高纯铝箔和腐蚀箔的制造领域。旨在提供一种能够提高铝箔腐蚀发孔隧道孔分布的均匀性、降低铝箔的自腐蚀减薄，因而可以进一步提高铝箔的比电容和抗折弯性能的方法。本发明专利技术提供的技术方案包括下述步骤：步骤1：将高纯铝箔在碱性溶液中预处理；步骤2：将经过预处理的铝箔采用阳极+阴极一步电流法进行处理；步骤3：高温氧化。

Method for comprehensively modifying surface of high-purity aluminium foil for medium and high voltage anode

The invention discloses a method for comprehensively modifying surface of high purity aluminium foil for medium and high voltage anode, relating to the manufacture of middle and high voltage anode, high-purity aluminium foil and corrosion foil used for aluminium electrolytic capacitor. The invention aims to provide a method for increasing the uniformity of the corrosion of the aluminum alloy pore of the tunnel hole and reducing the self corrosion and thinning of the aluminum foil, so as to further improve the specific capacitance and the bending resistance performance of the aluminum foil. The technical scheme provided by the invention comprises the following steps: Step 1: high purity aluminum in alkaline solution pretreatment; step 2: pretreated by anodic aluminum foil + cathode step current method; step 3: high temperature oxidation.

【技术实现步骤摘要】
一种中高压阳极用高纯铝箔表面综合改性处理的方法
本专利技术属于铝电解电容器用中高压阳极高纯铝箔和腐蚀箔的制造领域，尤其是一种中高压阳极用高纯铝箔表面综合改性处理的方法。
技术介绍
随着电子整机体积的不断缩小和高密度组装化的发展，要求作为基础元器件的中高压铝电解电容器具有高容量和小型化的特点，以满足电子产品的发展需要。目前中高压铝电解电容器用阳极铝箔一般通过电化学腐蚀的方法在阳极铝箔表面生成大量的隧道孔以扩大其表面积，即提高电容器的比电容，以实现电容器的高容量和小型化目的。为了保证中高压阳极电极箔具有所需要的缠绕性能，腐蚀后的电极箔还必须具有一定的拉伸强度和折弯性能，因此需要在腐蚀铝箔的中间保持一定厚度的没有被腐蚀的纯铝层。此外为了使腐蚀后的铝箔综合性能最优化，在腐蚀过程中，需要提高铝箔表面蚀孔分布的均匀性、尽量避免并孔的发生以及发孔时降低铝箔表面的自腐蚀现象。中高压阳极用高纯铝箔腐蚀的工艺主要包括：腐蚀前预处理、发孔处理和扩孔处理。铝箔发孔时，孔的形态和分布方式主要由铝箔的表面状态决定，而铝箔的表面状态主要由腐蚀前预处理方式决定。铝箔表面预处理主要包括热处理、酸、碱处理、阴极极化处理、氧化处理和沉积惰性金属处理等。目前，国内外提高中高压腐蚀铝箔的电性能主要通过在中高压铝箔中加入ppm级的Pb、Sn、In等微量元素，通过退火热处理工艺使这些微量元素在铝箔表面发生富集，在铝箔随后的发孔时富集的微量元素将与铝基体构成大量的腐蚀微电池，从而提高铝箔腐蚀发孔的均匀性。该途径的结果是虽然生成的隧道孔均匀性提高了，但同时由于腐蚀微电池的面密度过高，铝箔的腐蚀减薄和隧道孔并孔也严重增加，前者使腐蚀铝箔的比电容得到提高，而后者又将限制比电容的进一步提高和降低腐蚀铝箔的机械性能。中国专利公开号为103774193A和103361692A公布了在中高压电子铝箔表面电沉积锌、锡晶核的方法，来引导铝箔的腐蚀发孔，具有提高铝箔比电容的效果。但同时我们发现上述专利中沉积的锡、锌晶核在诱导铝箔发孔时缺乏持久性，分析原因是采用两步法沉积锡、锌晶核时，由于铝箔表面仍然存在很薄的含水氧化膜，导致锡、锌晶核在含水氧化膜上沉积出来，从而降低晶核与铝箔基体的结合力。在铝箔腐蚀发孔时由于大部分的锡、锌晶核不是直接在铝基体上沉积，晶核容易脱离基体而产生挂灰，降低持续引导铝箔发孔的能力，导致铝箔发孔均匀性下降，从而限制铝箔比电容的进一步提高。中国专利公开号为103451713A公布了在中高压电子铝箔阳极氧化沉积锌或锡晶核的腐蚀预处理方法，该方法仍然是在未完全溶解的阳极氧化膜上沉积锌或锡晶核，由于阳极氧化膜的耐蚀性和致密性，使得锌或锡晶核与铝箔基体的结合力更低，从而限制比电容的提高。此外，中国专利公开号为104357886A和CN104733181A公布了在中高压阳极用高纯铝箔表面化学和喷雾沉积弥散锡、锌晶核的方法，该方法能够先将铝箔表面的含水膜部分溶解后再在铝基体上直接沉积出锡、锌晶核，能够较明显的提高晶核与基体的结合力。但由于化学溶解铝箔表面含水膜并不能够均匀、充分的溶解掉再沉积晶核，而是一边溶解含水膜同时沉积出晶核，导致部分晶核能够直接在铝箔基体上沉积，而其它晶核仍将沉积在含水膜上，使得晶核引导铝箔均匀的发孔并没有达到最优，最终限制比电容的进一步提高。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种中高压阳极用高纯铝箔表面综合改性处理的方法，该方法能够提高铝箔腐蚀发孔隧道孔分布的均匀性、降低铝箔的自腐蚀减薄，因而可以进一步提高铝箔的比电容和抗折弯性能。为了实现上述技术效果，本专利技术提供的技术方案是这样的：一种中高压阳极用高纯铝箔表面综合改性处理的方法，包括下述步骤：步骤1：将高纯铝箔在碱性溶液中预处理；步骤2：将经过预处理的铝箔采用阳极+阴极一步电流法进行处理；步骤3：高温氧化。优选地，步骤1所述的碱性溶液是指：0.1～2mol/LNa2CO3+0.1～1.5mol/LNa3PO4+0.5～3mol/LNaOH+0.1～0.5mol/L缓蚀剂。优选地，所述的步骤1的处理温度为60～95℃，处理时间为5～60s。优选地，所述的缓蚀剂为硫脲、明胶、苯并三氮唑、葡萄糖酸钠中的一种或几种。优选地，所述的步骤2具体为：将经过预处理的铝箔在溶液中采用阳极+阴极一步电流法进行处理；其中，所述的溶液是指：0.1～1mol/L锡酸钠+0.2～1mol/L氢氧化钠+0.01～0.05mol/L酒石酸钾钠+0.1～5ml/L聚苯乙烯磺酸钠。优选地，所述的步骤2的处理温度为30～60℃。优选地，所述的阳极电流密度范围为5～50mA/cm2，阴极电流密度范围为10～40mA/cm2。优选地，所述的阳极处理时间为10～60s，阴极处理时间为10～60s。优选地，步骤3所述的高温氧化的氧化温度为100～400℃，氧化时间为10～100秒。优选地，所述的高纯铝箔是指：将经过成品再结晶退火处理后，形成{100}面织构占有率大于95％的，表面含微量Fe、Si、Cu、Zn、Ga、Mn元素并且不富集Pb元素，Al纯度为99.99％的中高压阳极用高纯铝箔。本专利技术与传统方法相比，具有以下优点：1、将高纯铝箔在含缓蚀剂的碱性溶液中进行预处理的目的在于除去铝箔表面经过成品再结晶退火后形成的致密氧化膜并形成新的含水膜。2.采用阳极+阴极一步电流法处理能够均匀的完全除去铝箔表面的含水膜并直接在铝箔基体上沉积出锡晶核，避免锡晶核在铝箔表面的含水膜上沉积，提高了锡晶核和铝箔基体的结合力，增强了锡晶核持续引导铝箔腐蚀发孔的能力。更具体地说，上述的阳极处理目的在于除去铝箔表面含水膜；阴极处理目的在于直接在铝箔基体上沉积出均匀弥散分布的Sn晶核。3.将经过阳极+阴极一步电流法处理的铝箔高温氧化，获得Al2O3/SnO2复合氧化膜和Al-Sn互扩散微区，SnO2颗粒作为半导体不溶于酸溶液，有利于阳极电流集中在SnO2颗粒上，使局部溶液酸性提高，导致SnO2颗粒附近的Al2O3膜溶解，从而诱导铝箔均匀的腐蚀发孔。此外，Al2O3/SnO2复合氧化膜和Al-Sn互扩散微区诱导腐蚀发孔的作用将比锡晶核更加持久，从而进一步提高引导铝箔腐蚀发孔的能力。4.在碱性预处理溶液中添加微量的缓蚀剂能够大幅降低铝箔预处理时的厚度减薄并能够获得更加平整的表面状态。附图说明图1为铝箔表面沉积弥散分布的Sn晶核示意图；图2为铝箔表面经过短时间高温氧化处理时表面复合结构的转变示意图；图3为铝箔表面经过长时间高温氧化时表面复合结构的转变示意图；图4为经过综合改性处理后的铝箔表面的扫描电镜图。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本专利技术的权利要求做进一步的详细说明，但不构成对本专利技术的任何限制，任何在本专利技术权利要求保护范围内所做的有限次修改，仍在本专利技术的权利要求保护范围内。实施例1将Al纯度为99.99％，厚度为110μm，{100}面织构占有率大于95％的经过均匀化退火后表面含微量Fe、Si、Cu、Zn、Ga、Mn元素并且不富集Pb元素这些电极电位比铝高的中高压阳极用高纯铝箔在温度为80℃，含有1mol/L碳酸钠+0.5mol/L十二水磷酸钠+2mol/L氢氧化钠+0.2mol/L硫脲溶液中进行预处理，预处理时间为10秒，以除去铝箔表面经过退火后致密的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中高压阳极用高纯铝箔表面综合改性处理的方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：将高纯铝箔在碱性溶液中预处理；步骤2：将经过预处理的铝箔采用阳极+阴极一步电流法进行处理；步骤3：高温氧化。

【技术特征摘要】
1.一种中高压阳极用高纯铝箔表面综合改性处理的方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：将高纯铝箔在碱性溶液中预处理；步骤2：将经过预处理的铝箔采用阳极+阴极一步电流法进行处理；步骤3：高温氧化。2.根据权利要求1所述的一种中高压阳极用高纯铝箔表面综合改性处理的方法，其特征在于，步骤1所述的碱性溶液是指：0.1～2mol/LNa2CO3+0.1～1.5mol/LNa3PO4+0.5～3mol/LNaOH+0.1～0.5mol/L缓蚀剂。3.根据权利要求1所述的一种中高压阳极用高纯铝箔表面综合改性处理的方法，其特征在于，所述的步骤1的处理温度为60～95℃，处理时间为5～60s。4.根据权利要求2所述的一种中高压阳极用高纯铝箔表面综合改性处理的方法，其特征在于，所述的缓蚀剂为硫脲、明胶、苯并三氮唑、葡萄糖酸钠中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种中高压阳极用高纯铝箔表面综合改性处理的方法，其特征在于，所述的步骤2具体为：将经过预处理的铝箔在溶液中采用阳极+阴极一步电流法进行处理；其中，所述的溶液是指：0.1～1mol/L锡酸钠+0.2～1mol/L氢氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭宁，杨宏，何业东，陈家进，
申请(专利权)人：广西正润新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45