一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法，该方法包括：一、将球形铝粉或球形铝合金粉烘干，配制光敏树脂粘结剂和含Ti溶胶；二、将烘干后的球形铝粉或球形铝合金粉铺设在铝箔基体的上、下表面后喷射光敏树脂粘结剂并紫外光照射固化；三、烧结；四、水煮后烘干；五、浸渍后烘干和热处理；六、化成处理后清洗烘干。本发明专利技术将原料粉直接铺设在铝箔基体的表面上喷射光敏树脂粘结剂并采用紫外光照射固化、烧结形成多孔层，使得铝箔具有较高的比表面积和较大的孔隙，结合浸渍、热处理和化成处理在铝箔表面形成介电常数更高的Al2O3‑

【技术实现步骤摘要】
一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法


[0001]本专利技术属于铝电解电容器
，具体涉及一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法。

技术介绍

[0002]在工业控制、家用电器、汽车电子等领域，铝电解电容器因具有高比电容、低成本、尺寸小等优点而发挥着重要作用。电子工业的飞速发展对铝电解电容器提出了大容量、小体积的需求，由于铝电解电容器的容量主要取决于阳极箔，因此阳极箔的制备尤为关键。现有的铝电解电容器的阳极箔大多采用腐蚀法制备得到，通过腐蚀发孔、扩孔技术提高铝箔的比表面积，进而提高阳极箔的比容量，但该方法已很难突破获得更高的比容量，且腐蚀过程中会产生废酸，造成较大的环保压力。
[0003]近年来，在铝箔基体表面烧结多孔层替代腐蚀铝箔蚀刻处理的方法成为研究的热点。中国专利CN 102714098B、CN 102804302A、CN 103688327A、CN 104409215A、CN 104919552B、CN 110993347B、CN 110993348A和CN 111146005B中均披露了在铝箔基体表面烧结多孔铝或铝合金粉层以增大铝箔比表面积、提高铝箔比容量，但这些专利中均需要采用平均粒径在10μm以下的小粒径粉末才能得到比容量高的铝箔，导致粉末原料成本偏高，限制其应用。经研究发现，由于大粒径粉末的比表面积小于小粒径粉末，因此相同条件下采用大粒径粉末烧结的多孔层比容量会小于小粒径粉末烧结的多孔层。因此，寻找一种能利用制造成本更低的大粒径铝或铝合金粉末（如粒径为10μm~20μm）、且能使铝箔基体表面烧结多孔层后具有高比容量的方法至关重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法。该方法将球形铝粉或球形铝合金粉直接铺设在铝箔基体的表面上，喷射光敏树脂粘结剂并采用紫外光照射固化并烧结形成多孔层，使得铝箔具有较高的比表面积和较大的孔隙，结合浸渍、热处理和化成处理在铝箔表面形成介电常数比Al2O3膜介电常数更高的Al2O3‑
TiO2复合氧化膜，提高了电解电容器阳极箔的比容量，从而将原料粉的平均粒径扩大至10μm~20μm，降低了制备原料成本。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将球形铝粉或球形铝合金粉进行真空烘干，同时配制光敏树脂粘结剂和含Ti溶胶；步骤二、将步骤一中经真空烘干后的球形铝粉或球形铝合金粉铺设在铝箔基体的上表面，然后喷射步骤一中配制的光敏树脂粘结剂，并采用紫外光照射固化，再将固化后的铝箔基体翻转180
°
，对铝箔基体的下表面重复上述铺粉工艺、喷射工艺和固化工艺，得到上、下表面具有固化粉末层的铝箔；
步骤三、将步骤二中得到的上、下表面具有固化粉末层的铝箔进行烧结，得到烧结铝箔；步骤四、将步骤三中得到的烧结铝箔进行水煮处理，经真空烘干后得到表面有水合氧化铝的铝箔；步骤五、将步骤四中得到的表面有水合氧化铝的铝箔放置于步骤一中配制的含Ti溶胶中进行浸渍，然后依次进行烘干和热处理，得到表面有TiO2的铝箔；步骤六、将步骤五中得到的表面有TiO2的铝箔进行化成处理，经清洗和烘干后得到铝电解电容器阳极箔。
[0006]本专利技术先将球形铝粉或球形铝合金粉直接铺设在铝箔基体的表面上，喷射光敏树脂粘结剂并采用紫外光照射固化，使得球形铝粉或球形铝合金粉紧密地固化在铝箔基体的上、下两侧表面，经烧结在铝箔表面形成多孔层，经水煮烘干后浸渍含Ti溶胶，再经烘干、热处理和化成处理，在铝箔表面形成介电常数比氧化铝介电常数更高的Al2O3‑
TiO2复合氧化膜，得到铝电解电容器阳极箔，提高了电解电容器阳极箔的比容量，获得满足中高压环境使用要求的铝电解电容器阳极箔。
[0007]上述的一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法，其特征在于，步骤一中所述球形铝粉、球形铝合金粉的平均粒径均为10μm~20μm，质量纯度不低于99.95%；所述真空烘干的温度为100℃。本专利技术通过控制原料粉的粒径，为铝箔基体表面烧结后形成的多孔层提供较高的比表面积和较大的孔隙，通过控制原料粉的质量纯度防止引入杂质，保证了多孔层的性能。
[0008]上述的一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法，其特征在于，步骤一中所述光敏树脂粘结剂由三甘醇二甲基丙烯酸酯、1
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羟基环已基苯基酮、丁基化羟基甲苯和异丙醇在25℃下混合搅拌1h得到，且1
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羟基环已基苯基酮的质量为三甘醇二甲基丙烯酸酯质量的8%~10%，丁基化羟基甲苯的质量为三甘醇二甲基丙烯酸酯质量的0.08%~0.1%，异丙醇的体积为三甘醇二甲基丙烯酸酯体积的10%~12%。本专利技术通过控制光敏树脂粘结剂的组分及含量，保证了粘结剂在使用过程中具有合适的粘度，在紫外光照射下易于固化，且烧结后无残留。
[0009]上述的一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法，其特征在于，步骤一中所述含Ti溶胶由钛酸四丁酯、无水乙醇、去离子水和冰醋酸混合得到，具体配制过程为：首先在持续磁力搅拌和25℃的条件下，将30mL~35mL的钛酸四丁酯缓慢地加入到80mL的无水乙醇中搅拌30min得到混合溶液A，将8mL~10mL的去离子水、20mL~25mL的冰醋酸和80mL的无水乙醇混合均匀并搅拌30min得到混合溶液B，然后在持续磁力搅拌和25℃的条件下，将混合溶液A以30滴/分钟的速率滴入到混合溶液B中搅拌24h，得到微黄色透明的含Ti溶胶。本专利技术通过控制含Ti溶胶中钛酸四丁酯、去离子水、冰醋酸和无水乙醇的比例及配制方式，使得钛酸四丁酯水解速率可控，从而保证其经浸渍顺利进入多孔层中成膜。
[0010]上述的一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法，其特征在于，步骤二中所述铝箔基体的厚度为20μm~60μm，所述球形铝粉或球形铝合金粉的单面铺粉厚度为40μm~60μm；所述喷射采用压电式喷头，压电式喷头至工作面的距离为5mm，喷头的运动速度为20cm/min~30cm/min；所述紫外光的光源为波长395nm的紫外LED灯，且紫外LED灯随着喷射采用的压电式喷头同时运动。本专利技术通过控制铝箔基体的厚度，保证了铝电解电容器阳极
箔具有足够的机械强度；通过控制单面铺粉厚度，保证了烧结后在铝箔表面形成合适厚度的多孔层，进而保证了铝电解电容器阳极箔具有较高的比容量，避免了多孔层厚度太小导致铝箔在水煮处理、浸渍处理和化成处理后的比容量降低，同时避免了多孔层厚度太大导致铝箔在水煮处理、浸渍处理和化成处理后硬度较大、易折断；本专利技术通过控制喷头和紫外LED灯的运动速度及两者同步运动，有效控制固化程度，避免固化后铝箔表面出现掉粉现象。
[0011]上述的一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法，其特征在于，步骤三中所述烧结的过程为：先以2℃/min~5℃/min的升温速率从室温加热至250℃~300℃并保温2h~5h，然后以5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将球形铝粉或球形铝合金粉进行真空烘干，同时配制光敏树脂粘结剂和含Ti溶胶；步骤二、将步骤一中经真空烘干后的球形铝粉或球形铝合金粉铺设在铝箔基体的上表面，然后喷射步骤一中配制的光敏树脂粘结剂，并采用紫外光照射固化，再将固化后的铝箔基体翻转180
°
，对铝箔基体的下表面重复上述铺粉工艺、喷射工艺和固化工艺，得到上、下表面具有固化粉末层的铝箔；步骤三、将步骤二中得到的上、下表面具有固化粉末层的铝箔进行烧结，得到烧结铝箔；步骤四、将步骤三中得到的烧结铝箔进行水煮处理，经真空烘干后得到表面有水合氧化铝的铝箔；步骤五、将步骤四中得到的表面有水合氧化铝的铝箔放置于步骤一中配制的含Ti溶胶中进行浸渍，然后依次进行烘干和热处理，得到表面有TiO2的铝箔；步骤六、将步骤五中得到的表面有TiO2的铝箔进行化成处理，经清洗和烘干后得到铝电解电容器阳极箔。2.根据权利要求1所述的一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法，其特征在于，步骤一中所述球形铝粉、球形铝合金粉的平均粒径均为10μm~20μm，质量纯度不低于99.95%；所述真空烘干的温度为100℃。3.根据权利要求1所述的一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法，其特征在于，步骤一中所述光敏树脂粘结剂由三甘醇二甲基丙烯酸酯、1
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羟基环已基苯基酮、丁基化羟基甲苯和异丙醇在25℃下混合搅拌1h得到，且1
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羟基环已基苯基酮的质量为三甘醇二甲基丙烯酸酯质量的8%~10%，丁基化羟基甲苯的质量为三甘醇二甲基丙烯酸酯质量的0.08%~0.1%，异丙醇的体积为三甘醇二甲基丙烯酸酯体积的10%~12%。4.根据权利要求1所述的一种基于光固化制备铝电解电容器阳极箔的方法，其特征在于，步骤一中所述含Ti溶胶由钛酸四丁酯、无水乙醇、去离子水和冰醋酸混合得到，具体配制过程为：首先在持续磁力搅拌和25℃的条件下，将30mL~35mL的钛酸四丁酯缓慢地加入到80mL的无水乙醇中搅拌30m...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志斌，白光珠，王立强，田宁，李明哲，
申请(专利权)人：西安稀有金属材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：