铝电解电容器高压阳极铝箔的直流扩面腐蚀研究

论文摘要

阳极铝箔的扩面腐蚀是提高铝电解电容器电容量的有效方法,但由于扩面腐蚀工艺复杂,铝箔腐蚀孔的低密度和分布的不均匀性制约了其电容量的进一步提高,同时,阳极铝箔较低的抗折弯性能也难以满足电容小型化要求。本文从提高铝电极箔电蚀扩面倍率角度出发,对高压电极箔直流扩面腐蚀进行了研究。采用硫酸-盐酸腐蚀体系对厚度为110μm、99.99%的高纯铝光箔依次进行了预处理、发孔、扩孔等电化学腐蚀实验,采用专用折弯机测试了腐蚀样品的折弯性能,通过SEM分析了腐蚀样片的表面形貌,通过比容测试仪测试了化成试样的比容量,研究了盐酸浓度、电流密度、温度、腐蚀时间等工艺条件对腐蚀铝箔的电容量和折弯性能的影响规律,初步分析高压直流腐蚀的蚀核萌生机制和蚀孔生长机理,取得以下主要成果:铝光箔在65℃、（5g氢氧化钠+1g草酸钠）/ L溶液中经过100秒预处理后,去除了铝箔表面的油污和不均匀氧化层,提高了发孔腐蚀的蚀坑密度和均匀性。同时,经过预处理的扩面腐蚀铝箔具有更高的比容和更小的失重。预处理后的铝箔在2mol/L盐酸和1.5mol/L硫酸组成的腐蚀液中、80℃、0.50 A/cm2条件下腐蚀140秒后,蚀孔密集且均匀,表现出了良好的发孔腐蚀效果。随着发孔腐蚀液中盐酸浓度的增加,腐蚀试样的比容逐渐增加,当盐酸浓度达到2.0mol/L左右时,比容出现最大值,进一步增加盐酸浓度时,比容开始逐渐下降。经过发孔腐蚀的铝箔在1mol/L的盐酸腐蚀液中、85℃、0.15 A/cm2条件下扩孔腐蚀600秒,化成520VF后测其比容达到0.73μF/cm2,折弯达到59回次。Cl-浓度的增加提高了高纯铝箔发孔蚀核的萌生几率。高压直流扩孔腐蚀中蚀孔生长存在三种模式:扩张深入式、垂直推进式和分支掘进式,其中垂直推进式可最大限度地提高高压腐蚀铝箔的有效表面积。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 铝箔电子腐蚀技术概述
• 1.3.1 铝箔扩面腐蚀方法
• 1.3.2 直流腐蚀技术
• 1.3.3 交流腐蚀技术
• 1.4 直流腐蚀的研究进展
• 1.4.1 直流腐蚀的机理
• 1.4.2 直流腐蚀存在的问题
• 1.5 本课题研究的主要内容
• 2 实验方法
• 2.1 实验材料与实验装置
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验装置
• 2.2 腐蚀工艺参数
• 2.2.1 工艺流程
• 2.2.2 腐蚀液配方和腐蚀工艺参数的选择
• 2.3 腐蚀样片的测试与分析
• 2.3.1 失重
• 2.3.2 比容
• 2.3.3 弯折强度
• 2.3.4 腐蚀样片的形貌分析
• 3 高压阳极铝箔直流腐蚀的工艺研究
• 3.1 预处理对发孔腐蚀行为的影响
• 3.1.1 预处理工艺对铝箔表面形貌与失重的影响
• 3.1.2 预处理工艺对腐蚀行为的影响
• 3.2 发孔工艺对腐蚀行为的影响
• 3.2.1 腐蚀液配方对腐蚀行为的影响
• 3.2.2 工艺参数对对腐蚀箔容量和折弯的影响
• 3.3 扩孔工艺对腐蚀行为的影响
• 3.3.1 扩孔腐蚀液成分
• 3.3.2 扩孔腐蚀条件对腐蚀箔参数的影响
• 3.4 小结
• 4 高压直流扩面腐蚀的机理探讨
• 4.1 点蚀萌生研究
• 4.2 蚀孔生长研究
• 4.3 小结
• 5 结论
• 5.1 本课题的主要结论
• 5.2 前景展望
• 致谢
• 参考文献