一种降低铝电解电容器用低压电极箔漏电流的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种降低铝电解电容器用低压电极箔漏电流的制备方法。该制备方法将将低压腐蚀箔浸渍于的硅烷偶联剂溶液中，施加电压进行一级化成，将一级化成低压腐蚀箔依次进行二级化成和三级化成后置于硼酸和硼砂中，进行一次反向加电，高温热处理后进行四级化成，磷酸钝化处理，进行五级化成，再通过进行二次反向加电，烘干得到铝电解电容器用低压电极箔。本发明专利技术的制备方法结合硅烷偶联剂一级化成处理、三级化成后沸水处理和反向加电处理不仅有效的减少了化成箔表面水合氧化铝的含量，而且很好的保护了氧化膜的孔洞结构，制备得到的低压电极箔比容高，损耗低，漏电流明显降低，提升电极箔的耐纹波电流能力，延长电容器的使用寿命。

A Method for Reducing Leakage Current of Low Voltage Electrode Foil for Aluminum Electrolytic Capacitor

The invention discloses a preparation method for reducing leakage current of low voltage electrode foil for aluminium electrolytic capacitors. The preparation method dips the low-voltage corrosion foil in the solution of silane coupling agent, applies voltage to first-order formation, and then converts the first-order corrosion foil into low-voltage corrosion foil by second-order formation and third-order formation, then puts it in boric acid and borax, carries out a reverse charging, four-stage formation after high-temperature heat treatment, phosphoric acid passivation treatment, five-stage formation, and then through a second reverse charging. Low voltage electrode foil for aluminium electrolytic capacitor was obtained by drying. The preparation method of the invention combines silane coupling agent primary formation treatment, boiling water treatment after tertiary formation and reverse charging treatment, which not only effectively reduces the content of hydrated alumina on the foil surface, but also protects the pore structure of the oxide film. The prepared low-voltage electrode foil has high specific capacitance, low loss, significantly reduced leakage current, and improves the anti-ripple current ability of the electrode foil. To prolong the service life of capacitors.

【技术实现步骤摘要】
一种降低铝电解电容器用低压电极箔漏电流的制备方法
本专利技术涉及降低电极箔漏电流的制备
，更具体地，涉及一种降低铝电解电容器用低压电极箔漏电流的制备方法。
技术介绍
随着电子设备整机小型化的发展，对铝电解电容器的体积缩小和比容提高提出了迫切需要，阳极化成箔作为铝电解电容器中的核心材料，对电容器的各种特性起决定性作用。现有的低压阳极箔化成工艺一般是在硼酸和硼砂的溶液、己二酸盐水溶液中进行三级化成、高温热处理，四级化成，最后磷酸二氢铵溶液中浸渍处理，采用这种化成工艺制备得到的低压电极箔，制成铝电解电容器后，漏电流较大，导致耐纹波电流性能较差，电容器使用寿命较短。现有技术中公开了一种降低低压化成箔漏电流的化成处理方法，将铝箔置于己二酸盐水溶液中浸渍后再在己二酸盐水溶液化成，化成后的电极箔放入磷酸水溶液中钝化处理，二次水洗后置于己二酸盐和磷酸二氢盐的混合水溶液中化成，水洗高温热处理后置于磷酸二氢盐水溶液中化成烘干，还公开了将腐蚀箔置于98℃以上的纯水中浸渍，在五硼酸铵和硼酸中进行一级化成和二级化成，热处理后将电极箔置于五硼酸铵和硼酸溶液中浸渍，在硼酸中进行后化成处理的方法。但是现有化成工艺制备得到的低压电极箔，制成铝电解电容器后，漏电流仍较大，导致耐纹波电流性能较差，使得电容器使用寿命较短。因此，提供一种针对低压电极箔漏电流降低的铝电解电容器用低压电极箔的制备方法对于提高铝电解电容器的使用寿命具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有铝电解电容器用低压电极箔的漏电流过大的缺陷和不足，提供一种降低铝电解电容器用低压电极箔漏电流的制备方法，通过结合硅烷偶联剂改性处理水合氧化铝、煮沸去极化处理以及反向加电处理，一方面促进了水合氧化铝膜向致密多孔氧化铝膜转化，另一方面很好的保护了表面的多孔层结构，协同作用，有效降低了低压电极箔漏电流，提升了耐大纹波电流能力。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种降低铝电解电容器用低压电极箔漏电流的制备方法，包括如下步骤：S1.将低压腐蚀箔浸渍于40~80℃的硅烷偶联剂溶液中，施加2~10V电压，进行一级化成，化成时间为5-15min；S2.将S1中的一级化成低压腐蚀箔依次进行二级化成和三级化成，化成后在90℃~100℃的纯水中处理4min~10min；S3.将S2中的低压腐蚀箔置于4%~9%的硼酸和2%~15%的硼砂中，进行一次反向加电，加电电压同三级化成电压，加电时间为1~5min，反应加电温度为50~90℃；S4.将S3中的低压腐蚀箔在400~600℃下高温热处理1~3min，进行四级化成，磷酸钝化处理，再进行五级化成，四级化成和五级化成电压同三级化成电压；S5.将S4中的低压腐蚀箔置于4%~9%的硼酸和2%~15%的硼砂中，进行二次反向加电，加电电压同三级化成电压，加电时间为1~5min，烘干得到铝电解电容器用低压电极箔。上述方法中二级化成、三级化成、四级化成和五级化成均可以采用常规的铝电解电容器用低压电极箔化成工艺完成。常规的降低电极箔漏电流的方法中只是采用硅烷偶联剂溶液浸渍的方法进行前处理，单纯浸渍前处理中硅烷偶联剂只有浓度差导致的化学迁移，向孔洞内扩散，硅烷偶联剂对水合氧化铝羟基的络合不充分。本专利技术中直接在硅烷偶联剂溶液中化成时，硅烷偶联剂在电场作用下向孔洞内迁移，增加硅烷偶联剂对水合氧化铝羟基的络合效果。加电浸渍化成，一方面促使硅烷偶联剂向腐蚀箔表面以及孔洞内迁移，增强络合效果，一方面在加电酸性溶液中化成时，生成的氧化膜更致密。通过硅烷偶联剂络合，减少水合氧化铝（水合氧化铝为疏松结构）的生成，使得致密氧化膜增多。本专利技术采用硅烷偶联剂对电极箔表面进行化成修饰处理，一方面硅烷偶联剂水解生成硅醇，对化成过程产生的水合氧化铝进行表面改性处理，与羟基进行结合，减少水合氧化铝膜的含量，另一方面在酸性条件下施加电流促使水合氧化铝膜向致密多孔氧化铝膜转化，从两方面减少水合氧化铝的含量。现有文献及专利报道中，沸水处理只有在中高压电极箔生产使用，且主要是化成前的预处理使用，主要因低压化成箔的孔洞结构尺寸较小，易堵塞，沸水预处理不适用，同时沸水预处理或者化成中使用，未见文献或专利报道。本专利技术的制备方法在高温热处理前，沸水处理和对电极箔反向加电处理，使得未化成或化成不完善被封堵的孔洞暴露出来，反向加电处理，使得孔洞内部的己二酸盐通过电泳被清洗出来，防止在高温热处理时，己二酸在孔洞内燃烧爆炸，避免氧化膜孔洞结构被破坏，不会破坏多孔层。所制造的铝电解电容器用低压电极箔在相同耐压情况下，比现有化成工艺制备的低压电极箔漏电流明显降低，耐大纹波电流能力显著提升。本专利技术通过沸水处理和反向加电处理，一方面避免热处理是氧化膜产生更多缺陷，另一方面暴露出氧化膜内部缺陷，便于后续的修补化成，最终形成的氧化膜更致密完整，电极箔的漏电流更小，耐大纹波电流能力更强。优选地，S1中所述施加电压为5~8V。硅烷偶联剂化成中施加电压的大大小会影响硅烷偶联剂和腐蚀箔表面化成时生成的水合氧化铝羟基的络合，但施加电压也不能过高，过高时会导致生成的络合物的分解。更优选地，S1中所述施加电压为8V。优选地，三级化成电压为70V-110V，化成温度为80℃-90℃，化成时间为5min~12min。一次反向加电电压同四级化成电压，二次反向加电电压同五级化成电压，一次反向加电电压和二次反向加电的电压均为70V-110V。更优选地，所述三级化成电压为90V。因所使用的化成液为己二酸盐，属于有机物，进入到化成箔的孔洞内部后，在后续高温热处理时，会发生分解，产气，产生爆炸效应，必然破坏氧化膜的完整性，导致氧化膜破裂、脱落。因此通过反向加电，形成反向电场，使得己二酸盐从化成箔孔洞内迁移出来，避免了热处理时的爆炸效应。在反向加电前的沸水处理，一方面对是氧化膜的破坏处理，溶解掉疏松的水合氧化铝、打开被堵塞封闭以及未充分化成的孔洞，便于后续的化成修补；另一方面是打开孔洞后，便于方向加电时，己二酸盐的迁移，两者结合，确保己二酸盐能从孔洞内充分清洗掉。所述硅烷偶联剂溶液为硅烷偶联剂的乙醇溶液，硅烷偶联剂的质量分数为0.5%-5%，溶液pH值为3~5。酸性条件下，硅烷偶联剂水解后更稳定也彻底，更易与水合氧化铝表面的羟基进行络合，进行修饰。同时，在酸性条件下加电化成时，一方面生成的疏松的水合氧化铝可以被溶解掉，致密的水合氧化铝得以保留下来，另一方面在加电作用下，硅烷偶联剂更易向腐蚀箔表面以及其孔洞内电泳迁移，进而与表面羟基络合。优选地，S2中所述二级化成电压为30V~50V，二级化成温度为80℃-90℃，化成时间为5min~12min。更优选地，S2中所述二级化成电压为50V。上述二级~五级化成的化成液可以优选为1%~10%的己二酸盐水溶液。优选地，S4中所述磷酸钝化处理的钝化液为1％～3％的磷酸水溶液，钝化温度为30℃～50℃，钝化时间为1min～3min。上述硅烷偶联剂优选为3-氨基丙基三甲氧基硅烷偶联剂溶液、乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂、氨丙基甲基二乙氧基硅烷偶联剂、γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷偶联剂、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂的一种或几种。上述已二酸盐优选为已二酸钠、已二酸铵或已二酸钾。与现有技术相比，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低铝电解电容器用低压电极箔漏电流的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1. 将低压腐蚀箔浸渍于40~80℃的硅烷偶联剂溶液中，施加2~10V电压，进行一级化成，化成时间为5‑15min；S2. 将S1中的一级化成低压腐蚀箔依次进行二级化成和三级化成，化成后在90℃~100℃的纯水中处理4min~10min；S3. 将S2中的低压腐蚀箔置于质量百分数为4%~9%的硼酸和质量百分数为2%~15%的硼砂中，进行一次反向加电，加电电压同三级化成电压，加电时间为1~5min，反应加电温度为50~90℃；S4. 将S3中的低压腐蚀箔在400~600℃下高温热处理1~3min，进行四级化成，磷酸钝化处理，再进行五级化成，四级化成和五级化成电压同三级化成电压；S5. 将S4中的低压腐蚀箔置于4%~9%的硼酸和2%~15%的硼砂中，进行二次反向加电，加电电压同三级化成电压，加电时间为1~5min，烘干得到铝电解电容器用低压电极箔。

【技术特征摘要】
1.一种降低铝电解电容器用低压电极箔漏电流的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将低压腐蚀箔浸渍于40~80℃的硅烷偶联剂溶液中，施加2~10V电压，进行一级化成，化成时间为5-15min；S2.将S1中的一级化成低压腐蚀箔依次进行二级化成和三级化成，化成后在90℃~100℃的纯水中处理4min~10min；S3.将S2中的低压腐蚀箔置于质量百分数为4%~9%的硼酸和质量百分数为2%~15%的硼砂中，进行一次反向加电，加电电压同三级化成电压，加电时间为1~5min，反应加电温度为50~90℃；S4.将S3中的低压腐蚀箔在400~600℃下高温热处理1~3min，进行四级化成，磷酸钝化处理，再进行五级化成，四级化成和五级化成电压同三级化成电压；S5.将S4中的低压腐蚀箔置于4%~9%的硼酸和2%~15%的硼砂中，进行二次反向加电，加电电压同三级化成电压，加电时间为1~5min，烘干得到铝电解电容器用低压电极箔。2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，S1中所述施加电压为5~8V。3.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，S1中所述施加电压为8V。4.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：余英凤，何凤荣，罗向军，肖远龙，
申请(专利权)人：乳源瑶族自治县东阳光化成箔有限公司，东莞东阳光科研发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44