阅读说明：本技术 一种六棱柱孔型铝电解阳极腐蚀箔及其生产方法 (Hexagonal prism hole type aluminum electrolysis anode corrosion foil and production method thereof ) 是由 白立富 梁秋妮 刘丽霞 张业华 赵勇刚 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种铝电解阳极腐蚀箔生产方法,包括以下步骤：(1)一次阳极氧化处理：用草酸溶液对铝片进行一次阳极氧化；(2)一次腐蚀通孔：采用磷酸溶液对步骤(1)所得产品腐蚀6～12h；(3)二次阳极氧化处理：用草酸溶液对步骤(2)所得产品进行二次阳极氧化；(4)二次腐蚀通孔：采用磷酸溶液对步骤(3)所得产品进行腐蚀1～2h,得所述铝电解阳极腐蚀箔。本发明所述方法制得的铝电解阳极腐蚀箔为六棱柱孔型结构,孔洞呈周期排列,紧密连结,孔壁结构稳定,孔壁占比小而增加孔洞数量,有效增加容量,并有效解决箔易脆、弯折度差的问题。本发明还公开了一种铝电解阳极腐蚀箔。(The invention discloses a method for producing aluminum electrolysis anode corrosion foil, which comprises the following steps: (1) primary anodic oxidation treatment: carrying out primary anodic oxidation on the aluminum sheet by using an oxalic acid solution; (2) etching the through hole for the first time: corroding the product obtained in the step (1) for 6-12 h by using a phosphoric acid solution; (3) secondary anodic oxidation treatment: carrying out secondary anodic oxidation on the product obtained in the step (2) by using an oxalic acid solution; (4) secondary corrosion of the through hole: and (4) corroding the product obtained in the step (3) for 1-2 hours by using a phosphoric acid solution to obtain the aluminum electrolysis anode corrosion foil. The aluminum electrolysis anode corrosion foil prepared by the method is of a hexagonal prism hole pattern structure, holes are periodically arranged and tightly connected, the hole wall structure is stable, the hole wall proportion is small, the number of the holes is increased, the capacity is effectively increased, and the problems that the foil is fragile and poor in bending degree are effectively solved. The invention also discloses an aluminum electrolysis anode corrosion foil.)

一种六棱柱孔型铝电解阳极腐蚀箔及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种铝电解阳极腐蚀箔及其生产方法，具体涉及一种六棱柱孔型铝电解阳极腐蚀箔及其生产方法。

背景技术

铝电解电容器阳极腐蚀铝箔，属于元器件类产品电子材料，随着现阶段我国各项技术的快速发展，电子产品开始朝着高性能化方向发展，对铝电解电容器应用性能提出了较多较高的要求，所以目前在规定电压范围内，需要对铝箔比表面积进行控制。目前通过物理、化学、电解腐蚀法能够有效拓宽铝箔表面积，每种方法都会在铝箔表面上产生较大蚀坑,这样能够确保腐蚀箔容量有效增加，蚀坑内表面积之和就是铝箔有效表面积。铝电解电容器的最大优点是单位体积的电容量大。这是由于铝电解电容器所用的阳极腐蚀箔经过化学腐蚀和电化学腐蚀的处理扩大了表面积。现有的铝电解阳极腐蚀箔孔型一般为圆形，孔洞之间不是周期排列，孔壁呈圆形或非棱柱形，是不稳定结构，造成腐蚀箔易脆、弯折度差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种六棱柱孔型铝电解阳极腐蚀箔及其生产方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种铝电解阳极腐蚀箔生产方法，包括以下步骤：

(1)一次阳极氧化处理：用0.1～0.5mol/L的草酸溶液对铝片进行一次阳极氧化，电压为30～60V，时间为10～14h；

(2)一次腐蚀通孔：采用质量浓度为0.03～0.06％的磷酸溶液对步骤(1)所得产品腐蚀6～12h；

(3)二次阳极氧化处理：用0.1～0.5mol/L的草酸溶液对步骤(2)所得产品进行二次阳极氧化，电压为30～60V，时间为10～20min；

(4)二次腐蚀通孔：采用质量浓度为0.03～0.06％的磷酸溶液对步骤(3)所得产品进行腐蚀1～2h，然后进行清洗，即得所述铝电解阳极腐蚀箔。

一次阳极氧化后铝片表面形成氧化膜，一次腐蚀通孔后形成孔结构，二次阳极氧化能使孔周期更有序，二次腐蚀能扩大孔径。采用上述方法制得的铝电解阳极腐蚀箔为六棱柱孔型结构，孔洞呈周期排列，紧密连结，孔壁结构稳定，孔壁占比小而增加孔洞数量，有效增加容量，并有效解决箔易脆、弯折度差的问题。

优选地，一次阳极氧化处理和二次阳极氧化处理的温度为15～20℃，将温度维持在该温度时，能控制氧化的速度，保证孔道的均一性。

优选地，步骤(1)中，所述电压为40V。发明人发现在在浓度同为0.3mol/L的草酸溶液中进行阳极氧化，分别采用30V、40V、60V三种电压制备氧化铝样品，通过SEM图观察，测算得孔周期大小关系为60V>40V>30V。在草酸溶液浓度为0.1～0.5mol/L时，只需要控制铝片在草酸溶液中的平均氧化速度，其氧化电压与孔周期大小之间的关系式为：孔周期(nm)＝1.81*氧化电压(V)+18.36，量化值为1.81nm/V电压为40V时，为了制备大周期的多孔氧化铝膜，必须适当升高氧化电压。得到孔周期与电压大小呈线性正比关系的结论。阳极电压的大小对孔周期性有很大的影响。电压过低，样品表面孔分布无序，孔周期分布不均匀，观察不到周期性的孔洞；电压过高，将不可以维持稳态腐蚀的过程，反应速度过快，铝片消耗过快而击穿使反应终止。

优选地，步骤(1)中，所述草酸溶液浓度为0.3mol/L，电压为40V，时间为12h。对于0.3mol/L草酸，17℃条件下进行一次阳极氧化，孔有序性最好时阳极电压为40V。本发明通过利用0.3mol/L的草酸，对氧化铝进行40V的阳极氧化，草酸溶液在17℃条件下下的平均氧化速率约为7.30μm/h，可得到排列有序的氧化铝膜。

发明人通过观测氧化铝表面缺陷数目随氧化时间变化的趋势图，发现一次阳极氧化的时间越长，多孔氧化铝的缺陷数目越少因而周期性越好。但时间过长会导致铝箔击穿，12h能最接近达到理想的效果，12h后逐步出现孔壁坍塌现象。

优选地，步骤(1)之前还包括步骤(1a)，对铝片进行退火处理，所述高温退火的条件为：在230～260℃环境中保温1～3h。经过退火处理能使铝内应力减少，晶粒长大，氧化铝膜也因此在一定范围内增加孔洞排列有序性，可通过退火处理来减少缺陷数目。

优选地，在一次阳极氧化处理之前还包括对铝片进行抛光预处理，可获得表面光亮平整的铝片。更优选地，所述抛光电压为15～30V，抛光时间为1.5～2.0min。在抛光处理之前还包括对铝片进行超声清洗。

优选地，步骤(2)中，磷酸溶液的质量浓度为0.046％，腐蚀时间为8h。

优选地，步骤(3)中，草酸溶液浓度为0.3mol/L，电压为40V，时间为15min。

优选地，步骤(4)中，磷酸溶液的质量浓度为0.046％，腐蚀时间为1.5h。

本发明的目的还在于提供一种采用所述铝电解阳极腐蚀箔生产方法制备而成的铝电解阳极腐蚀箔。

本发明的目的还在于提供一种铝电解阳极腐蚀箔，所述铝电解阳极腐蚀箔包含由多个空心六棱柱密排而成的单元，所述空心六棱柱的孔径为70～90nm，孔周期为85～105nm。铝电解阳极腐蚀箔具有六棱柱孔型的孔洞，能有效增加容量，并有效解决箔易脆、弯折度差的问题。

优选地，所述铝电解阳极腐蚀箔的厚度为0.12～0.16mm。

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种铝电解阳极腐蚀箔的生产方法。采用该方法制得的铝电解阳极腐蚀箔为六棱柱孔型结构，孔洞呈周期排列，紧密连结，孔壁结构稳定，孔壁占比小而增加孔洞数量，有效增加容量，并有效解决箔易脆、弯折度差的问题。本发明还提供了一种铝电解阳极腐蚀箔。

附图说明

图1为实施例1所述铝电解阳极腐蚀箔表面的SEM图，放大倍率为2万倍；

图2为实施例1所述铝电解阳极腐蚀箔表面的SEM图，放大倍率为5万倍；

图3为实施例1所述铝电解阳极腐蚀箔表面的SEM图，放大倍率为8万倍。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本发明所述铝电解阳极腐蚀箔的生产方法的一种实施例，本实施例所述铝电解阳极腐蚀箔的生产方法包括以下步骤：

(1)前处理：对铝片进行退火处理，所述高温退火的条件为：在230～260℃环境中保温1～3h，然后对铝片进行超声清洗和抛光，抛光电压为20V，时间为1.5min，得到表面光亮而平整的铝片；

(2)一次阳极氧化处理：在0.3mol/L的草酸溶液中，在15～20℃下，对铝片进行阳极氧化，电压为40V，氧化速率约为7.30μm/h，时间为12h；

(3)一次腐蚀通孔：在质量浓度为0.046％的磷酸溶液中进行一次腐蚀通孔，时间为8h；

(4)二次阳极氧化处理：在0.3mol/L的草酸溶液中，在15～20℃下，进行二次阳极氧化处理，氧化电压为40V，时间为15min；

(5)二次腐蚀通孔：在质量浓度为0.046％的磷酸溶液中进行二次腐蚀通孔1.5h；

(6)后处理：用去离子水浸泡或去离子水冲洗后取出，即得所述铝电解阳极腐蚀箔。

本实施例制得的铝电解阳极腐蚀箔在不同倍数下的SEM(扫描电子显微镜)照片，见图1(2万倍)，图2(5万倍)，图3(8万倍)所示。

通过SEM(扫描电子显微镜)观察，氧化铝孔呈现比较好的周期性六棱柱孔排列，孔型成六边形，测算得孔径大小平均值约为76nm，平均周期值约为91nm，厚度约为0.14mm。制备出的六边形孔型腐蚀箔与同材质的圆形孔腐蚀箔相比，铝箔表面积更大，厚度增加约3％-8％，单位面积的静电比容提高约3％-8％。六边形孔型腐蚀箔的折弯度更好，抗折强度为对折折弯130°-160°不断箔或不裂箔。

实施例2

本发明所述铝电解阳极腐蚀箔的生产方法的一种实施例，本实施例所述铝电解阳极腐蚀箔的生产方法包括以下步骤：

(1)前处理：对铝片进行退火处理，所述高温退火的条件为：在230～260℃环境中保温1～3h，然后对铝片进行超声清洗和抛光，抛光电压为20V，时间为2.0min，得到表面光亮而平整的铝片；

(2)一次阳极氧化处理：在0.1mol/L的草酸溶液中，在15～20℃下，对铝片进行阳极氧化，电压为60V，时间为14h；

(3)一次腐蚀通孔：在质量浓度为0.03％的磷酸溶液中进行一次腐蚀通孔，时间为14h；

(4)二次阳极氧化处理：在0.1mol/L的草酸溶液中，在15～20℃下，进行二次阳极氧化处理，氧化电压为60V，时间为10min；

(5)二次腐蚀通孔：在质量浓度为0.03％的磷酸溶液中进行二次腐蚀通孔2h；

(6)后处理：用去离子水浸泡或去离子水冲洗后取出，即得所述铝电解阳极腐蚀箔。

经测试，本实施例制得的铝电解阳极腐蚀箔氧化铝孔呈现比较好的周期性六棱柱孔排列，孔型成六边形，测算得孔径大小平均值约为72nm，平均周期值约为87nm，厚度约为0.12mm。制备出的六边形孔型腐蚀箔与同材质的圆形孔腐蚀箔相比，铝箔表面积更大，厚度增加约3％-8％，单位面积的静电比容提高约3％-8％。六边形孔型腐蚀箔的折弯度更好，抗折强度为对折折弯130°-160°不断箔或不裂箔。

实施例3

本发明所述铝电解阳极腐蚀箔的生产方法的一种实施例，本实施例所述铝电解阳极腐蚀箔的生产方法包括以下步骤：

(1)前处理：对铝片进行退火处理，所述高温退火的条件为：在230～260℃环境中保温1～3h，然后对铝片进行超声清洗和抛光，抛光电压为20V，时间为1.5min，得到表面光亮而平整的铝片；

(2)一次阳极氧化处理：在0.5mol/L的草酸溶液中，在15～20℃下，对铝片进行阳极氧化，电压为30V，时间为10h；

(3)一次腐蚀通孔：在质量浓度为0.06％的磷酸溶液中进行一次腐蚀通孔，时间为6h；

(4)二次阳极氧化处理：在0.3mol/L的草酸溶液中，在15～20℃下，进行二次阳极氧化处理，氧化电压为30V，时间为20min；

(5)二次腐蚀通孔：在质量浓度为0.06％的磷酸溶液中进行二次腐蚀通孔1h；

(6)后处理：用去离子水浸泡或去离子水冲洗后取出，即得所述铝电解阳极腐蚀箔。

经测试，本实施例制得的铝电解阳极腐蚀箔氧化铝孔呈现比较好的周期性六棱柱孔排列，孔型成六边形，测算得孔径大小平均值约为88nm，平均周期值约为103nm，厚度约为0.16mm。制备出的六边形孔型腐蚀箔与同材质的圆形孔腐蚀箔相比，铝箔表面积更大，厚度增加约3％-8％，单位面积的静电比容提高约3％-8％。六边形孔型腐蚀箔的折弯度更好，抗折强度为对折折弯130°-160°不断箔或不裂箔。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。