[发明专利]用于电解电容器的精铝箔

说明书

本发明涉及由纯度大于99.9％的精铝制成的薄铝箔或铝带，在经过目的在于提高其比表面的表面蚀刻处理后被用于制造电解电容器，特别是高压电解电容器阳极。

在铝中某些痕量元素对在蚀刻处理过程中获得的孔隙密度以及使用这种铝箔做成的电容器的电容量的作用方面已经进行了大量研究工作。已经特别证实了铅、铟和硼的作用。

在1976年公开的西门子公司的美国专利US 3997339中首次提到了铅的作用，其中描述锑、钡和锌在5-220ppm含量范围产生的影响，铅和铋在至多0.5ppm含量范围产生的影响，以及钙和铬在至多2ppm含量范围产生的影响。Toyo Aluminium公司的专利申请JP 58-42747提到0.1-1ppm的铟含量对于蚀刻的有利作用。K.Arai，T.Suzuki和T.Atsumi在电化学会刊，1985年7月(Journal of the Electrochemical society)上发表的文章“痕量元素对电解电容器铝箔蚀刻的作用”研究了痕量铋和硼对蚀刻形态以及电容量产生的影响。

一些研究工作表明为了使有利元素充分发挥功效，它们必须集中在接近表面的区域。这样，1982年公开的Toyo Aluminium公司专利申请JP 57-194516-A证实集中在表面下0.1μm深度区域含量为50-2000ppm的铅、铋和/或铟对蚀刻能力产生有益作用。

1992年公开的Showa Aluminium公司的专利EP 0490574描述了不同含量的Fe、Cu、Zn、Mn、Ga、P、V、Ti、Cr、Ni、Ta、Zr、C、Be、Pb和In集中在箔氧化层表面和箔体之间的界面或氧化层内部。通过离子探针测量在集中区域元素与铝箔中心带元素的含量比为1.2-30。

1992年公开的Sumitomo Light Metal公司的专利US 5128836记载在表面下0.1-0.2μm深度区Pb、Bi和/或In的含量在10-1000ppm。为促进各种元素的表面迁移而设计的方法是加热处理，例如特定条件下的最终退火，或物理沉积如阴极溅射或离子注入技术。

最后，已知如果铝箔表面蚀刻不均匀，则铝箔获得的电容量低。这些蚀刻的不均匀性与元素如Pb、Bi或In表面分布的关系还没有得到清楚的证明，例如W.LIN等的论文“铅杂质对用作电解电容器的铝箔的直流蚀刻行为所产生的影响”《腐蚀科学》，1996年，第38卷，第6期，889-907页以及“铟杂质对用作电解电容器的铝箔的直流蚀刻行为所产生的影响”《腐蚀科学》，1997年，第39卷，第9期，1531-1543页。

本发明的目的是增进集中于表面的Pb、B和In元素对用于电解电容器的精铝箔的蚀刻能力所产生的有益作用。这是基于这三种元素在铝箔表面均匀分布的有利作用的证实。

本发明的目的是一种用于制造电解电容器阳极的纯度大于99.9％的其中Pb、B和In中至少一种元素的平均总含量(重量)为0.1-10ppm(并优选0.5-5ppm)的精制薄铝箔，其中这3种元素分布在表面0.1μm深度区，这样，离子分析获得的其信号强度的分散率Rd＝(I_最大值-I_最小值)/I_平均值小于5，并优选小于2。

图1表示由元素离子分析获得的作为垂直于铝箔轧制方向的推进距离(μm)的对数函数的电流强度曲线实例之一，确定最大，最小和平均电流以计算分散率。

图2a和2b是用于解释蚀刻后在铝箔表面Pb，B和In元素各自均匀和不均匀分布而获得的表面凹痕显微分布图。

用于制造电解电容器电极的薄铝箔是使用纯度至少为99.9％的精铝制成的。使用的精炼方法可以是专利FR 759588和FR 832528中描述的“3层”电解精炼法，或专利FR 1594154中记载的离析法。金属依次经过热轧和冷轧直至最终厚度约为0.1mm为止。

已知添加0.1-10ppm铝(重量)并优选0.5-5ppm的铅、硼和/或铟，特别是当含量为10-1000ppm的这些元素集中在铝箔表面的1μm深度区时可以提高铝箔蚀刻能力，并由此提高电容器的电学特性。根据现有技术在表面区的这种集中是通过在400-600℃经过足够长的一段时间，通常几个小时的最终退火处理获得的。