一种多孔电极箔及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种多孔电极箔及其制备工艺，该多孔电极箔包括铝箔基材和形成于铝箔基材至少一面上的多孔复合膜，该多孔复合膜的原料包括：铝粉、阀金属氧化物粉末、粘结剂和溶剂；该阀金属氧化物的介电常数大于6.5；该粘结剂的闪点在650℃以下。当将多孔复合膜的各原料混合后，能够以流体形态涂覆在铝箔基材表面，不会出现扬尘；且由于粘结剂的存在，当将混合流体烘干后，粘结剂也能对铝粉和阀金属氧化物粉末形成束缚，辊压时也不会出现扬尘，确保车间内工作环境良好，有效地去除了粉尘爆炸等隐患；本发明专利技术的多孔电极箔可以广泛应用于高压化成领域，不仅化成时的电耗大大降低，而且电极箔的比容量也得到大幅提升，具有更高的产品附加值。附加值。附加值。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔电极箔及其制备工艺


[0001]本专利技术属于阳极箔化成
，具体涉及一种多孔电极箔及其制备工艺。

技术介绍

[0002]电极箔是铝电解电容器的关键原材料，而铝电解电容器是各种电器、计算机、通讯器材、自动化设备等必须使用的三大元器件之一。电极箔的品质直接影响电容器的使用寿命，而电容器又决定了电子整机的使用寿命。电子行业目前的发展趋势是向整机小型化发展，而电容器在电子产品中所占空间比例较大，因此缩小铝电解电容器的体积是整机小型化的关键，这就对电极箔比容提出了更高的要求。
[0003]根据静电容量公式(式中，C为电容量，ε0为真空介电常数，ε为电介质层相对介电常数，S为电介质层表面积，d为介质层厚度(d＝E
a
*K)，E
a
为氧化膜形成电压，K为氧化膜形成常数)可知，要想提高阳极箔比容，增大箔片比表面积S是一个可行途径。
[0004]因此，传统的电极箔制备工艺中通常会对电极箔实施化学蚀刻处理以形成隧道型孔洞，达到增大箔片比表面积的目的。但隧道孔径长短难以均匀控制，且传统的蚀刻工艺需要用到大量的盐酸、硫酸及硝酸等环境污染原料，给环保处理带来很大的压力。
[0005]授权公告号为CN109036852B的中国专利技术专利公开了一种三维多孔铝电极箔及其制备方法，该电极箔的制备方法包括：(1)将含铝粉末、铝纤维和高介电氧化物粉末混合均匀成混合粉体；(2)将混合粉体均匀分散在铝箔基材两面，并进行压实形成密堆积的多孔箔片；(3)将密堆积的多孔箔片进行热化处理，并通过挤压处理控制气孔率为35％
‑
45％、厚度为80μm
‑
200μm，最终形成复合网状多孔铝电极箔；(4)将热化处理后的多孔铝电极箔进行化成赋能处理。
[0006]然而，上述制备方法仍存在如下缺陷：(1)直接将混合粉末分散在铝箔基材表面并进行辊压，由于混合粉末的粒径均是微米级的，在分散和辊压过程中容易出现扬尘，不仅工人工作环境差，而且车间内存在粉尘爆炸等隐患；(2)热化处理不理想，高介电常数阀金属氧化物与铝粉和铝基材之间很难形成稳定的熔融结构，限制了其在高压化成领域中的应用。

技术实现思路

[0007]本专利技术的专利技术目的是提供一种多孔电极箔及其制备工艺，该制备工艺安全可靠，无粉尘爆炸风险，且获得的多孔电极箔中多孔复合膜与铝箔基材之间能形成十分稳定的熔融结构，扩大了多孔电极箔在高压化成领域中的应用。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案为：
[0009]一种多孔电极箔，包括铝箔基材和形成于铝箔基材至少一面上的多孔复合膜，所述的多孔复合膜的原料包括：铝粉、阀金属氧化物粉末、粘结剂和溶剂；
[0010]所述的阀金属氧化物的介电常数大于6.5；
[0011]所述的粘结剂的闪点在650℃以下。
[0012]本专利技术的多孔电极箔中，多孔复合膜的原料中除含有铝粉和阀金属氧化物粉末外，还含有粘结剂和溶剂，则当将铝粉、阀金属氧化物粉末、粘结剂及溶剂混合后，能够以流体形态涂覆在铝箔基材表面，不会出现扬尘；且由于粘结剂的存在，当将混合流体烘干后，粘结剂也能对铝粉和阀金属氧化物粉末形成束缚，辊压时也不会出现扬尘，确保车间内工作环境良好，有效地去除了粉尘爆炸等隐患。
[0013]本专利技术中采用的粘结剂的闪点在650℃以下，而650℃是多孔复合膜的烧结温度，如此可确保烧结时粘结剂已完全燃烧而被去除，获得的多孔复合膜中仅含有铝和阀金属氧化物，不会影响多孔复合膜的性能。
[0014]在上述的多孔电极箔中，按质量百分比计，所述的多孔复合膜的原料包括：50wt.％～55wt.％铝粉，0.05wt.％～3wt.％阀金属氧化物粉末，3wt.％～7wt.％粘结剂，35wt.％～47wt.％溶剂。
[0015]在上述的多孔电极箔中，所述的粘结剂为聚偏氟乙烯、甲基纤维素、乙基纤维素、三苯甲基纤维素、氰乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、氨乙基纤维素或乙氧基纤维素中的至少一种。
[0016]在上述的多孔电极箔中，所述的阀金属氧化物为二氧化钛、五氧化二钽或五氧化二铌中的至少一种；作为优选，所述的阀金属氧化物为二氧化钛。
[0017]在上述的多孔电极箔中，所述的阀金属氧化物粉末的平均粒径在0.1
‑
10μm之间，所述的铝粉的平均粒径在0.5
‑
50μm。
[0018]在上述的多孔电极箔中，所述的溶剂为水或有机溶剂。该有机溶剂可以是乙醇、甲苯、N
‑
甲基吡咯烷酮等。本专利技术对溶剂的种类没有过多要求，只要确保能将铝粉、阀金属氧化物和粘结剂调和成流体，且对铝粉、阀金属氧化物和粘结剂的性能无影响，后期进行烘干时易于挥发即可。
[0019]本专利技术还提供了上述多孔电极箔的制备工艺，该制备工艺包括以下步骤：
[0020](1)按预设的质量比，将铝粉、阀金属氧化物粉末、粘结剂和溶剂混匀，获得混合流体；
[0021](2)将所述的混合流体涂覆在铝箔基材的至少一面上，烘干并压实，获得复合铝箔；
[0022](3)对所述的复合铝箔作分段烧结处理，对完成烧结的箔片作赋能和阳极氧化处理，获得所述的多孔电极箔。
[0023]作为优选，步骤(2)中，以喷涂法将混合流体喷涂在铝箔基材的表面，喷涂厚度为55
‑
65μm。
[0024]作为优选，步骤(3)中，所述的分段烧结处理包括依次进行的至少一次排胶热处理和至少一次烧结热处理，至少在排胶热处理和烧结热处理之间设有热辊压处理；
[0025]且所述的排胶热处理、热辊压处理和烧结热处理在复合铝箔移动状态下进行。
[0026]其中，排胶热处理是为了排除复合铝箔表面涂层中的粘结剂，而烧结热处理是使铝粉、阀金属氧化物粉末与铝箔熔融；在排胶热处理后、烧结热处理前对复合铝箔实施热辊压，一方面可以有效防止排胶后出现粉末脱落现象，另一方面能够提高阀金属氧化物粉末和铝粉的压实率，则烧结时粉末与铝箔基材之间的熔接更加紧密，多孔复合膜与铝箔基材
之间形成的熔融结构更加稳定，多孔复合膜的强度各也更高。
[0027]本专利技术中，是将复合铝箔展开后以移动速度进行上述的分段烧结处理中，因此能够彻底解决传统热处理工艺带来的整卷铝箔加热过程中卷芯、外温度差，提升铝箔各项性能稳定性，缓解受热变形，优化铝箔外观，提升铝箔版型的稳定性。
[0028]采用上述制备工艺制得的多孔电极箔可以广泛应用于高压化成领域，不仅化成时的电耗大大降低，而且电极箔的比容量也得到大幅提升，具有更高的产品附加值。
[0029]作为优选，在上述的多孔电极箔的制备工艺中，所述的排胶热处理在惰性气体保护气氛、200
‑
500℃下进行，处理时间为15
‑
60min；所述的烧结热处理在惰性气体保护气氛、550
‑
650℃下进行，处理时间为15
‑
60min；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔电极箔，包括铝箔基材和形成于铝箔基材至少一面上的多孔复合膜，其特征在于，所述的多孔复合膜的原料包括：铝粉、阀金属氧化物粉末、粘结剂和溶剂；所述的阀金属氧化物的介电常数大于6.5；所述的粘结剂的闪点在650℃以下。2.如权利要求1所述的多孔电极箔，其特征在于，按质量百分比计，所述的多孔复合膜的原料包括：50w t.％～55w t.％铝粉，0.05w t.％～3w t.％阀金属氧化物粉末，3w t.％～7w t.％粘结剂，35w t.％～47w t.％溶剂。3.如权利要求1或2所述的多孔电极箔，其特征在于，所述的粘结剂为聚偏氟乙烯、甲基纤维素、乙基纤维素、三苯甲基纤维素、氰乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、氨乙基纤维素或乙氧基纤维素中的至少一种；所述的阀金属氧化物为二氧化钛、五氧化二钽或五氧化二铌中的至少一种。4.如权利要求1或2所述的多孔电极箔，其特征在于，所述的阀金属氧化物粉末的平均粒径在0.1
‑
10μm之间，所述的铝粉的平均粒径在0.5～50μm之间。5.如权利要求1所述的多孔电极箔，其特征在于，所述的溶剂为水或有机溶剂。6.如权利要求1
‑
5中任意一项所述的多孔电极箔的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)按预设的质量比，将铝粉、阀金属氧化物粉末、粘结剂和溶剂混匀，获得混合流体；(2)将所述的混合流体涂覆在铝箔基材的至少一面上，烘干并压实，获得复合铝箔；(3)对所述的复合铝箔作分段烧结处理，对完成烧结的箔片作赋能和阳极氧化处理，获得所述的多孔电极箔。7.如权利要求6所述的多孔电极箔的制备工艺，其特征在于，步骤(2) 中，以喷涂法将混合流体喷涂在铝箔基材的表面，喷涂厚度为55
‑
65μm。8.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋洪洲，
申请(专利权)人：浙江洪量新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：