[發明專利]一種采用陽極氧化后的納米凹坑來誘導中高壓陽極箔均勻腐蝕發孔的方法

在審

• 申請號: 202110658748.0
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113436891A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 彭寧;李永釗;徐桂仁;王盼
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: H01G9/055
• 分類號: H01G9/055;H01G9/042;H01G9/045
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本發明公開了一種采用陽極氧化后的納米凹坑來誘導中高壓陽極箔均勻腐蝕發孔的方法，涉及了鋁電解電容器用中高壓陽極鋁箔的制造領域。本發明將表面不富集電極電位比鋁高的Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Ga、Ge、In、Sn、Pb元素，純度為99.99％，經充分退火后其{100}立方織構占有率超過95％的中高壓陽極鋁箔采用陽極氧化在鋁箔表面生成有序多孔氧化鋁膜；而后溶解氧化鋁膜并暴露出鋁箔基體上高度有序分布的納米凹坑，利用該凹坑來調控鋁箔腐蝕發孔時的隧道孔形核位置，可顯著提高生成隧道孔的分布均勻性，降低隧道孔并孔，因而可以提高鋁箔的比電容。

技術領域

本發明涉及一種制備鋁電解電容器中高壓陽極鋁箔材料的方法，通過在陽極鋁箔的表面氧化技術、去除氧化膜技術和腐蝕發孔技術，能夠顯著提高陽極鋁箔腐蝕發孔的能力。

背景技術

鋁電解電容器是一種重要的的電子元器件，由于其容量大、體積小、成本低、重量輕等優點，在電子儀器設備中得到了廣泛應用。隨著電子產業的迅速發展，特別是新能源汽車的推廣、手機的進一步普及和航天軍工等領域飛速發展使得鋁電解電容器的使用量在持續不斷地擴大，這就要求作為基礎元器件的中高壓鋁電解電容器向著高容量、小型化發展，以滿足電子產品的發展需求。

中高壓鋁電解電容器的陽極鋁箔通常使用電化學腐蝕的方法在其表面生成大量的隧道孔以擴大高純鋁箔的比表面積，從而提高比電容，通過該方法實現電容器的高容量和小型化。為了保證在制備鋁電解電容器時陽極鋁箔的纏繞性能，腐蝕后的鋁箔還必須具有一定的拉伸強度和折彎性能，因此需要在腐蝕鋁箔中間具有一定厚度沒有被腐蝕的鋁箔層。為了使腐蝕后的鋁箔綜合性能最優化，在電解腐蝕過程中，需要提高陽極鋁箔表面隧道孔分布的均勻性、盡量避免隧道并孔的發生。

中高壓陽極鋁箔腐蝕發孔的工藝主要包括：腐蝕前預處理、發孔處理和擴孔處理。腐蝕發孔時，隧道孔的形態和分布方式主要有鋁箔的表面狀態決定，而高純鋁箔的表面狀態主要由腐蝕前預處理步驟決定。目前，國內外鋁箔表面預處理技術主要有熱處理、酸、堿處理、陰極極化處理、氧化處理和沉積金屬處理等。中國專利為ZL201210391778.0公布了在中高壓鋁箔在溫度為70～100℃的純水、氨水、胺類的水溶液中進行水合作用產生水合氧化膜，通過水合氧化膜的缺陷來引導鋁箔腐蝕發孔的方法，具有改善隧道孔分布均勻性、提高比電容的效果。但我們發現上述專利直接采用水合氧作用的方法，所獲得的水合氧化膜的缺陷分布均勻性和尺寸一致性差，在鋁箔腐蝕發孔時容易在局部區域出現隧道孔并孔的現象，這會顯著降低鋁箔的機械性能和限制鋁箔比電容的進一步提高。中國專利為ZL201910311928.4公布了在陽極鋁箔表面脈沖沉積納米錫點的方法，獲得近似有序分布、尺寸一致的納米錫點，對改善鋁箔腐蝕發孔的均勻性、降低隧道孔并孔產生了較顯著的效果。而本發明基于上訴采用水合處理產生水合氧化膜的缺陷、脈沖沉積納米錫點時存在的有序分布且間距較大的問題，通過改變預處理的方式能夠獲得積極效果的基礎上提出來的，獲得了較好的研究結果。

發明內容

本發明的關鍵技術就是采用了陽極氧化技術，在鋁箔表面獲得有序分布、尺寸一致且間距較小的納米凹坑，如圖1所示，為陽極鋁箔表面通過陽極氧化納米凹坑的掃描電鏡形貌圖。

采用表面不富集電極電位比鋁高的Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Ga、Ge、In、Sn、Pb元素，純度為99.99％，經充分退火后其{100}立方織構占有率超過95％的高純中高壓鋁箔采用陽極氧化在鋁箔表面生成有序多孔分布的氧化鋁膜；然后溶解氧化鋁膜并暴露出鋁箔基體上高度有序分布的納米凹坑，利用該凹坑來調控鋁箔腐蝕發孔時的隧道孔形核位置。