一種中高壓陽極鋁箔腐蝕前處理的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋁電解電容器用陽極箱腐蝕技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及中高壓陽極鋁箱腐蝕 前處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 小型化是鋁電解電容器發(fā)展的必然趨勢(shì)，通過對(duì)具有{100}織構(gòu)的高純鋁箱進(jìn)行 電解腐蝕以擴(kuò)大其比表面積、提高比電容，是鋁電解電容器小型化最有效的技術(shù)途徑。
[0003] 目前，中高壓鋁箱的電解腐蝕工藝一般包括前處理、一級(jí)發(fā)孔腐蝕、二級(jí)擴(kuò)孔腐 蝕、后處理四個(gè)步驟。高壓鋁箱表面形成均勻分布的高密度、尺寸(孔徑、孔長(zhǎng)）合理的隧道 孔是獲得高比電容的關(guān)鍵。前處理的主要作用為除去光箱表面油污、雜質(zhì)及氧化膜，改善表 面狀態(tài)，促進(jìn)鋁箱下一步發(fā)孔腐蝕時(shí)形成均勻分布的隧道孔；發(fā)孔腐蝕的作用為通過施加 直流電在鋁箱表面形成具有一定長(zhǎng)度和孔徑的初始隧道孔；擴(kuò)孔腐蝕的作用為在初始隧道 孔的基礎(chǔ)上進(jìn)一步通電腐蝕，使隧道孔孔徑進(jìn)一步擴(kuò)大至所需尺寸，避免化成時(shí)隧道孔被 氧化膜堵死，獲得高比電容；后處理的主要作用則是消除鋁箱表面殘留的金屬雜質(zhì)、箱灰以 及隧道孔內(nèi)的氯離子。
[0004] 本申請(qǐng)人于2010年在先申請(qǐng)有專利"一種電容器陽極鋁箱腐蝕的供電方法及其 裝置"，申請(qǐng)?zhí)?2010102918607。在申請(qǐng)中，本申請(qǐng)人公開了對(duì)于鋁箱腐蝕的處理方法，并公 布了處理方法所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)很參數(shù)，但是，在隨后的實(shí)際運(yùn)用中，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)到以下鋁箱的 特性： 光箱的表面質(zhì)量(油污、雜質(zhì)、缺陷密度及其分布、氧化膜厚度等）對(duì)初始蝕坑的分布、 密度以及蝕坑生長(zhǎng)有很大影響。表面結(jié)構(gòu)的不均勻性導(dǎo)致表面蝕坑分布不均勻，蝕坑大小 相差懸殊，對(duì)提尚錯(cuò)猜的比表面積非常不利，進(jìn)而嚴(yán)重影響錯(cuò)猜比容的提尚。
[0005] 隨后，申請(qǐng)人經(jīng)過大量的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)到，通過一定的前處理，改變中高壓鋁箱表面 氧化膜或鈍化膜的狀態(tài)，如成分、結(jié)構(gòu)和缺陷，可以有效地提高發(fā)孔的均勻性，提高鋁箱的 比電容?，F(xiàn)有的前處理技術(shù)包括：酸、堿浸前處理、電解前處理和化學(xué)沉積金屬等。
[0006] 以上這些前處理技術(shù)對(duì)鋁箱均勻性發(fā)孔和比容提升有較大的幫助，但目前僅僅依 靠單一前處理方式已經(jīng)很難使鋁箱比容等性能再有進(jìn)一步提高。多級(jí)前處理或復(fù)合型前處 理方式將是鋁箱前處理技術(shù)的發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有中高壓鋁箱前處理技術(shù)做出的改進(jìn)，采用一種中高壓陽極鋁箱腐 蝕前處理的方法，尤其利用超聲波輔助鋁箱前處理的方法，可以加速去除鋁箱表面的油污、 雜質(zhì)和氧化膜等物質(zhì)，同時(shí)促進(jìn)酸、堿溶液對(duì)鋁箱的腐蝕溶解作用，從而在鋁箱表面制造出 更為均勻的活性點(diǎn)，提高后續(xù)腐蝕發(fā)孔均勻性和鋁箱比容，此外，可以有效的縮短擴(kuò)孔腐蝕 的時(shí)間和次數(shù)。
[0008] 本發(fā)明的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種中高壓陽極鋁箱腐蝕前處理的方法，包括經(jīng)過鋁箱 前處理、一級(jí)腐蝕、二級(jí)腐蝕和后處理四個(gè)步驟，最后鋁電解電容器用電極箱進(jìn)行化成，所 述鋁箱前處理過程中，輔助以超聲波進(jìn)行處理。
[0009] 具體的說，所述的前處理溶液為質(zhì)量百分比為0. 1%_10%的鹽酸溶液或質(zhì)量百分 比為0. 1%-10%鹽酸和10%-40%硫酸的混合溶液，前處理溫度保持為40-80°C，并輔助以超聲 波處理，整體前處理時(shí)間為30-180s。
[0010] 具體的說，超聲波處理頻率范圍為20-40KHZ， 一級(jí)腐蝕：將前處理過的鋁箱放在溫度為65-80 °C，含有質(zhì)量百分比為1%_10%鹽酸 和20%-40%硫酸的混合溶液中，施加電流密度為400-1000 mA cm 2的直流電進(jìn)行發(fā)孔腐蝕 50-180 s ； 二級(jí)腐蝕：將發(fā)孔完的鋁箱放在溫度為65-85 °C的擴(kuò)孔腐蝕液中，腐蝕液主要成分為 質(zhì)量百分比是1%_1〇%鹽酸或質(zhì)量百分比是3%-10%的硝酸溶液，施加電流密度為50-200 mA cm 2的直流電進(jìn)行擴(kuò)孔腐蝕300-800 s ; 后處理：將二級(jí)腐蝕完的腐蝕箱放在溫度為50-70 °C，含有質(zhì)量百分比為0. 13%-10% 的硝酸溶液中浸泡30-180 s ; 最后鋁電解電容器用電極箱進(jìn)行520 V化成。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是： 1.鋁箱經(jīng)過超聲波輔助前處理、一級(jí)發(fā)孔腐蝕、二級(jí)擴(kuò)孔腐蝕和后處理后，相對(duì)于傳統(tǒng) 的前處理方法，鋁箱的比容相對(duì)提高約2%。
[0012] 2.采用了本發(fā)明的前處理方式后，后續(xù)的一級(jí)發(fā)孔腐蝕、二級(jí)擴(kuò)孔腐蝕和后處理 方法較傳統(tǒng)工藝相比，減少了二級(jí)腐蝕的程序，減少了成本。
[0013] 3.本發(fā)明成本低廉、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下結(jié)合各項(xiàng)說明、實(shí)施例描述本發(fā)明。
[0015] 本發(fā)明采用的技術(shù)如下： 在陽極鋁箱的電化學(xué)腐蝕中，采用純度為99. 99%，厚度為120 μ m，立方織構(gòu)占有率大 于95%的鋁箱。本發(fā)明的中高壓陽極鋁箱新型處理的工藝流程包括下面步驟：超聲波輔助 前處理、一次發(fā)孔腐蝕、二級(jí)腐蝕、后處理。其具體步驟范圍如下： 超聲波輔助前處理：將鋁箱放在溫度為40-80°C，含有質(zhì)量百分比為0. 1%_10%鹽酸和 10%-40%硫酸的混合溶液或質(zhì)量百分比為0. 1%-10%的鹽酸溶液中浸泡30-180 s，同時(shí)輔助 以頻率范圍為20-40KHZ的超聲波處理。
[0016] 一級(jí)腐蝕包括：將前處理過的鋁箱放在溫度為65-80 °C，含有質(zhì)量百分比為 1%-10%鹽酸和20%-40%硫酸的混合溶液中，施加電流密度為400-1000 mA cm 2的直流電進(jìn) 行發(fā)孔腐蝕50-180 s ; 二級(jí)腐蝕：將發(fā)孔完的鋁箱放在溫度為65-85 °C的擴(kuò)孔腐蝕液中，腐蝕液主要成分為 質(zhì)量百分比是1%_1〇%鹽酸或質(zhì)量百分比是3%-10%的硝酸溶液，施加電流密度為50-200 mA cm 2的直流電進(jìn)行擴(kuò)孔腐蝕300-800 s ; 后處理：將二級(jí)腐蝕完的腐蝕箱放在溫度為50-70 °C，含有質(zhì)量百分比為0. 13%-10% 的硝酸溶液中浸泡30-180 s ; 最后根據(jù)"中華人民共和國(guó)電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T 11140-2012 :鋁電解電容器用電極箱" 進(jìn)行520 V化成。
[0017] 對(duì)比例1 (組I ): 以下是本發(fā)明運(yùn)用前，所采用傳統(tǒng)前處理工藝。包括前處理：將鋁光箱放在溫度為 80°C，含有質(zhì)量百分比為3%鹽酸和35%硫酸的混合溶液