DE3914000A1 - Verfahren zum herstellen einer aufgerauhten aluminiumfolie - Google Patents
Verfahren zum herstellen einer aufgerauhten aluminiumfolieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer aufgerauhten
Aluminiumfolie, insbesondere Anodenfolie für Niedervoltelektrolytkondensatoren.
In Aluminium-Elektrolytkondensatoren werden zur Erhöhung der
Volumenkapazität elektrolytisch aufgerauhte Anodenfolien eingesetzt.
Es ist bekannt, daß durch Anwendung von Impulsströmen
hohe Folienrauhungen bei hoher Biegefestigkeit erreicht werden
können.
Aus der US 45 88 486 und der EP 01 65 318 A1 sind Ätzverfahren
mit gepulsten Gleichströmen bekannt, wobei Ätzbäder verwendet
werden, die Natriumchlorid und Natriumsulfat enthalten.
Ferner ist aus der EP 00 54 990 A1 eine Impulsätzung mit
Wechselstrom bekannt, die in einem Bad durchgeführt wird, das
Natriumchlorid enthält.
Die bei den genannten Impulsstrom-Ätzverfahren eingesetzten
Natriumchlorid-Ätzelektrolyte sind neutral oder schwach sauer.
Dadurch fällt das bei der Ätzung abgelöste Al3+ als Al(OH)₃-Schlamm
aus.
Hierdurch entstehen eine Reihe von Schwierigkeiten, wie z. B.
erforderliche Maßnahmen zur Verhinderung bzw. Beseitigung von
Al(OH₃)-Bodensatz im Tank, häufige Badreinigung, Gefahr von
Schleifspuren oder Eindrücken auf der Folie durch angesammeltes,
festsitzendes Al(OH₃), aufwendige Infrastruktur mit Ansatzbehältern,
Elektrolytkreislauf und Filterpressen oder
Zentrifugen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen
einer aufgerauhten Aluminiumfolie anzugeben, das bei gleichmäßiger
Ätzeindringtiefe eine ähnliche oder sogar höhere Aufrauhung
als die bekannten Verfahren liefert, ohne daß Al(OH₃)-Schlamm
ausfällt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zum Herstellen
einer aufgerauhten Aluminiumfolie, insbesondere Anodenfolie
für Niedervoltelektrolytkondensatoren gelöst, indem die
Folie mit einem Impulsstrom in einem Ätzelektrolyten behandelt
wird, der folgende Zusammensetzung aufweist:
1 N bis 2 N, vorzugsweise 1,5 N HCl,
1 N bis 2 N, vorzugsweise 1,5 N AlCl₃,
2,5 N bis 3,5 N, vorzugsweise 3 N Cl-.
1 N bis 2 N, vorzugsweise 1,5 N AlCl₃,
2,5 N bis 3,5 N, vorzugsweise 3 N Cl-.
Bei diesem Verfahren ergibt sich der Vorteil, daß durch den
niedrigen pH-Wert des genannten Elektrolyts das abgelöste Al3+
in Lösung bleibt, so daß im elektrolytischen Bad kein Schlamm
anfällt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß durch
Zulauf von HCl und Wasser die Badlösung auf einfache Weise in
ihrer Zusammensetzung konstant gehalten werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des geschilderten Verfahrens sind
in den Unteransprüchen angeführt.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele
erläutert, die Ätzverfahren mit 110 µm dicken, geglühten Folien
der Einheit Al 99,99 betreffen.
Bei einer herkömmlichen Wechselstrom-Impulsätzung wurden die
Folien in einem Elektrolyt behandelt, der 4,5 N NaCl bei 75°C
enthielt. Die Ätzstromfrequenz betrug 100 Hz und das Tastverhältnis
0,9. Einer anodischen Stromdichte von 0,8 A/cm² stand
eine kathodische Stromdichte von 80 mA/cm² gegenüber, wobei die
anodische Ätzladung 100 C/cm² betrug.
Die Folien wurden einer Wechselstrom-Impulsätzung in einem
feststofffreien Elektrolyt unterzogen, der 1,5 N HCl und 1,5 N
AlCl₃ bei 73°C enthielt. Die Ätzstromfrequenz betrug wieder
100 Hz bei einem Tastverhältnis von 0,9. (Anodische Stromdichte
0,9 A/cn², kathodische Stromdichte 0,1 A/cm² und anodische
Ätzladung 100 C/cm².)
Eine Wechselstrom-Impulsätzung mit gleichen Kennwerten wie im
Ausführungsbeispiel 2 wurde in einem feststofffreien Elektrolyt
der Zusammensetzung 1,5 N HCl, 1,5 N AlCl₃ und 0,05 M SO₄2-
bei 73°C durchgeführt.
In der folgenden Tabelle sind spezifische Kapazität C A und
Anzahl der Biegewechsel bei den gemäß Ausführungsbeispielen
1 bis 3 hergestellten Folien enthalten.
Der Tabelle ist zu entnehmen, daß durch Optimierung der Ätzlösung
bezüglich der Parameter HCl-Konzentration (pH-Wert),
Al3+-Konzentration, Cl--Konzentration und Temperatur die
gewünschten Folieneigenschaften (hohe Kapazität, hohe Biegewechselanzahl)
in gleicher Art wie mit den üblichen NaCl-Elektrolyten
erhalten werden, ohne daß im Bad Al(OH₃)-Schlamm
ausfällt.
Werden Folien mit geeigneter Stromdichte, Frequenz und geeignetem
Tastverhältnis in derartigen HCl-Elektrolyten geätzt, so
erhält man Anoden mit gleichmäßiger Ätzeindringtiefe, die
jedoch bei niederen Formierspannungen (10 V) im Vergleich zu
Ätzungen im NaCl-Elektrolyt ca. 15% geringere Kapazitätswerte
aufweisen. Bei mittleren Formierspannungen (40 V) wird die
gleiche Aufrauhung erreicht und im oberen Formierspannungsbereich
(150 V) nimmt die Anodenkapazität zu.
Fügt man der optimierten HCl-AlCl₃-Ätzlösung geringe Mengen von
Anionen zu, welche die Passivierung des Aluminium in Ausschaltphasen
bzw. kathodischen Phasen der Impulsätzung verstärken
(z. B. SO₄2-), so erhält man Folien, die im gesamten Niedervolt-Spannungsbereich
höhere Kapazitätswerte aufweisen als die in
üblichen NaCl-Elektrolyten geätzten Folien.
Allerdings sollte die SO₄2--Konzentration nicht den Wert von
0,07 M überschreiten, da bei höheren Werten und bei Formierspannungen
<30 V die Anodenkapazitäten sonst wieder abnimmt.
Sind die technischen Möglichkeiten für die in den Ausführungsbeispielen
dargestellte Wechselstrom-Impulsätzung nicht gegeben,
so lassen sich mit den feststofffreien Elektrolyten nach
der Erfindung auch hochgerauhte Folien mit Gleichstrom-Impulsätzung
herstellen. Hierbei ist jedoch eine bevorzugte Ätzstromfrequenz
von 40 Hz einzustellen, wobei das Tastverhältnis von
0,9 beibehalten wird.
Claims (10)
1. Verfahren zum Herstellen einer aufgerauhten Aluminiumfolie,
insbesondere Anodenfolie für Niedervoltelektrolytkondensatoren,
indem die Folie mit einem Impulsstrom in einem Ätzelektrolyt
behandelt wird, der folgende Zusammensetzung aufweist:
1 N bis 2 N, vorzugsweise 1,5 N HCl,
1 N bis 2 N, vorzugsweise 1,5 N AlCl₃,
2,5 N bis 3,5 N, vorzugsweise 3 N Cl-.
1 N bis 2 N, vorzugsweise 1,5 N AlCl₃,
2,5 N bis 3,5 N, vorzugsweise 3 N Cl-.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ätzelektrolyt zusätzlich 0,01 M
bis 0,07 M, vorzugsweise 0,05 M SO₄2- enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Folie in einem Ätzelektrolyten
der Temperatur 68°C bis 78°C, vorzugsweise 73°C behandelt
wird.
4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch die Verwendung einer
geglühten Aluminiumfolie der Reinheit Al 99,99 bis Al 99,95.
5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß als Impulsstrom
ein Wechselstrom verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die anodische Stromdichte 0,8 bis 1,0,
vorzugsweise 0,9 A/cm² und die kathodische Stromdichte 0,08 bis
0,12, vorzugsweise 0,1 A/cm² betragen.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ätzstromfrequenz 80 bis
100, vorzugsweise 100 Hz beträgt.
8. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß als Impulsstrom
ein Gleichstrom verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ätzstromfrequenz ca. 40 Hz beträgt.
10. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis
0,9 beträgt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19893914000 DE3914000C2 (de) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Verfahren zum Herstellen einer aufgerauhten Aluminiumfolie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19893914000 DE3914000C2 (de) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Verfahren zum Herstellen einer aufgerauhten Aluminiumfolie |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3914000A1 true DE3914000A1 (de) | 1990-10-31 |
| DE3914000C2 DE3914000C2 (de) | 1994-04-14 |
Family
ID=6379637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19893914000 Expired - Fee Related DE3914000C2 (de) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Verfahren zum Herstellen einer aufgerauhten Aluminiumfolie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3914000C2 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6978057B1 (en) | 1999-09-23 | 2005-12-20 | The Provost Fellows And Scholars Of The College Of The Holy And Undivided Trinity Of Queen Elizabeth Near Dublin | Optical waveguide and a method for providing an optical waveguide |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0054990A1 (de) * | 1980-12-23 | 1982-06-30 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Aluminiumfolie für Elektrolytkondensatoren |
| DE3242622C1 (de) * | 1982-11-18 | 1983-11-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum elektrolytischen Ätzen von Aluminiumfolien für Elektrolytkondensatoren |
| EP0165318A1 (de) * | 1983-10-06 | 1985-12-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Verfahren zur herstellung einer anodenfolie zur verwendung in einem elektrolytischen kondensator aus aluminium |
| US4588486A (en) * | 1985-04-19 | 1986-05-13 | Sprague Electric Company | Etching of aluminum capacitor foil |
-
1989
- 1989-04-27 DE DE19893914000 patent/DE3914000C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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| DE3242622C1 (de) * | 1982-11-18 | 1983-11-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum elektrolytischen Ätzen von Aluminiumfolien für Elektrolytkondensatoren |
| EP0165318A1 (de) * | 1983-10-06 | 1985-12-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Verfahren zur herstellung einer anodenfolie zur verwendung in einem elektrolytischen kondensator aus aluminium |
| US4588486A (en) * | 1985-04-19 | 1986-05-13 | Sprague Electric Company | Etching of aluminum capacitor foil |
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|---|---|---|---|---|
| US6978057B1 (en) | 1999-09-23 | 2005-12-20 | The Provost Fellows And Scholars Of The College Of The Holy And Undivided Trinity Of Queen Elizabeth Near Dublin | Optical waveguide and a method for providing an optical waveguide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3914000C2 (de) | 1994-04-14 |
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