CN112038098B - 一种电极箔的预处理方法 - Google Patents
一种电极箔的预处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112038098B CN112038098B CN202010825673.6A CN202010825673A CN112038098B CN 112038098 B CN112038098 B CN 112038098B CN 202010825673 A CN202010825673 A CN 202010825673A CN 112038098 B CN112038098 B CN 112038098B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- foil
- electrode foil
- pretreatment method
- aluminum hydroxide
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011888 foil Substances 0.000 title claims abstract description 178
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 title claims abstract description 29
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 56
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 45
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 41
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000007863 gel particle Substances 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 6
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims description 5
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 45
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 abstract description 27
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 18
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 10
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 51
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 27
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 4
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 4
- OTRAYOBSWCVTIN-UHFFFAOYSA-N OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N Chemical compound OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N OTRAYOBSWCVTIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005956 quaternization reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diol Chemical compound CCCC(O)O CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- -1 30% Chemical compound 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
- H01G9/055—Etched foil electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
发明提供一种电极箔的预处理方法，包括：活化：将腐蚀箔置于多元醇溶液中浸渍，对腐蚀箔的表面进行活化；电沉积：将活化后的腐蚀箔置于氢氧化铝溶胶凝胶中作为阴极进行加电处理，在腐蚀箔表面沉积氢氧化铝膜；热处理：将电沉积后的腐蚀箔进行热处理，使得氢氧化铝膜转化为氧化铝膜；膜完善：重复电沉积、热处理步骤至少2次，使氧化铝膜致密化。将该预处理后的腐蚀箔进行四级化成、去极化和补形成处理，可得到电极箔。与传统的水煮预处理工艺相比，本发明电极箔的制备过程中，能耗可降低40％，极大的降低了电极箔的生产成本。
Description
技术领域
本发明属于电容器用电极材料技术领域，具体涉及一种电极箔的预处理方法，通过该方法能够有效降低电极箔的生产能耗。
背景技术
电极箔作为制造铝电解电容器的关键原材料，是国家鼓励和支持的新型电子功能材料。铝电解电容器用电极箔的生产是通过电子光箔在电化学或者化学腐蚀后增加表面积，再经过电化学阳极氧化在铝箔表面形成氧化铝介电层的过程，其涉及机械、化工、电子、金属材料等多学科的技术与相关产业。在电极箔的生产过程中，其中能耗最大的就是化成过程，中高压化成箔生产中电费占电极箔生产成本的50-70％。随着铝电解电容器市场的发展，对电极箔的电压需求越来越高，而电极箔电压的升高，其生产中所需的电能将进一步增加，因此，降低电极箔的制备能耗是生产中需要解决的难题。
为降低电极箔在化成过程中的能耗，现有的方法主要包括：第一，水合处理、增加电极箔化成过程中的级数，例如US2859148A；第二，对装置进行改进，例如CN209555389U对馈电装置的改进，例如CN109737721A对干燥装置改进；第三，对馈电槽液的改进进而降低槽液压降，例如CN109628990A和CN103397367B等。
现有降低电极箔化成过程生产能耗的方法中，虽然能够降低能耗，但仍存在以下问题。
(1)电极箔在化成前的水合预处理是通过形成水合氧化膜，然后再经脱水的方式形成氧化膜。一方面随着水合处理时间的延长，形成水合氧化膜的速率减缓，到达一定时间后，水合氧化膜厚度不再增加，且随着水合氧化膜厚度的增加，堵塞了大量的孔洞，影响最终的电极箔容量；另一方面，通过水合氧化膜脱水形成的氧化膜存在大量的缺陷，影响电极箔的性能，导致漏电流大、耐水合性能差等。
(2)增加化成的级数，从理论上能够有效的降低电极箔化成的能耗，但是在实际生产中，考虑到电源输出中电能的线路损失及设备的复杂性，并不是级数越多，能耗越低，当化成级数达到6级后，再增加级数化成生产的能耗不减少甚至出现增加的现象。
(3)通过对相关机台槽液或者机台设备的改造，降低了化成液中的槽液压降或者线路的接触电阻，提高电能的使用效率，在一定程度上降低了化成生产中的能耗。但由于氧化膜形成机理没有改变，仍需要提供大量的电量用于生长氧化铝，化成过程中氧化所需的电能无法减少。
因此，现有电极箔的制备工艺仍有待改进。
发明内容
针对现有技术中电极箔的制备方法存在的能耗较高的技术问题，本发明提供一种电极箔的预处理方法，直接在腐蚀箔表面复合氧化铝层，从而有效降低电极箔的生产能耗。
具体地，第一方面，本发明提供一种电极箔的预处理方法，包括：
S1活化：将腐蚀箔置于多元醇溶液中浸渍，对腐蚀箔的表面进行活化；
S2电沉积：将活化后的腐蚀箔置于氢氧化铝溶胶凝胶中作为阴极进行加电处理，在腐蚀箔表面沉积氢氧化铝膜；
S3热处理：将电沉积后的腐蚀箔进行热处理，使得氢氧化铝膜转化为氧化铝膜；
S4膜完善：重复步骤S2、S3至少2次，使氧化铝膜致密化。
下面根据本发明提供的实施方式，对各步骤进行详细说明。
S1活化
通过多元醇在电极箔表面的吸附等作用，使电极箔表面带负电荷，对电极箔表面进行活化，提高电沉积的效果。
根据本发明提供的实施方式，所述多元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、季戊四醇中的至少之一。
根据本发明提供的一些实施方式，所述多元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、季戊四醇中的一种或两种。优选地，当多元醇为两种醇的组合时，体积比为1:1。
在一些实施方式中，所述多元醇溶液为乙二醇溶液；在一些实施方式中，所述多元醇溶液为丙二醇与丁二醇的混合溶液；在一些实施方式中，所述多元醇溶液为丙三醇与季戊四醇的混合溶液。
作为一种进一步优选的实施方式，所述多元醇溶液的质量分数为10-30％，例如10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％，等等。
根据本发明提供的实施方式，所述浸渍的温度为20-40℃，浸渍时间为5-10min。
具体地，所述浸渍的温度可列举：20℃、25℃、30℃、35℃、40℃，等等。
所述浸渍的时间可列举：5min、6min、7min、8min、9min、10min，等等。
S2电沉积
电沉积的作用是在腐蚀箔表面形成氢氧化铝膜层。由于氢氧化铝溶胶凝胶的粒子表面带正电荷，故通过腐蚀箔作为阴极，使得氢氧化铝溶胶凝胶粒子可以在电极箔表面沉积。
根据本发明提供的实施方式，所述氢氧化铝溶胶凝胶中，氢氧化铝的质量分数为30-50％，例如30％、35％、40％、45％、50％，等等。
根据本发明提供的实施方式，所述氢氧化铝溶胶凝胶的pH控制在6-10，例如：6、7、8、9、10，等等。
根据本发明提供的实施方式，所述氢氧化铝溶胶凝胶粒子的粒径为5-30nm，合适粒径的氢氧化铝溶胶凝胶，一方面有利于溶胶凝胶的稳定，一方面有利于溶胶进入腐蚀箔内部的孔洞，使形成的氢氧化铝膜层更均匀。
具体地，所述氢氧化铝溶胶凝胶粒子的粒径可列举：5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm、20nm、21nm、22nm、23nm、24nm、25nm、26nm、27nm、28nm、29nm、30nm，等等。
根据本发明提供的实施方式，所述加电处理包括：在10-20V直流电压下，15-35℃加电沉积0.5-2min。该条件范围内，形成的氢氧化铝膜的致密性和厚度较为理想。
具体地，所述直流电压可列举：10V、11V、12V、13V、14V、15V、16V、17V、18V、19V、20V，等等。
所述加电沉积的温度可列举：15℃、20℃、25℃、30℃、35℃，等等。
所述加电沉积的时间可列举：0.5min、1min、1.5min、2min，等等。
S3热处理
通过热处理，使得氢氧化铝膜在高温条件下，进行脱水并实现晶型的转化，获得电极箔最终所需晶型的氧化铝膜。
根据本发明提供的实施方式，所述热处理包括：先150-200℃下干燥1-2min，然后于500-600℃热处理2-5min。
具体地，所述干燥温度可列举：150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃，等等。
所述热处理温度可列举：500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃，等等。
S4膜完善
热处理后，由于晶型转变导致较多空隙等缺陷产生，因此，需要进行多次处理，以保证沉积膜层的致密性及所需的厚度。优选地，重复电沉积-热处理至少2次，例如可以为2-4次。
S0前处理
作为一种优选的实施方式，所述活化前还包括对腐蚀箔进行前处理。作用是去除腐蚀箔内部的杂质，同时去除其表面的氧化膜，使得腐蚀箔表面活性更高，更加容易进行后续的处理。
根据本发明提供的实施方式，所述前处理包括：将腐蚀箔置于酸液中浸渍，然后纯水清洗。
根据本发明提供的一些实施方式，所述酸液为质量分数为3-10％(例如3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％，等等)的硝酸溶液。
根据本发明提供的一些实施方式，浸渍温度为30-65℃，浸渍时间为1-5min。
具体地，所述浸渍温度可列举：30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃，等等。
所述浸渍时间可列举：1min、1.5min、2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min、5min，等等。
S5后处理
作为一种优选的实施方式，所述膜完善后还包括后处理，具体地，所述后处理包括：将经过膜完善后的腐蚀箔置于酸液中浸渍。
由于电沉积形成薄膜层即使经过了热处理及多次的复合处理，但仍存在未转化的氢氧化铝结构，该结构一方面导致孔洞的堵塞使得容量衰减，另一方面氢氧化铝呈现为疏松结构易影响最终电极箔性能。通过酸液浸渍处理，去除相关氢氧化铝结构，再进行后续的化成液的化成处理，可以大幅度降低电极箔氧化膜的缺陷数量。
根据本发明提供的一些实施方式，所述酸液为质量分数为2-5％(例如2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％，等等)的硝酸溶液。
根据本发明提供的一些实施方式，浸渍温度为30-50℃，浸渍时间为2-5min。
具体地，所述浸渍温度可列举：30℃、35℃、40℃、45℃、50℃，等等。
所述浸渍时间可列举：2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min、5min，等等。
第二方面，本发明提供一种电极箔的制备方法，包括使用上述预处理方法对腐蚀箔进行预处理的步骤。
具体地，所述电极箔的制备方法包括：将预处理后的腐蚀箔进行四级化成、去极化和补形成处理，得到电极箔。所述去极化和补形成处理，可以进一步减少复合氧化铝膜的缺陷，且保证电极箔达到所需的到达电压。
根据本发明提供的实施方式，所述电极箔的制备方法包括：
四级化成：将预处理后的腐蚀箔进行四级化成；
第一去极化处理：将四级化成后的化成箔进行第一去极化处理；
第一补形成处理：将第一去极化后的化成箔进行第一补形成处理；
第二去极化处理：将第一补形成处理后的化成箔进行第二去极化处理；
第二补形成处理：将第二去极化处理后的化成箔进行第二补形成处理；
干燥：将第二补形成处理后的化成箔进行干燥，得到电极箔。
所述四级化成、去极化处理、补形成处理和干燥可以根据任何本领域公知的方法进行，无特别限制。
第三方面，本发明提供由上述制备方法得到的电极箔
第四方面，本发明提供包含上述电极箔的铝电解电容器。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明在化成处理前，对腐蚀箔表面进行预处理，先在氢氧化铝溶胶凝胶中进行电沉积氢氧化铝膜，然后通过高温热处理使得氢氧化铝膜进行脱水并实现晶型的转化，获得电极箔最终所需晶型的氧化铝膜，通过电沉积-热处理步骤多次交替进行，在腐蚀箔表面形成相对致密的氧化铝复合膜，减少后续氧化中所需提供的电能。
附图说明
图1：本发明实施方式提供的电极箔的预处理方法的流程图。
具体实施方式
除非另外说明，本发明所使用的所有科技术语具有与本发明所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本发明涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本发明。术语“包含”或“包括”为开放式表达，即包括本发明所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。
除非有特殊说明，否则本发明中所述溶液是指水溶液。
根据本发明提供的实施方式，本发明提供一种电极箔的预处理方法，如图1所示，包括：
S0前处理：将腐蚀箔置于硝酸溶液中浸渍，然后纯水清洗；
S1活化：将前处理后的腐蚀箔置于多元醇溶液中浸渍，对腐蚀箔的表面进行活化；
S2电沉积：将活化后的腐蚀箔置于氢氧化铝溶胶凝胶中作为阴极进行加电处理，在腐蚀箔表面沉积氢氧化铝膜；
S3热处理：将电沉积后的腐蚀箔进行热处理，使得氢氧化铝膜转化为氧化铝膜；
S4膜完善：重复步骤S2、S3至少2次，使氧化铝膜致密化；
S5后处理：将经过S4处理后的腐蚀箔置于硝酸溶液中浸渍；
其中，所述多元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、季戊四醇中的至少之一。
另一方面，本发明提供一种电极箔的制备方法，包括使用上述预处理方法对腐蚀箔进行预处理的步骤。
具体地，所述电极箔的制备方法包括：将预处理后的腐蚀箔进行四级化成、去极化和补形成处理，得到电极箔。
根据本发明提供的实施方式，所述电极箔的制备方法还包括：
四级化成：将预处理后的腐蚀箔进行四级化成；
第一去极化处理：将四级化成后的化成箔进行第一去极化处理；
第一补形成处理：将第一去极化后的化成箔进行第一补形成处理；
第二去极化处理：将第一补形成处理后的化成箔进行第二去极化处理；
第二补形成处理：将第二去极化处理后的化成箔进行第二补形成处理；
干燥：将第二补形成处理后的化成箔进行干燥，得到电极箔。
所述四级化成、去极化处理、补形成处理和干燥可以根据任何本领域公知的方法进行，无特别限制。
例如可以按照以下方式进行：
将预处理后的腐蚀箔在硼酸和五硼酸铵的化成液中进行四级化成；
第一去极化处理：将四级化成后的化成箔在磷酸溶液中进行第一去极化处理；
第一补形成处理：将去极化后的化成箔在硼酸和五硼酸铵的化成液中进行第一补形成处理；
第二去极化处理：将第一补形成处理后的化成箔在高温(例如500℃)下进行第二去极化处理；
第二补形成处理：将第二去极化处理后的化成箔在硼酸和五硼酸铵的化成液中进行第二补形成处理；
干燥：将第二补形成处理后的化成箔进行干燥，得到电极箔。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
于本实施例中提供的电极箔的预处理方法包括：
S0前处理：将腐蚀箔置于质量分数为3％的硝酸溶液中，在65℃下浸渍5min，然后纯水清洗；
S1活化：将前处理后的腐蚀箔置于质量分数为10％乙二醇溶液中，在20℃下浸渍10min，对腐蚀箔的表面进行活化；
S2电沉积：将活化后的腐蚀箔置于氢氧化铝溶胶凝胶中作为阴极进行加电处理，在腐蚀箔表面沉积氢氧化铝膜，其中，所述氢氧化铝溶胶凝胶中，氢氧化铝的质量分数为50％，所述氢氧化铝溶胶凝胶的pH控制在6，所述氢氧化铝溶胶凝胶粒子的粒径为5nm；控制反应温度为15℃，在施加10V的直流电压下，反应2min；
S3热处理：将电沉积后的腐蚀箔在150℃下干燥2min，再在500℃下热处理5min，使得氢氧化铝膜转化为氧化铝膜；
S4膜完善：重复S2、S3步骤4次，使氧化铝膜致密化；
S5后处理：将经过S4处理后的腐蚀箔置于质量分数为2％的硝酸溶液中，在50℃下浸渍5min。
将预处理后的腐蚀箔进行四级化成、去极化和补形成处理，得到电极箔。
实施例2
于本实施例中提供的电极箔的预处理方法包括：
S0前处理：将腐蚀箔置于质量分数为7％的硝酸溶液中，在50℃下浸渍3min，然后纯水清洗；
S1活化：将前处理后的腐蚀箔置于质量分数为20％、丙二醇与丁二醇(体积比为1:1)混合溶液中，在30℃下浸渍8min，对腐蚀箔的表面进行活化；
S2电沉积：将活化后的腐蚀箔置于氢氧化铝溶胶凝胶中作为阴极进行加电处理，在腐蚀箔表面沉积氢氧化铝膜，其中，所述氢氧化铝溶胶凝胶中，氢氧化铝的质量分数为40％，所述氢氧化铝溶胶凝胶的pH控制在8，所述氢氧化铝溶胶凝胶粒子的粒径为15nm；控制反应温度为15℃，在施加10V的直流电压下，反应2min；
S3热处理：将电沉积后的腐蚀箔在200℃下干燥1min，再在550℃下热处理4min，使得氢氧化铝膜转化为氧化铝膜；
S4膜完善：重复S2、S3步骤3次，使氧化铝膜致密化；
S5后处理：将经过S4处理后的腐蚀箔置于质量分数为4％的硝酸溶液中，在40℃下浸渍4min。
将预处理后的腐蚀箔进行四级化成、去极化和补形成处理，得到电极箔。
实施例3
于本实施例中提供的电极箔的预处理方法包括：
S0前处理：将腐蚀箔置于质量分数为10％的硝酸溶液中，在40℃下浸渍5min，然后纯水清洗；
S1活化：将前处理后的腐蚀箔置于质量分数为30％、丙三醇与季戊四醇(体积比为1:1)混合溶液中，在40℃下浸渍5min，对腐蚀箔的表面进行活化；
S2电沉积：将活化后的腐蚀箔置于氢氧化铝溶胶凝胶中作为阴极进行加电处理，在腐蚀箔表面沉积氢氧化铝膜，其中，所述氢氧化铝溶胶凝胶中，氢氧化铝的质量分数为30％，所述氢氧化铝溶胶凝胶的pH控制在10，所述氢氧化铝溶胶凝胶粒子的粒径为30nm；控制反应温度为35℃，在施加20V的直流电压下，反应0.5min；
S3热处理：将电沉积后的腐蚀箔在200℃下干燥2min，再在600℃下热处理2min，使得氢氧化铝膜转化为氧化铝膜；
S4膜完善：重复S2、S3步骤2次，使氧化铝膜致密化；
S5后处理：将经过S4处理后的腐蚀箔置于质量分数为5％的硝酸溶液中，在30℃下浸渍2min。
将预处理后的腐蚀箔进行四级化成、去极化和补形成处理，得到电极箔。
对比例1
于本对比例中提供的电极箔的预处理方法包括：将腐蚀箔置于纯水中，在97℃的条件下水煮10min。
将预处理后的腐蚀箔进行四级化成、去极化和补形成处理，得到电极箔。
对比例2
于本对比例中提供的电极箔的预处理方法中，与实施例1的区别在于：省略步骤S4。
性能测试
通过对上述实施例和对比例制备过程中加电能耗的监控，各组电极箔中所需能耗对比如表1所示，表中数据均为相较于对比例1得到的数据。
表1
| 例别 | 电极箔到达电压 | 电极箔制备能耗 |
| 实施例1 | 565.2V | 58.6％ |
| 实施例2 | 565.7V | 57.7％ |
| 实施例3 | 565.3V | 60.0％ |
| 对比例1 | 565.5V | 100％ |
| 对比例2 | 565.9V | 76.5％ |
从上表中本发明的实施例与对比例1(传统预处理)电极箔的制备能耗对比可以看出，通过对电极箔表面的电沉积复合氢氧化铝膜，再经过热处理的转化，多次处理后，再进行后续的化成制备，电极箔实测到达电压偏差小于1V，电压偏差基本可以忽略，电极箔的制备能耗最低可下降40％，极大的降低了电极箔的生产成本。对比例2中，由于没有进行膜完善，得到的氧化膜的缺陷较多，导致需要在化成过程中生成氧化铝对氧化膜的缺陷部位进行修复，电极箔制备的能耗相比于实施例1提高17.9％。
尽管对本发明已做出了详细的说明，并列出了一些具体实例，但对本领域技术人员而言，只要不脱离本发明的精神，对本方法所做的各种调整均被视为包含在本发明的范围内。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
Claims (18)
1.一种电极箔的预处理方法，其特征在于：包括：
S1活化：将腐蚀箔置于多元醇溶液中浸渍，对腐蚀箔的表面进行活化；
S2电沉积：将活化后的腐蚀箔置于氢氧化铝溶胶凝胶中作为阴极进行加电处理，在腐蚀箔表面沉积氢氧化铝膜；
S3热处理：将电沉积后的腐蚀箔进行热处理，使得氢氧化铝膜转化为氧化铝膜；
S4膜完善：重复步骤S2、S3至少2次，使氧化铝膜致密化。
2.根据权利要求1所述的电极箔的预处理方法，其特征在于：S1活化中，所述多元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、季戊四醇中的至少之一。
3.根据权利要求2所述的电极箔的预处理方法，其特征在于：所述多元醇溶液的质量分数为10-30％。
4.根据权利要求1所述的电极箔的预处理方法，其特征在于：S1活化中，所述浸渍的温度为20-40℃，浸渍时间为5-10min。
5.根据权利要求1所述的电极箔的预处理方法，其特征在于，S2电沉积中，所述氢氧化铝溶胶凝胶中，氢氧化铝的质量分数为30-50％。
6.根据权利要求5所述的电极箔的预处理方法，其特征在于，所述氢氧化铝溶胶凝胶粒子的粒径为5-30nm。
7.根据权利要求5所述的电极箔的预处理方法，其特征在于，所述氢氧化铝溶胶凝胶的pH控制在6-10。
8.根据权利要求1所述的电极箔的预处理方法，其特征在于，S2电沉积中，所述加电处理包括：在10-20V直流电压下，15-35℃加电沉积0.5-2min。
9.根据权利要求1所述的电极箔的预处理方法，其特征在于，S3热处理中，所述热处理包括：先将电沉积后的腐蚀箔于150-200℃下干燥1-2min，然后于500-600℃热处理2-5min。
10.根据权利要求1-9任一项所述的电极箔的预处理方法，其特征在于，所述S1活化前还包括对腐蚀箔进行S0前处理。
11.根据权利要求10所述的电极箔的预处理方法，其特征在于，所述前处理包括：将腐蚀箔置于酸液中浸渍，然后纯水清洗。
12.根据权利要求11所述的电极箔的预处理方法，其特征在于，所述酸液为质量分数为3-10％的硝酸溶液，浸渍温度为30-65℃，浸渍时间为1-5min。
13.根据权利要求1-9任一项所述的电极箔的预处理方法，其特征在于，所述S4膜完善后还包括S5后处理。
14.根据权利要求13所述的电极箔的预处理方法，其特征在于，所述后处理包括：将经过S4处理后的腐蚀箔置于酸液中浸渍。
15.根据权利要求14所述的电极箔的预处理方法，其特征在于，所述酸液为质量分数为2-5％的硝酸溶液，浸渍温度为30-50℃，浸渍时间为2-5min。
16.一种电极箔的制备方法，其特征在于，包括使用权利要求1-15任一项所述的预处理方法对腐蚀箔进行预处理的步骤。
17.根据权利要求16所述的制备方法得到的电极箔。
18.包含权利要求17所述的电极箔的铝电解电容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010825673.6A CN112038098B (zh) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | 一种电极箔的预处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010825673.6A CN112038098B (zh) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | 一种电极箔的预处理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112038098A CN112038098A (zh) | 2020-12-04 |
| CN112038098B true CN112038098B (zh) | 2022-04-26 |
Family
ID=73576893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010825673.6A Active CN112038098B (zh) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | 一种电极箔的预处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112038098B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004253755A (ja) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Nippon Light Metal Co Ltd | 中高圧アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造方法 |
| CN1585059A (zh) * | 2004-06-16 | 2005-02-23 | 北京科技大学 | 一种铝电解电容器高比容阳极铝箔的化成方法 |
| CN101651049A (zh) * | 2009-06-24 | 2010-02-17 | 吴江飞乐天和电子材料有限公司 | 一种提高低压铝电解电容器电极箔比容的方法 |
| CN101651046A (zh) * | 2009-07-22 | 2010-02-17 | 电子科技大学 | 一种Al2O3/TiO2复合介质膜铝电极箔的制备方法 |
| CN110819965A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-21 | 西安交通大学 | 一种铝电解电容器用阳极铝箔的节能制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190100850A1 (en) * | 2017-10-03 | 2019-04-04 | Xerion Advanced Battery Corporation | Electroplating Transitional Metal Oxides |
-
2020
- 2020-08-17 CN CN202010825673.6A patent/CN112038098B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004253755A (ja) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Nippon Light Metal Co Ltd | 中高圧アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔の製造方法 |
| CN1585059A (zh) * | 2004-06-16 | 2005-02-23 | 北京科技大学 | 一种铝电解电容器高比容阳极铝箔的化成方法 |
| CN101651049A (zh) * | 2009-06-24 | 2010-02-17 | 吴江飞乐天和电子材料有限公司 | 一种提高低压铝电解电容器电极箔比容的方法 |
| CN101651046A (zh) * | 2009-07-22 | 2010-02-17 | 电子科技大学 | 一种Al2O3/TiO2复合介质膜铝电极箔的制备方法 |
| CN110819965A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-21 | 西安交通大学 | 一种铝电解电容器用阳极铝箔的节能制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "高比容铝阳极箔复合氧化膜的研究进展及前景";何桂丽;《电子元件与材料》;20200228;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112038098A (zh) | 2020-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109609991B (zh) | 化成箔、制备方法及其应用 | |
| US7342773B2 (en) | Capacitor containing aluminum anode foil anodized in low water content glycerine-phosphate electrolyte | |
| CN103361692B (zh) | 中高压电子铝箔电沉积弥散锡晶核的方法 | |
| CN112117129B (zh) | 一种高压高容低缺陷阳极箔的混酸化成工艺 | |
| KR20070081103A (ko) | 양극체와 그 제조 방법, 및 고체 전해 콘덴서 | |
| CN109775813B (zh) | 一种用于钛基氧化物电极的复合中间层及一种钛基氧化物电极及其制备方法 | |
| CN103354941A (zh) | 铝电解电容器用阳极箔的制备方法 | |
| CN101866748A (zh) | 固体电解电容器形成固体电解质层的化学聚合工艺 | |
| CN104357886B (zh) | 中高压阳极用高纯铝箔表面化学沉积弥散锡、锌晶核的方法 | |
| CN112038098B (zh) | 一种电极箔的预处理方法 | |
| CN112103084B (zh) | 一种阳极箔及其制备方法 | |
| CN104103428B (zh) | 一种铝电解电容器用高压高介电化成箔的制造方法 | |
| CN113470977A (zh) | 一种高容低损耗中压阳极箔及其化成工艺 | |
| CN103774193A (zh) | 一种中高压电子铝箔表面电沉积弥散锌晶核的方法 | |
| CN113106518B (zh) | 一种固态铝电解电容器用低压化成箔制造方法 | |
| CN114446667B (zh) | 一种高介电常数电极箔的制备方法 | |
| CN115172054B (zh) | 一种中高压阳极氧化前处理方法、铝箔及铝电解电容器 | |
| CN108531906B (zh) | 钽喷丝头的表面处理方法 | |
| CN111926345B (zh) | 具有TiN纳米管中间层的IrO2-Ta2O5阳极 | |
| CN103779098B (zh) | 一种交流马达启动电容用储能材料的化成方法 | |
| CN113201774A (zh) | 长寿命铝电解电容器用化成箔及其制备工艺 | |
| CN108447690B (zh) | 一种高容量的中高压铝电解电容器用电极箔的制备方法、电极箔及电容器 | |
| CN111270286A (zh) | 一种铝电解电容器低压化成箔生产工艺 | |
| JPS63203800A (ja) | タングステン合金めっき用電極の製造方法 | |
| CN113555222B (zh) | 一种超高压铝电解电容器阳极箔及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |