[發明專利]高比容陽極鋁箔及其制備方法

有效

• 申請號: 200810028493.4
• 申請日: 2008-06-03
• 公開（公告）號: CN101281823A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 鐵紹龍;梁霞妹
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01G9/045
• 分類號: H01G9/045;H01G9/055;C23C8/10;C25D11/04
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及電解電容器制造技術領域，具體涉及用于鋁電解電容器的高比容陽極鋁箔及其制備方法。

背景技術

比容是指單位體積的材料具有的電容量。與傳統電容器相比，鋁電解電容器具有比容大、價格低的優點，已在電子整機中大量使用。但目前大容量鋁電解電容器無法采用半導體工藝實現，在電路系統中，只能作為分立組件，其體積嚴重制約了電子整機系統的小型化進程。鋁電解電容器的核心構件為鋁陽極箔，其體積的縮小依賴于鋁電極箔比容水平的提高。

鋁電解電容器陽極箔比容可表示為：C=ϵ0ϵrSd.]]>理論上減少電介質層的厚度d、增大陽極箔表面積S可提高比容，但是二者改進技術由于已近理想狀態而進展緩慢。另一有效途徑是提高相對介電常數ε_r，目前已有很多研究人員開展了在鋁陽極箔表面生長或負載高介電常數復合氧化膜技術的研究，以提高鋁陽極箔的比容。歐洲專利EP350108公開了一種采用二甲基銨鈦酸鹽熱分解的技術在鋁腐蝕箔表面生長高介電常數氧化膜。日本特開昭60-115215號公報公開了另一種異丙醇鈦熱分解得到高介電常數氧化鈦/鋁復合膜的技術。以上技術都需要在嚴格的非水環境下實現，工業應用難度大。特開平4-42519和特開平5-315197日本特許公報公開采用在腐蝕箔表面浸漬鈦、鋇等金屬醇鹽，熱分解生長高介電常數復合氧化膜。但由于所用溶液體系有機成分含量高，且需反復浸漬，無法與腐蝕或化成生產線實現聯動，生產效率低。

近年來，由導電粒子分散到電介質基體中所構成的復合體系，達到成倍提高介電薄膜介電常數的研究逐漸引起人們的關注。通過在電介質基體中填充導電微粒(如碳黑、金屬等)，利用介電性能隨導電粒子含量的變化所產生的“滲流效應”，可顯著改變復合材料的導電性并大幅提高介電常數。當復合體系達到滲流閥值時，導電微粒在電場作用下可以更大程度的誘導介電材料極化，使得單位體積的材料具有較大的電容量，導致介電常數迅速提高并達到最大。高介電常數意味著具有很好的儲存電能的性能，可更好的應用于微型大容量電容器。關于乙炔黑/鈦酸鋇復合材料的介電性能的研究表明，在滲流閥值附近，當乙炔黑含量在0.8～2.0wt％范圍內時，乙炔黑/鈦酸鋇復相材料的介電常數達到35000以上，比純鈦酸鋇提高約12倍。Halder等研究了微量銀摻雜對鈦酸鋇基陶瓷電容器致密度和介電常數的影響。結果發現，當Ag含量達到0.2wt％時，其介電常數接近3600。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中高比容鋁電解電容器存在的上述不足，提供一種高比容陽極鋁箔及其制備方法，所述高比容陽極鋁箔為具有高介電常數的覆銀陽極鋁箔。本發明利用摻雜于氧化鋁孔道中的導電銀微粒對介電層的滲流作用，不僅可以提高陽極氧化膜的介電常數，使陽極箔比容顯著提高，同時陽極箔的耐壓特性也得到改善。該技術能夠與目前電化學腐蝕擴面生產線或化成線實現聯動。

本發明通過浸漬處理含銀溶液實現在腐蝕鋁箔或化成鋁箔的表面沉積銀，干燥后，經或不經表面處理，高溫熱分解形成Ag-Al復合氧化膜，最后進行陽極氧化處理，得到高比容的鋁化成箔。利用本發明制備的高比容的鋁化成箔制成的低中高壓鋁電解電容器，與未經處理的化成箔比較，其比容提高30％-200％。本發明的目的通過如下技術方案實現。

本發明提供的高比容陽極鋁箔的制備方法包括如下步驟：

(1)覆銀：將腐蝕鋁箔或化成鋁箔浸泡在含銀溶液中，含銀溶液中銀濃度為0.0001～0.05mol/L，溶液溫度為0～60℃，浸泡時間為0.1～10min，然后80～120℃干燥，得表面覆銀鋁箔；

(2)固銀：將步驟(1)中獲得的表面覆銀鋁箔在360～600℃高溫下熱處理0.5～30min，得Ag-Al復合氧化膜鋁箔；

(3)化成：將步驟(2)中表面覆蓋有Ag-Al復合氧化膜的鋁箔在電解質溶液中進行陽極氧化化成處理即得所述高比容陽極鋁箔。

上述制備方法中，步驟(2)中熱處理前還將所述表面覆銀鋁箔在含表面改性劑的溶液中浸漬0.1～10min，晾干。