一种高压阳极铝箔腐蚀发孔表面预处理方法技术

本发明专利技术公开了一种高压阳极铝箔腐蚀发孔表面预处理方法，涉及高性能铝电解电容器中所使用的高压阳极铝箔的制造领域。本发明专利技术针对高压阳极铝箔制造过程中腐蚀发孔不均匀、隧道孔并孔等问题，在腐蚀发孔工艺前，首先采用酸性溶液抛光去除铝箔表面轧痕缺陷和氧化膜，并进一步对抛光整平后的铝箔表面进行自组装掺杂缓蚀剂的高分子膜，经过两步组合预处理来改善铝箔腐蚀发孔均匀性，减轻腐蚀发孔和扩孔过程中的并孔现象，进而提高高压阳极铝箔比电容和综合性能。综合性能。综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高压阳极铝箔腐蚀发孔表面预处理方法


[0001]本专利技术属于铝电解电容器用高压阳极铝箔制造领域，尤其是一种高压阳极铝箔腐蚀发孔表面预处理方法。

技术介绍

[0002]作为电子整机系统的重要组成部分，铝电解电容器被广泛应用于电子电路中，已成为不可取代的电子元器件之一。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。
[0003]电解电容器铝箔在加工期间，为了达到铝箔的高立方织构需要对铝箔表面进行轧制，这必然导致铝箔表面出现许多的轧痕，另外由于环境、操作、设备等原因也会在铝表面形成缺陷。同时在后续织构热处理中，铝箔表面还会生成一层致密的氧化铝薄膜。表面轧痕、缺陷及氧化铝薄膜的存在造成了铝箔腐蚀发孔孔径和孔分布的极不均匀，是限制铝电解电容器比电容提高的重要原因。因此，采用表面预处理技术，如果能有效消除或降低表面轧痕、缺陷及热处理生成的致密氧化膜对发孔的副作用，就可以避免铝箔表面在腐蚀发孔过程中形成纵横交错的腐蚀沟，这是电解电容器铝箔实现均匀发孔的关键技术。另一方面，经过消除或降低表面轧痕和氧化膜预处理后，如果进一步在表面整平的铝箔表面组装掺杂缓蚀剂的高分子膜，可以降低表面腐蚀活性不均匀分布状态，使得铝箔表层电阻一致，铝箔表面电流分布更加均匀，从而减轻了腐蚀发孔和扩孔过程中的并孔现象，进而可进一步提高高压阳极铝箔比电容和综合性能。
[0004]公开号为202210249621.8的中国专利公布了一种铝电解电容器用中高压阳极铝箔机械预锂化的方法，该方法采用机械预锂化，在铝箔表面压印出带有锂晶核的凹坑来提高发孔均匀性。该方法虽然提高了铝箔电解腐蚀发孔时表面生成隧道孔的均匀性，但仅仅是凹坑内部腐蚀发孔更加均匀，凹坑以外的区域腐蚀发孔不均匀的问题依旧存在。公开号为202110658748.0的中国专利公布了一种采用阳极氧化后的纳米凹坑来诱导中高压阳极铝箔均匀腐蚀发孔的方法，该方法采用阳极氧化在铝箔表面生成有序多孔氧化铝膜，而后溶解氧化铝膜并暴露出铝箔基体上有序分布的纳米凹坑，利用该凹坑来调控铝箔腐蚀发孔时的隧道孔形核位置，提高了生成隧道孔的分布均匀性。该方法在铝箔表面生成的多孔氧化铝膜存在明显的沿轧痕分布倾向，这导致后续腐蚀发孔的位置依旧沿轧痕分布。另外，该方法通过阳极氧化法增加了工艺的复杂性和成本。公开号为201410599417.4的中国专利公布了一种中高压阳极用高纯铝箔表面化学沉积弥散锡、锌晶核的方法，力求通过弥散活性金属晶核，来诱导腐蚀发孔。但在铝箔表面直接弥散锡、锌晶核，难以控制晶核形核的位置，弥散晶核本身的均匀性也不好控制。现有的高压阳极铝箔腐蚀发孔表面预处理方法，主要是通过在表面预处理引入诱导腐蚀发孔的活性点位或模板等来提高发孔均匀性。但这些方法都存在工艺流程复杂，活性位点难以控制，不利于工业化等问题。而且，目前的表面预处
理技术，都是仅对铝箔表面进行改性处理，并没有关注消除表面轧痕缺陷和氧化膜等对腐蚀发孔的影响，也没有针对该问题提出有针对性的解决措施。因此，既然铝箔表面腐蚀发孔的活性位点分布难以通过预处理进行有效控制，那反其道而行之，将表面导致腐蚀发孔活性不均匀的影响因素去除，获得均匀一致的表面状态，发孔就可以实现随机分布发孔，也就可以避免集中发孔和并孔等问题。基于此思路，如果能首先消除铝箔表面轧痕缺陷和氧化膜的影响，得到相对平整的铝箔表面，再进一步通过有效的表面自组装膜层来消除表面活性不均匀性，腐蚀发孔就可以实现随机均匀分布，进而获得更好的表面改性效果。为此，提出本专利技术来实现上述目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种高压阳极铝箔腐蚀发孔表面预处理方法，涉及制造高性能铝电解电容器中所使用的高压阳极铝箔。本专利技术针对铝箔表面轧痕缺陷和氧化膜等影响腐蚀发孔均匀性和并孔严重的问题，采用两步组合预处理消除表面活性不均匀状态的技术思路，首选通过酸洗溶液抛光处理来消除表面轧痕缺陷和氧化膜，获得平整的铝箔表面，并进一步通过在整平后的铝箔表面组装掺杂了缓蚀剂的高分子膜来消除腐蚀发孔活性不均匀状态，使得铝箔表层电阻一致，铝箔表面电流分布更加均匀，从而减轻了腐蚀发孔和扩孔过程中的并孔现象，进而可提高高压阳极铝箔比电容和综合性能。
[0006]一种高压阳极铝箔腐蚀发孔表面预处理方法，采用两步组合预处理方法对高压阳极铝箔进行表面处理，具体步骤如下：
[0007]步骤1：将高压阳极铝箔在酸性溶液中进行表面抛光；
[0008]步骤2：在经过抛光后的铝箔表面组装掺杂了缓蚀剂的有机高分子膜。
[0009]进一步地，步骤1所述的表面抛光是将铝箔浸泡在酸性溶液中进行化学抛光，所述的酸性溶液是0.1～1.5mol/L HNO3溶液，抛光溶液温度为25～80℃，处理时间为0.5～10min。
[0010]进一步地，步骤2所述的表面组装掺杂了缓蚀剂的有机高分子膜的实施方法是将缓蚀剂与有机高分子混合配置水溶液，然后将铝箔浸泡到该水溶液中进行表面自组装而形成。
[0011]进一步地，步骤2所述的缓蚀剂为铈盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、硼酸盐、磷酸盐、硅酸盐。缓蚀剂可以是其中一种盐也可以由任意两种或两种以上的盐混合配置而成。
[0012]进一步地，步骤2所述的有机高分子为硅烷、聚乙二醇、聚苯胺、丙烯酸咪唑琳、油酸咪唑琳、8
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羟基喹啉、苯并三氮唑、油酸的一种或几种组合。
[0013]进一步地，步骤2所述的缓蚀剂浓度为0.1～2.0mmol/L，水溶液中有机高分子的浓度为0.1～5wt.％。
[0014]进一步地，所述的表面自组装溶液的温度为25～80℃，浸泡时长为0.5
‑
15min。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016](1)将高压阳极铝箔在酸性溶液中进行表面抛光，利用酸性溶液能够溶解铝箔表面氧化膜及轧痕处凸起铝基体的特性，可有效去除高压铝箔表面在生产过程中形成的表面轧痕、缺陷和氧化膜，使铝箔表面变得平整，减少尖端放电和缺陷聚集现象，有利于后续电化学腐蚀发孔过程中蚀孔萌生的均匀化分布。
[0017](2)将表面抛光整平后的铝箔表面进一步组装掺杂了缓蚀剂的有机高分子膜，通过利用缓蚀剂的缓蚀作用和有机高分子膜的屏蔽阻挡协同作用，进一步消除了铝箔表面的腐蚀活性不均匀性，形成的掺杂了缓蚀剂的有机高分子膜可有效增加铝箔表面电阻均匀性，在电化学发孔过程中，使得铝箔表面电流分布更加均匀，进一步提高了腐蚀发孔的均匀性。
[0018](3)通过上述对高压阳极铝箔表面两步组合预处理，可提高铝箔制造腐蚀发孔的均匀性及面密度，减少并孔现象，进而可实现增加铝箔的比电容，提升铝电解电容器的性能。
附图说明
[0019]图1为对比例1未经表面预处理发孔箔的表面形貌图(a)和表面隧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压阳极铝箔腐蚀发孔表面预处理方法，其特征在于，采用两步组合预处理方法对高压阳极铝箔进行表面处理，具体步骤如下：步骤1：将高压阳极铝箔在酸性溶液中进行表面抛光；步骤2：在经过抛光后的铝箔表面组装掺杂了缓蚀剂的有机高分子膜。2.根据权利要求1所述的一种高压阳极铝箔腐蚀发孔表面预处理方法，其特征在于，步骤1所述的表面抛光是将铝箔浸泡在酸性溶液中进行化学抛光，所述的酸性溶液是0.1～1.5mol/L HNO3溶液，抛光溶液温度为25～80℃，处理时间为0.5～10min。3.根据权利要求1所述的一种高压阳极铝箔腐蚀发孔表面预处理方法，其特征在于，步骤2所述的表面组装掺杂了缓蚀剂的有机高分子膜的实施方法是将缓蚀剂与有机高分子混合配置水溶液，然后将铝箔浸泡到该水溶液中进行表面自组装而形成。4.根据权利要求1所述的一种高压阳极铝箔腐蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊升，薛伟，董超芳，张博威，李新芳，左宏，游彭飞，刘鹏飞，肖葵，李晓刚，何业东，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：