[发明专利]一种中高压阳极氧化前处理方法、铝箔及铝电解电容器

说明书

本发明涉及中高压阳极氧化技术领域，一种中高压阳极氧化前处理方法、铝箔及铝电解电容器，将中高压腐蚀箔在100℃的纯水中前处理；再在碱‑缓蚀剂的混合溶液中进行浸泡处理，所述混合溶液pH为9‑13，处理温度为50‑80℃，处理时间10‑60分钟，对处理后的腐蚀箔依次进行阳极氧化、退火和补形成，得到阳极铝箔，本发明在阳极箔容量没有衰减的前提下，阳极氧化过程的能耗节能6.6％～8.1％，本发明前处理可以减少铝箔阳极氧化过程的能耗；多羟基有机缓蚀剂的加入可以避免含碱前处理工艺对铝芯的腐蚀，保证了阳极箔的机械强度和电容量，相比于其他酸或碱处理工艺，电极箔性能不会下降，克服了传统水处理工艺形成的水合氧化膜质量低，缺陷多的问题。

技术领域

本发明属于阳极氧化领域，涉及一种中高压阳极氧化前处理方法、铝箔及铝电解电容器。

背景技术

阳极氧化是在金属阳极的表面，通过外加电场的作用，形成一层致密的氧化膜的电化学过程。该工艺被广泛的用于电解电容器阳极箔的制造。但在阳极氧化工艺中，随着氧化膜的不断生长，阳极电阻不断增大，从而产生大量的焦耳热或电击穿，进一步会导致氧化膜的破坏、烧灼。此外，阳极氧化过程不可避免的伴随着电极极化和析氧副反应，造成额外的能量消耗。巨大的能耗成本已经成为电解电容领域最主要的限制。

高压阳极氧化(通常＞200V)不同于一般的低压阳极氧化，需要通过前处理工艺将金属单质转化为氢氧化物或水合氧化物，在相应的电解液中，经外加电场的作用，转化为致密的氧化膜。相比于直接阳极氧化的工艺，前处理工艺可以使阳极氧化的能耗降低并提升氧化膜质量。目前行业通行的前处理工艺为水处理工艺，但其生长的水合氧化膜存在大量缺陷，最终导致阳极箔的漏电流增大，电容器寿命下降。并且由于缺陷的存在，阳极氧化过程副反应增多，氧化时间延长，阳极氧化效率低下。因此，改进前处理工艺，提升水合氧化膜质量，从而提高阳极氧化的效率并减少相应的能耗成为亟需突破的关键问题。

根据文献调研，专利CN109859949A提供了一种有机酸溶液或弱碱性无机盐溶液浸泡的前处理方法，有效的减少了化成箔的漏电流。专利CN112017865A提供一种化成箔水合处理用溶液，包含硫酸盐，弱酸和弱酸盐，从而改善化成箔的漏电性能，提高比容，延长电容器的使用寿命。专利CN111139508A提供了一种强还原剂的水溶液进行层积箔前处理，从而提升化成箔的比容。但上述专利提供的前处理方案只考虑改善阳极箔的电性能，而忽视了阳极氧化过程中的能耗问题。此外，过量的酸或碱处理会腐蚀金属铝，降低电极箔的机械强度，并影响阳极箔电容量。

因此，需要开发出一种在电极箔电容量不损失、机械强度不下降的前提下，同时能减少阳极氧化能耗的前处理工艺。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有碱-缓蚀剂的中高压阳极氧化节能的前处理方法。已解决现有的前处理工艺中过量的酸或碱对电极箔腐蚀的问题，从而设计出实现阳极氧化节能和成品电极箔容量不会损失的前处理工艺。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种中高压阳极氧化前处理方法，包括以下步骤：

步骤1：将厚度为90～150μm的中高压腐蚀箔在沸水中处理10分钟，得到表面具有疏松层和致密层的复合水合氧化膜的铝箔；

步骤2：将步骤1得到的铝箔在含有碱和有机缓蚀剂的溶液中浸泡处理，溶液pH为9-13，处理温度为50-80℃，处理时间10-60分钟；

步骤3：对处理后的腐蚀箔依次进行阳极氧化、退火和补形成，得到阳极铝箔。

碱为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、三乙胺、乙二胺、六亚甲基四胺、氨水中的一种或几种；有机缓蚀剂为乙二醇、丙三醇、1,4-丁二醇、季戊四醇、葡萄糖、聚乙二醇、聚乙烯醇中的一种或几种；其中有机缓蚀剂的溶度为0.5wt％～5wt％。