[发明专利]一种新型铝箔纳米复合介质生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于储能工艺领域，具体地说，涉及到一种新型铝箔纳米复合介质生产工艺。

背景技术

铝电解电容器的电容量大小，一般取决于其表面积、介电常数和极间距离的大小，具体为：

其中ε₀-真空介电常数ε_r-电介质相对介电常数

S-电极的表面积 d-极极间的距离

由上所述可以看出如要提高其容量，其解决办法主要来源于：

1>扩大阳极表面积S。

2>提高电介质相对介电常数ε_r。

3>减小阳极极间的距离d，也就是减小电介质厚度。

对于铝电解电容器而言，其ε_r为固定三氧化二铝(Al₂O₃)介质膜，其值一般为7.0左右，为提升C一般科研人员工作重心放在腐蚀扩面上，即提高铝阳极箔的表面积S，而这方面的研究工作已接近极限。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种新型铝箔纳米复合介质生产工艺，大大提高ε_r，从而提高电容器的容量。

本发明采用的技术方案是：

一种新型铝箔纳米复合介质生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、选材：选用铝光箔、腐蚀箔或化成箔作为基材；

(2)、热喷涂：基材的表面通过等离子热喷涂技术将高介电常数纳米级材料均匀涂覆于基材的表面，在基材的表面形成稳定的5-10μm的复合介质层；

(3)、电化学处理：通过电化学方法将复合介质层中可能存在的缝隙形成一层与Al₂O₃密合的5-10μm的致密复合介质层，从而提高相对介电常数ε_r。

作为优选，所述的高介电常数纳米级材料为钛、钛氧化物以及钛酸钡、锡、锆、锌的一种或多种，所述高介电常数纳米级材料的目数不大于100纳米，所述的高介电常数纳米级材料通过球磨的方法形成微米级的纳米团聚物后，再通过4500-5500℃的热熔化后经等离子喷涂设备的等离子枪均匀涂覆于基材的表面。

作为优选，所述的电化学处理为将基材置于无机或有机酸及其盐的3-15％水溶液中，按要求的电压和电流进行电化学处理，以填补基材表面的复合介质层在热喷涂过程中产生缝隙，使基材的表面形成致密复合介质层。

本发明通过上述方法处理ε_r可达到70-1500，与常规的铝电解电容器的ε_r相比，ε_r大大得到了提高，从而大大提升电容量C。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。

实施例1：

(1)、选材：选用厚度为115μm的铝光箔作为基材；

(2)、热喷涂：选取高介电常数纳米级材料为钛、钛氧化物以及钛酸钡、锡、锆、锌的一种或多种，高介电常数纳米级材料的目数不大于100纳米，高介电常数纳米级材料通过球磨的方法形成微米级的纳米团聚物后，再通过4500-5500℃的热熔化后经等离子喷涂设备的等离子枪均匀涂覆于基材的表面，在基材的表面形成稳定的5-10μm的复合介质层，；

(3)、电化学处理：将基材置于无机或有机酸及其盐的3-15％水溶液中，按要求的电压和电流进行电化学处理，以填补基材表面的复合介质层在热喷涂过程中产生缝隙，形成一层与Al₂O₃密合的5-10μm的致密复合介质层，从而提高相对介电常数ε_r。

实施例2：

(1)、选材：选用厚度为110μm的腐蚀箔作为基材；

(2)、热喷涂：选取高介电常数纳米级材料为钛、钛氧化物以及钛酸钡、锡、锆、锌的一种或多种，高介电常数纳米级材料的目数不大于100纳米，高介电常数纳米级材料通过球磨的方法形成微米级的纳米团聚物后，再通过4500-5500℃的热熔化后经等离子喷涂设备的等离子枪均匀涂覆于基材的表面，在基材的表面形成稳定的5-10μm的复合介质层，；