一种提高腐蚀箔比容的方法

技术领域

本发明涉及铝电解电容器制造技术领域，更具体地，涉及一种提高腐蚀箔比容的方法。

背景技术

电容器是三大被动电子元件之一，是电子线路中必不可少的基础电子元件，约占全部电子元器件用量的40％。根据材质进行分类，电容器产品可以分为陶瓷电容器、铝电解电容器、钽电解电容器和薄膜电容器，其中，在全球电容器市场产品结构中，铝电解电容器占32.4％。在当今电子行业飞速发展的今天，铝电解电容器的需求量也水涨船高，呈上升趋势，其实一种用铝材料制成的电性能好、适用范围宽、可靠性高的通用型电解电容器，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。然而现有常规的铝电解电容器的比容性能已难以满足实际需求，研发并提供具备高比容性能的铝电解电容器显得尤为迫切。

在电子铝箔--腐蚀箔--化成箔--电容器产业链中，腐蚀箔是生产电容器的一种重要原料，一般是以电子铝箔为原料，通过腐蚀工艺在铝箔表面形成纳米级孔洞，从而得到腐蚀箔。腐蚀箔的比容性能直接决定最终电容器的大小性能质量。传统的腐蚀箔加工工艺，通常包括碱洗、酸洗、发孔、扩孔、纯水清洗、烘干等步骤，为了得到比容较高的腐蚀箔，通常都是调整腐蚀发孔溶液浓度、发孔温度、发孔加电方式等等来提高腐蚀孔的深度，从而提高腐蚀箔的比容。

比如名称为一种提高中压腐蚀箔比容的预处理方法及其制备的中压腐蚀箔的中国专利就特定的交流电预处理来提高发孔洞的均匀性和数量，从而提高后续得到的腐蚀箔的比容；名称为一种低压硬态腐蚀箔的扩孔腐蚀方法通过多次不同参数不同的电化学腐蚀来得到具有较深腐蚀层厚度和较大腐蚀孔洞尺寸的腐蚀箔，从而提高铝电解电容器的容量；名称为高比容的中高压电极箔的生产工艺通过特定的多级腐蚀扩面处理来解决并孔以及孔过浅的问题，进而提高电极箔的比容。但目前这些提高比容的技术的处理工艺都较为复杂，且往往会降低腐蚀箔的耐弯折强度。

因此，需研发一种处理工艺简单、可提高腐蚀箔比容且不会牺牲腐蚀箔耐弯折强度的技术。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中提高腐蚀箔比容的方法会牺牲腐蚀箔的耐弯折强度以及提高腐蚀箔比容的方法的工艺复杂的问题，提供一种提高腐蚀箔比容的方法。该提高腐蚀箔比容的方法将腐蚀箔置于氨气氛围中并进行高温温度的退火处理之后，可以明显提高腐蚀箔的比容，而且不会降低腐蚀箔的耐弯折强度。具体地，经本发明的提高腐蚀箔比容的方法处理后的腐蚀箔的比容的的提升幅度达到23.8～33.3％。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种提高腐蚀箔比容的方法，包括如下步骤：将腐蚀箔置于氨气氛围中，然后进行退火；所述退火的温度为320～540℃，时间为2～10小时。

本发明的发明人通过多次研究发现，将腐蚀箔置于氨气氛围中并进行特定温度的退火处理之后，可以明显提高腐蚀箔的比容，并且不会牺牲腐蚀箔的耐折弯强度。其原因是：本发明的方法在320～540℃下退火特定的时间(2～10小时)，氨气会分解氢原子和氮原子，氢原子不与铝反应而进一步生成氢气，而氮原子会均匀地附着在腐蚀箔的表面，并在320～540℃下充分与铝反应生成氮化铝皮膜，使得腐蚀箔的表面主要被氮化铝皮膜覆盖；完成本发明的方法的处理后，腐蚀箔进一步进行化成处理，化成处理后的铝箔的表面仍是被较完整的氮化铝皮膜覆盖。如果腐蚀箔不进行本发明方法的处理，其在后续的化成处理中主要在表面形成氧化铝。理论上单相纯氧化铝的介电常数是39.992，而单相纯氮化铝的介电常数是60.619，氮化铝具有更高的介电常数。根据电容容量的计算公式：C＝εA/d，(其中，C表示电容器的容量，ε表示介电常数，A表示电容器的极板面积，d表示极板之间的距离)介电常数的提高可以正比例提高比容，由于本发明的提高腐蚀箔比容的方法处理后的腐蚀箔的表面主要被氮化铝皮膜覆盖，从而使得腐蚀箔的比容得到明显的提高。

如果不营造氨气氛围，则处理后的腐蚀箔的比容几乎无提升；如果不营造氨气氛围，而是营造氮气氛围或不含氮的惰性氛围(如氩气)，处理后的腐蚀箔的比容也几乎无提升。如果退火的时间太短，比容的提升不明显，其原因可能是：虽然退火过程中有氮化铝形成，但由于时间太短，未形成较完整的氮化铝皮膜。如果退火的温度太低，处理后的腐蚀箔的比容也几乎无提升。

即本发明的提高腐蚀箔比容的方法将腐蚀箔置于氨气氛围中并进行高温温度的退火处理之后，可以明显提高腐蚀箔的比容，而且不会降低腐蚀箔的耐弯折强度。具体地，经本发明的提高腐蚀箔比容的方法处理后的腐蚀箔的比容的提升幅度达到23.8～33.3％。

通常地，采用所述提高腐蚀箔比容的方法处理之前(即，将腐蚀箔置于氨气氛围中之前)，腐蚀箔的比容为90.2～92.3μF/cm

优选地，所述氨气的纯度达到99.999％及以上。

优选地，以3～10℃的升温速率升温所述退火的温度。

优选地，所述退火的温度为450～540℃。

更为优选地，所述退火的温度为500～540℃。

在该温度范围下进行退火处理，腐蚀箔的比容的提升程度更明显。

进一步优选地，所述退火的温度为500～520℃。

优选地，所述退火的时间为5～10小时。

在该退火的时间下，腐蚀箔的比容的提升程度更明显。

更为优选地，所述退火的时间为8～10小时。

通常地，完成退火后，以5～8℃/min的降温速率降温到常温。

通常地，所述常温为20～30℃。

优选地，所述将腐蚀箔置于氨气氛围中的具体过程为：将腐蚀箔置于密闭空间中，抽真空，然后充入氨气。

通常地，所述真空的压强≤8×10

优选地，所述提高腐蚀箔比容的方法在真空退火炉内进行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的提高腐蚀箔比容的方法将腐蚀箔置于氨气氛围中并进行高温温度的退火处理之后，可以明显提高腐蚀箔的比容，而且不会降低腐蚀箔的耐弯折强度。具体地，经本发明的提高腐蚀箔比容的方法处理后的腐蚀箔的比容的提升幅度达到23.8～33.3％。

具体实施方式

为了更清楚、完整的描述本发明的技术方案，以下通过具体实施例进一步详细说明本发明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，可以在本发明权利限定的范围内进行各种改变。

如未特别说明，本发明的实施例和对比例的原料均可通过商业途径获得。

实施例1

本实施例提供一种提高腐蚀箔比容的方法，该提高腐蚀箔比容的方法包括如下步骤：

将腐蚀箔(比容为90.2μF/cm

实施例2

本实施例提供一种提高腐蚀箔比容的方法，该提高腐蚀箔比容的方法包括如下步骤：

将腐蚀箔(比容为90.2μF/cm

实施例3

本实施例提供一种提高腐蚀箔比容的方法，该提高腐蚀箔比容的方法包括如下步骤：

将腐蚀箔(比容为90.2μF/cm

实施例4

本实施例提供一种提高腐蚀箔比容的方法，该提高腐蚀箔比容的方法包括如下步骤：

将腐蚀箔(比容为90.2μF/cm

对比例1

本对比例提供一种处理腐蚀箔比容的方法，该处理腐蚀箔比容的方法包括如下步骤：

将腐蚀箔(比容为90.2μF/cm

对比例2

本对比例提供一种处理腐蚀箔比容的方法，该处理腐蚀箔比容的方法包括如下步骤：

将腐蚀箔(比容为90.2μF/cm

对比例3

本对比例提供一种处理腐蚀箔比容的方法，该处理腐蚀箔比容的方法包括如下步骤：

将腐蚀箔(比容为90.2μF/cm

对比例4

本对比例提供一种处理腐蚀箔比容的方法，该提高腐蚀箔比容的方法包括如下步骤：

将腐蚀箔(比容为90.2μF/cm

对比例5

本对比例提供一种处理腐蚀箔比容的方法，该提高腐蚀箔比容的方法包括如下步骤：

将腐蚀箔(比容为90.2μF/cm

性能测试

对经各实施例和对比例处理后的腐蚀箔的比容和耐弯折强度进行测试。具体测试方法或过程如下：

比容：按照中国电子元件行业协会团体标准中T/CECA22-2017铝电解电容器用电极箔的方法进行测试，测试的各条件为：静电容量测试仪：测量精度±2％，测试频率：120±5H

耐弯折强度：按照中国电子元件行业协会团体标准中T/CECA22-2017铝电解电容器用电极箔的方法进行测试，试验拉伸速度10±1mm/min，测定断裂时的拉力，单位N/cm。同时对未经任何处理的腐蚀箔(比容为90.2μF/cm

各实施例和对比例处理后的腐蚀箔的比容和耐弯折强度的测试结果如下表1所示。

表1各实施例和对比例处理后的腐蚀箔的比容和弯折的测试结果

从表1可知，经本发明的提高腐蚀箔比容的方法处理后的腐蚀箔，其比容得到了明显的提升，提升程度为23.8％～33.3％，且耐弯折强度无明显下降。其中，相比实施例1，实施例2、3和4在较高温度下进行更长时间的退火处理，腐蚀箔的比容的提升程度更明显；进一步地，相比实施例2，实施例3和4的退火温度进一步提高，腐蚀箔的比容也进一步提升。

对比例1的腐蚀箔在特定的温度下进行退火处理，但其未营造氨气氛围，处理后的腐蚀箔的比容几乎无提升；对比例2的腐蚀箔在氮气氛围下和特定的温度下进行退火处理，处理后的腐蚀箔的比容也几乎无提升；对比例3的腐蚀箔在氩气氛围下和特定的温度下进行退火处理，处理后的腐蚀箔的比容也几乎无提升。对比例4的腐蚀箔也氨气氛围下进行退火处理的时间较短，比容的提升不明显。对比例5的腐蚀箔也在氨气氛围中退火，但温度较低，比容几乎无提升。

由上可知，本发明的提高腐蚀箔比容的方法将腐蚀箔置于氨气氛围中并进行在合适的高温温度以及时间的退火处理之后，可以明显提高腐蚀箔的比容，而且不会降低腐蚀箔的耐弯折强度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。比如，本发明的方法可与现有的腐蚀箔生产工艺结合，具体地，在腐蚀箔最后的烘干步骤通入氨气，并在本发明的温度下退火特定的时间；也可以与腐蚀箔--化成箔的工艺结合，具体地，在腐蚀箔化成的过程中的高温(调整在本发明的温度的范围内)处理工序中营造氨气氛围进行处理，均属于本发明保护范围。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。