[发明专利]提高铝电解电容器用电极箔耐水合性能的化成方法

说明书

技术领域

本发明属于铝电解电容器领域，具体涉及铝电解电容器用电极箔的化成方法，尤其涉及适用于高压电容器用电极箔的化成方法。

背景技术

当今铝电解电容器正朝着高质量、小体积、多用途、长寿命方向发展，对其工作介质枛铝阳极氧化膜质量提出了更高要求。

铝阳极氧化膜作为电解电容器的工作介质，它是在不溶解氧化铝的无机或有机含氧酸中，通过阳极氧化而得到的一种致密耐电压膜，其质量优劣直接影响铝电解电容器的许多性能指标，如比电容、漏电流、介质损耗等等。

铝氧化膜在一般形成液如硼酸之类中形成后，常会出现一个严重问题，就是生成的铝氧化膜容易和水起反应，即膜本身抗水合能力薄弱。铝氧化膜和水的反应机理基本上与铝和水的反应相同，即氧化铝被溶解，结果生成氢氧化物层，此层具有多孔膜的性质，能使介电能力丧失，对电容器来说，将逐渐失去电容量，漏电流也将剧增。因而改善化成箔的耐水合性能就成为当前最紧迫的任务之一。

经耐水合实验后测得的升压时间Tr60能很好地反映化成箔氧化膜质量的好坏，即耐水合性能。改善化成箔的耐水合性能，一般采用优化化成工艺中的后处理工艺，如用磷酸盐代替磷酸。但仅仅这样做，也不能达到很好的效果。此外，人们通常在化成配方中加入有机酸以提高化成箔的比容，但这样做往往会降低其他性能，如耐水合性能。因此有必要开发一种既能有高比容又有良好耐水合性能的电极箔化成生产工艺。

以前，中高压铝电解电容器用化成箔的制造方法一般采用纯硼酸工艺，具体如下：取经过腐蚀的、纯度为99.99％的铝箔在(90～100)℃的纯水中浸渍10分钟，取出置于3wt％的硼酸的水溶液中，在温度为85℃、电流密度为50mA/cm²、化成电压170V的条件下，化成10分钟，取出水洗；再置于同一级化成液中，在温度为85℃、电流密度为50mA/cm²、化成电压300V的条件下，化成10分钟，取出水洗；置于4wt％的硼酸的水溶液中，在温度为85℃、电流密度为50mA/cm²、化成电压455V的条件下，化成10分钟，取出水洗；置于5wt％的硼酸的水溶液中，在温度为85℃、电流密度为50mA/cm²、化成电压530V的条件下，化成30分钟，取出水洗，经530℃热处理3分钟；置于5wt％的硼酸的水溶液中，在温度为85℃、电流密度为50mA/cm²、化成电压530V的条件下，化成10分钟，取出水洗，经5wt％磷酸溶液60℃下处理8～10分钟；置于5wt％的硼酸的水溶液中，在温度为85℃、电流密度为50mA/cm²、化成电压530V的条件下，化成10分钟，取出水洗，经530℃热处理3分钟；置于5wt％的硼酸的水溶液中，在温度为85℃、电流密度为50mA/cm²、化成电压530V的条件下，化成10分钟，取出水洗，烘干。这种工艺比容转化率较低，耐水合性能也不好。

专利号为ZL03139816.2的中国发明专利提供一种铝电解电容器阳极箔制造方法，包括纯水煮沸、化成、去极化和再化成处理，其中所述化成处理是在化成电解液中进行，所述化成电解液包括含硼酸或磷酸此类无机酸、或己二酸此类有机酸，或它们的盐类的其中至少一种的水溶液；其特征是在所述化成电解液中，添加次磷酸、亚磷酸、次亚磷酸、或它们的盐类。通过在化成电解液中，通过添加适量的次磷酸、亚磷酸、次亚磷酸或它们的盐类作为活性物质，或在化成电解液中添加适量的柠檬酸、酒石酸或它们的盐类作为络合剂，或在化成电解液中同时添加上述活性物质和络合剂，能够制得电容量较大、漏电流较小、耐水性较好的铝电解电容器用阳极电极箔。此专利的工艺主要适用于中压箔，各次化成液配方都一致，没有特殊的后处理。所得产品的比容转化率并不高，耐水合性能也一般。

申请号为CN200810147974.7的中国发明申请提供一种耐水合性铝电极箔的制备方法，包括以下步骤：将阳极氧化，即化成后的铝电极箔置于含有多个磷酸基结构的有机膦酸或有机膦酸盐溶液中进行浸渍处理，使有机膦酸或有机膦酸盐通过磷酸基团的P-OH键与氧化铝发生作用形成P-O-Al键，取代水分子而占据氧化铝表面的活性点，有效阻止湿电子态效应的产生，从而提高铝电极箔的耐水合性。所述有机膦酸或有机膦酸盐是是二乙烯三胺五甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸钠、2-羟基膦酸基乙酸、多氨基多醚基亚甲基膦酸或2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸中的一种或几种。此专利的工艺只针对化成后的铝箔的处理工艺，且应用于低压箔，还需进行温控热处理，操作较为复杂。