[发明专利]一种提高中高压阳极铝箔隧道孔长度一致性的两段电流波形腐蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝电解电容器用阳极箔腐蚀技术领域，尤其是一种提高中高压阳极铝箔隧道孔长度一致性的两段电流波形腐蚀方法。

背景技术

小型化是铝电解电容器发展的必然趋势，通过对具有{100}织构的高纯铝箔进行电解腐蚀以扩大其比表面积、提高比电容，是铝电解电容器小型化最有效的技术途径。中高压铝箔的电解腐蚀工艺一般包括预处理、发孔腐蚀、扩孔腐蚀、后处理。预处理的主要作用为除去光箔表面油污，杂质及氧化膜，改善表面状态，促进铝箔下一步发孔腐蚀时形成均匀分布的隧道孔；发孔腐蚀的作用为通过施加直流电在铝箔表面形成具有一定长度和孔径的初始隧道孔；扩孔腐蚀的作用为在初始隧道孔的基础上进一步通电腐蚀，使隧道孔孔径进一步扩大至所需尺寸；后处理的主要作用则是消除铝箔表面残留的金属杂质和蚀孔的氯离子。

目前，铝箔腐蚀的隧道孔存在长度参差不齐的问题。造成隧道孔长度不一致的主要原因为，铝箔在传统发孔腐蚀过程中，施加的电流同时产生两个作用：一部分电流用于生成新的蚀孔，另一部分电流用于已形成的隧道孔继续长大。在腐蚀的最后时间段中，新生成的蚀孔没有足够时间长至极限长度，使形成隧道孔的长度分布在零和极限长度之间，增加了铝箔表面隧道孔的密度，从而导致隧道孔发生并孔和铝箔的腐蚀减薄，不仅阻碍铝箔比电容的提高，还使腐蚀铝箔的机械强度和抗折弯性能降低。因此，提高隧道孔长度的一致性，可以有效提高铝箔的表面积，降低隧道孔发生并孔的几率和提高腐蚀铝箔的厚度，显著提高腐蚀铝箔的比电容、机械强度和抗折弯性能。

目前，关于提高隧道孔长度一致性的技术和专利只见于一些日本专利。公开号为282299A的日本专利发明了一种开始以大于1500mA cm^-2的电流密度进行发孔腐蚀，然后在10～30s内迅速线性降低到小于100mA cm^-2，可以提高隧道孔长度一致性和铝箔比电容。公开号为244153A的日本专利发明了通过在阴阳极之间加装绝缘遮蔽板控制获得一定的衰减电流波形，提高隧道孔长度的一致性和铝箔的比电容。公开号为324252A的日本专利发明了起初电流密度从零开始线性上升至200～250mA cm^-2，恒流腐蚀一段时间后，线性下降至50～100mA cm^-2，并最后恒流腐蚀一段时间，以提高隧道孔长度一致性和铝箔比电容。

在铝箔的腐蚀过程中，为了提高隧道孔长度的一致性，需要在腐蚀后期的时间内通过电流合理的衰减控制铝箔不再生成新的蚀孔，并且使前期已生成的隧道孔继续生长至极限长度或接近其长度。这段时间的长短应该根据铝箔在特定的温度的腐蚀体系中隧道孔的生长动力学规律确定的。不同的隧道孔生长动力学规律所需的衰减电流时间也不一样。另外，提高隧道孔长度一致性的最终腐蚀电流密度也应该根据发孔铝箔在特定的温度的腐蚀体系中阳极钝化电流密度决定。但是，上述专利提供的相关波形参数没有具体的技术依据，在实施时仍然需要做大量的试验来确定相关波形参数，不具有普遍的可实施性。

发明内容

本发明针对现有中高压铝箔腐蚀技术生成的隧道孔长度参差不齐，严重阻碍铝箔比电容提高的问题，发明了一种根据隧道孔生长动力学规律和发孔铝箔的钝化电流密度，确定衰减电流波形的参数，显著提高隧道孔长度一致性的发孔腐蚀技术。

本发明的技术方案是，一种提高中高压阳极铝箔隧道孔长度一致性的两段电流波形腐蚀方法，包括如下步骤：

（1）将铝箔在选定温度的腐蚀溶液中，以200～400mA cm^-2的电流密度，进行不同时间的阳极发孔腐蚀，测量在每一时间生成隧道孔的最大长度，以此长度为纵坐标，时间为横坐标作图，获得隧道孔生长动力学曲线；

（2）测试发孔铝箔在选定温度的腐蚀溶液中的阳极极化曲线，获得最大钝化电流密度i_p；