阅读说明：本技术 耐大压降和大纹波电流电容 (Large voltage drop and large ripple current resistant capacitor ) 是由 欧德虎 江国栋 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及耐大压降和大纹波电流电容,包括化成箔,所述化成箔包括正箔与负箔,所述正箔的制备工艺包括以下步骤：S1.采用中高压腐蚀铝箔,并对中高压腐蚀铝箔进行前处理；S2.使用化成液对中高压腐蚀铝箔进行三级化成处理,化成液温度＜60℃,化成电压为1-250V,每级化成时间为2-15min,每级电流密度为1-5A/m2；S3.将三级化成箔放入75-85℃纯水中进行煮沸处理,煮沸时间为5-10min；S4.重复S2步骤对三级化成箔进行五级化成处理；S5.对五级化成箔进行后处理,制得初成品；S6.使用纯水对初成品进行喷淋清洗后置于烘箱烘干,制得正箔成品。本发明具有提高电容耐大压降与大纹波电流的效果。(The invention relates to a capacitor with large voltage drop resistance and large ripple current, which comprises formed foils, wherein the formed foils comprise positive foils and negative foils, and the preparation process of the positive foils comprises the following steps: s1, adopting a medium-high pressure corrosion aluminum foil, and pretreating the medium-high pressure corrosion aluminum foil; s2, carrying out three-stage formation treatment on the medium-high pressure corrosion aluminum foil by using a formation liquid, wherein the temperature of the formation liquid is less than 60 ℃, the formation voltage is 1-250V, the formation time of each stage is 2-15min, and the current density of each stage is 1-5A/m 2; s3, putting the three-stage formed foil into pure water at the temperature of 75-85 ℃ for boiling treatment, wherein the boiling time is 5-10 min; s4, repeating the step S2 to carry out five-level formation processing on the three-level formed foil; s5, carrying out post-treatment on the five-level formed foil to obtain a primary finished product; s6, spraying and cleaning the primary finished product by using pure water, and then placing the primary finished product in an oven for drying to obtain a positive foil finished product. The invention has the effect of improving the resistance of the capacitor to large voltage drop and large ripple current.)

耐大压降和大纹波电流电容

技术领域

本发明涉及电子产品的技术领域，尤其是涉及耐大压降和大纹波电流电容。

背景技术

化成箔是由特制的高纯铝箔经过电化学或化学腐蚀后，再经过电化成作用在表面形成一层氧化膜后的产物。化成箔按用途可分为正箔与负箔。正箔、负箔以及电解纸是制做电解电容器(也简称为电容)的主要材料，电解电容器作为电子元件的重要元件之一，其数量占整个电容器行业的第二位，仅次于陶瓷电容器，在电子元件产业中有着举足轻重的地位。电解电容器主要用于滤波、能量贮存与转换、讯号旁路、耦合以及控制电路中的时间常数元件等方面。

铝电解电容器用中高压化成箔属电子专用材料，是基础产业之一，是中国电子行业的薄弱环节，现已纳入国家重点发展和扶持的产业。高档次中高压化成箔又是中国电子工业代替进口的基础工业关键材料。由于中国生产铝电解电容器用化成箔材料起点较晚，发展较慢，国内产品主要依靠进口，目前国内供不应求，因此生产中高压化成箔产品具有广阔的市场前景。

现有技术中的正箔化成时通常生成无定形γ-Al₂O₃膜，无定形γ-Al₂O₃膜的特点是均匀，厚度一致，虽然致密但是内阻较大，形成时电流效率也较低；负箔通常采用直流腐蚀，腐蚀空洞较小。以上问题易导致电容的电压波动较大时，电容发热量大、易失效，且承受纹波电流的能力减弱。

发明内容

本发明的目的是提供耐大压降和大纹波电流的电容。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：耐大压降和大纹波电流电容，包括化成箔，所述化成箔包括正箔与负箔，所述正箔的制备工艺包括以下步骤：

S1.采用中高压腐蚀铝箔，并对中高压腐蚀铝箔进行前处理；

S2.使用化成液对中高压腐蚀铝箔进行三级化成处理，化成液温度＜60℃，化成电压为1-250V，每级化成时间为2-15min，每级电流密度为1-5A/m²；

S3.将三级化成箔放入75-85℃纯水中进行煮沸处理，煮沸时间为5-10min；

S4.重复S2步骤对三级化成箔进行五级化成处理；

S5.对五级化成箔进行后处理，制得初成品；

S6.使用纯水对初成品进行喷淋清洗后置于烘箱烘干，制得正箔成品。

通过采用上述技术方案，在上述制备过程中，中高压腐蚀铝箔表面的无定形γ-Al₂O₃膜逐渐转化为结晶γ-Al₂O₃膜，结晶γ-Al₂O₃膜与无定形γ-Al₂O₃膜相比，其内阻、形成电量大为降低，从而提高了正箔耐大压降与大纹波电流的性能；

对中高压腐蚀铝箔进行前处理，前处理用于提高铝箔的耐水合性能；

在化成过程中生成的无定形γ-Al₂O₃膜在转化为结晶γ-Al₂O₃膜的过程中，无定形γ-Al₂O₃膜体积收缩，易形成龟裂，将三级化成箔置于纯水中进行煮沸处理，有利于打开氧化膜的龟裂闭合部分，使裂孔中的氧气被释放出来，从而使裂孔充分暴露，在后续化成过程中，裂孔处得以继续生长形成结晶γ-Al₂O₃膜，从而提高结晶γ-Al₂O₃膜层的结构致密性，以此提高其理化性能；

对五级化成箔进行后处理，后处理用于在五级化成箔表面形成保护膜，从而提高正箔成品的耐水合性。

本发明进一步设置为：所述中高压腐蚀铝箔的制备方法为：将光箔置于腐蚀液中进行直流电腐蚀处理，腐蚀温度为70-80℃，腐蚀时间为450-550s，所述腐蚀液按质量分数包括以下组分：70-80％的磷酸溶液、3-6％的醋酸溶液、2-7％的硝酸溶液以及0.2％-1％的聚天冬氨酸溶液，余量为水。

通过采用上述技术方案，磷酸与醋酸溶液与铝箔表面的铝反应，有利于促进铝箔开孔；

铝箔上生成空洞后，硝酸溶液继续腐蚀铝箔，从而扩大铝箔上的腐蚀空洞孔径，使其大于0.05um，以提高后续化成工艺的化成效果；

聚天冬氨酸溶液用于缓解铝箔腐蚀速率，避免铝箔腐蚀过快而形成较大的腐蚀空洞，从而提高铝箔腐蚀空洞的均匀性，以此提高后续化成效果；

磷酸溶液、醋酸溶液、硝酸溶液以及聚天冬氨酸溶液按照适当比例混合，有利于提高腐蚀空洞的结构致密性。

本发明进一步设置为：所述中高压腐蚀铝箔的厚度为75-120um。

通过采用上述技术方案，中高压腐蚀铝箔的厚度过厚或过薄，均会影响后续化成效果。

本发明进一步设置为：所述S1中的前处理过程为：先将中高压腐蚀铝箔置于500-550℃下加热3-5min，再将中高压腐蚀铝箔置于浓度为1-4％的草酸溶液中浸泡5-15min。

通过采用上述技术方案，先将中高压腐蚀铝箔置于500-550℃下加热，使中高压腐蚀铝箔表面形成一层较薄的结晶γ-Al₂O₃膜，以此提高正箔成品的比容；

再将中高压腐蚀铝箔置于浓度为1-4％的草酸溶液中浸泡，草酸分子中的羧基与结晶γ-Al₂O₃膜表面的羟基反应，占领结晶γ-Al₂O₃膜表面的活性位，从而对结晶γ-Al₂O₃膜表面进行保护，以此提高结晶γ-Al₂O₃膜的耐水合性能，避免结晶γ-Al₂O₃膜发生劣化而影响其耐压降与耐纹波电流的性能。

本发明进一步设置为：所述草酸溶液的温度＜40℃。

本发明进一步设置为：所述S2以及所述S4中的化成液均为五硼酸铵溶液或硼酸溶液或两者的混合液。

本发明进一步设置为：所述S5中的后处理过程为：将五级化成箔置于浓度为2-6％的柠檬酸铵溶液中浸泡3-10min。

通过采用上述技术方案，将五级化成箔置于柠檬酸铵溶液中浸泡，柠檬酸铵溶液主要具有以下两点作用：①分子中的羟基羧酸被吸附在带正电荷的结晶γ-Al₂O₃膜表面，在电场作用下，羧基与结晶γ-Al₂O₃膜的表面的分子基团发生占位反应，从而对结晶γ-Al₂O₃膜起到保护作用，以此提高结晶γ-Al₂O₃膜的耐水合性能，从而提高正箔的使用寿命；②柠檬酸根离子具有弱酸性，具有去除结晶γ-Al₂O₃膜表面水合氧化物的效果，从而提高结晶γ-Al₂O₃膜的比容。

本发明进一步设置为：所述柠檬酸铵溶液的温度为25-45℃。

本发明进一步设置为：所述负箔的制备方法为：将光箔通过频率为10-20Hz的交流电腐蚀处理后再进行化成处理，化成电压为1-50V。

通过采用上述技术方案，将光箔置于频率为10-20Hz的交流电波下腐蚀，采用交流电腐蚀有利于扩大光箔的腐蚀空洞至0.05um以上，从而提高光箔的腐蚀效果，以此提高后续的化成效果。

本发明进一步设置为：采用4层箔8层纸的双电容并联结构制成。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.中高压腐蚀铝箔在制备正箔的过程中，其表面的无定形γ-Al₂O₃膜逐渐转化为结晶γ-Al₂O₃膜，结晶γ-Al₂O₃膜内阻、形成电量大为降低，从而提高了正箔耐大压降与大纹波电流的性能；将三级化成箔置于纯水中进行煮沸处理，有利于提高结晶γ-Al2O3膜层的结构致密性，以此提高其理化性能；后处理用于在五级化成箔表面形成保护膜，从而提高正箔成品的耐水合性；

2.聚天冬氨酸溶液用于缓解铝箔腐蚀速率，避免铝箔腐蚀过快而形成较大的腐蚀空洞，从而提高铝箔腐蚀空洞的均匀性，以此提高后续化成效果；

3.负箔采用交流电腐蚀制备，有利于扩大光箔的腐蚀空洞至0.05um以上，从而提高光箔的腐蚀效果，以此提高后续的化成效果。

具体实施方式

实施例1，为本发明公开的耐大压降和大纹波电流电容，包括化成箔，化成箔包括正箔与负箔，

正箔的制备工艺包括以下步骤：

S1.采用厚度为105um的中高压腐蚀铝箔，并对中高压腐蚀铝箔进行前处理，前处理过程为：将中高压腐蚀铝箔置于525℃下加热3.5min，再将中高压腐蚀铝箔置于浓度为2.5％的草酸溶液中浸泡7min，草酸溶液的温度为30℃；

S2.使用五硼酸铵溶液对中高压腐蚀铝箔进行三级化成处理，五硼酸铵溶液温度为55℃；第一级化成电压为60V，第二级化成电压为110V，第三级化成电压为165V，每级化成时间为5min，每级电流密度为2.5A/m²；

S3.将三级化成箔放入75℃纯水中进行煮沸处理，煮沸时间为8min；

S4.重复S2步骤对三级化成箔进行五级化成处理；第四级化成电压为220V，第五级化成电压为250V，每级化成时间为5min，每级电流密度为2.5A/m²；

S5.对五级化成箔进行后处理，后处理过程为：将五级化成箔置于浓度为4.4％的柠檬酸铵溶液中浸泡3min，柠檬酸铵的温度为35℃；制得初成品；

S6.使用纯水对初成品进行喷淋清洗后置于烘箱烘干，烘干温度为120℃，制得正箔成品；中高压腐蚀铝箔的制备方法为：将光箔置于腐蚀液中进行直流电腐蚀处理，腐蚀温度为75℃，腐蚀时间为500s；腐蚀液按质量分数包括以下组分：72.5％的磷酸溶液、4.7％的醋酸溶液、3.3％的硝酸溶液以及0.85％的聚天冬氨酸溶液，余量为水；

负箔的制备方法为：将光箔通过频率为15Hz的交流电腐蚀处理后再进行化成处理，化成电压为50V；

电容采用4层箔8层纸的双电容并联结构制成。

实施例2，为本发明公开的耐大压降和大纹波电流电容，包括化成箔，化成箔包括正箔与负箔，

正箔的制备工艺包括以下步骤：

S1.采用厚度为105um的中高压腐蚀铝箔，并对中高压腐蚀铝箔进行前处理，前处理过程为：将中高压腐蚀铝箔置于500℃下加热4.5min，再将中高压腐蚀铝箔置于浓度为3.5％的草酸溶液中浸泡7min，草酸溶液的温度为30℃；

S2.使用五硼酸铵溶液对中高压腐蚀铝箔进行三级化成处理，五硼酸铵溶液温度为55℃；第一级化成电压为60V，第二级化成电压为110V，第三级化成电压为165V，每级化成时间为5min，每级电流密度为2.5A/m²；

S3.将三级化成箔放入75℃纯水中进行煮沸处理，煮沸时间为8min；

S4.重复S2步骤对三级化成箔进行五级化成处理；第四级化成电压为220V，第五级化成电压为250V，每级化成时间为5min，每级电流密度为2.5A/m²；

S5.对五级化成箔进行后处理，后处理过程为：将五级化成箔置于浓度为4.4％的柠檬酸铵溶液中浸泡3min，柠檬酸铵的温度为35℃；制得初成品；

S6.使用纯水对初成品进行喷淋清洗后置于烘箱烘干，烘干温度为120℃，制得正箔成品；中高压腐蚀铝箔的制备方法为：将光箔置于腐蚀液中进行直流电腐蚀处理，腐蚀温度为75℃，腐蚀时间为500s；腐蚀液按质量分数包括以下组分：72.5％的磷酸溶液、4.7％的醋酸溶液、3.3％的硝酸溶液以及0.85％的聚天冬氨酸溶液，余量为水；

负箔的制备方法为：将光箔通过频率为15Hz的交流电腐蚀处理后再进行化成处理，化成电压为50V；

电容采用4层箔8层纸的双电容并联结构制成。

实施例3，为本发明公开的耐大压降和大纹波电流电容，包括化成箔，化成箔包括正箔与负箔，

正箔的制备工艺包括以下步骤：

S1.采用厚度为105um的中高压腐蚀铝箔，并对中高压腐蚀铝箔进行前处理，前处理过程为：将中高压腐蚀铝箔置于525℃下加热3.5min，再将中高压腐蚀铝箔置于浓度为2.5％的草酸溶液中浸泡7min，草酸溶液的温度为30℃；

S2.使用五硼酸铵溶液对中高压腐蚀铝箔进行三级化成处理，五硼酸铵溶液温度为55℃；第一级化成电压为60V，第二级化成电压为110V，第三级化成电压为165V，每级化成时间为5min，每级电流密度为2.5A/m²；

S3.将三级化成箔放入75℃纯水中进行煮沸处理，煮沸时间为8min；

S4.重复S2步骤对三级化成箔进行五级化成处理；第四级化成电压为220V，第五级化成电压为250V，每级化成时间为5min，每级电流密度为2.5A/m²；

S5.对五级化成箔进行后处理，后处理过程为：将五级化成箔置于浓度为5.5％的柠檬酸铵溶液中浸泡2min，柠檬酸铵的温度为35℃；制得初成品；

S6.使用纯水对初成品进行喷淋清洗后置于烘箱烘干，烘干温度为120℃，制得正箔成品；中高压腐蚀铝箔的制备方法为：将光箔置于腐蚀液中进行直流电腐蚀处理，腐蚀温度为75℃，腐蚀时间为500s；腐蚀液按质量分数包括以下组分：72.5％的磷酸溶液、4.7％的醋酸溶液、3.3％的硝酸溶液以及0.85％的聚天冬氨酸溶液，余量为水；

负箔的制备方法为：将光箔通过频率为15Hz的交流电腐蚀处理后再进行化成处理，化成电压为50V；

电容采用4层箔8层纸的双电容并联结构制成。

实施例4，为本发明公开的耐大压降和大纹波电流电容，包括化成箔，化成箔包括正箔与负箔，

正箔的制备工艺包括以下步骤：

S1.采用厚度为105um的中高压腐蚀铝箔，并对中高压腐蚀铝箔进行前处理，前处理过程为：将中高压腐蚀铝箔置于525℃下加热3.5min，再将中高压腐蚀铝箔置于浓度为2.5％的草酸溶液中浸泡7min，草酸溶液的温度为30℃；

S2.使用五硼酸铵溶液对中高压腐蚀铝箔进行三级化成处理，五硼酸铵溶液温度为55℃；第一级化成电压为60V，第二级化成电压为110V，第三级化成电压为165V，每级化成时间为5min，每级电流密度为2.5A/m²；

S3.将三级化成箔放入75℃纯水中进行煮沸处理，煮沸时间为8min；

S4.重复S2步骤对三级化成箔进行五级化成处理；第四级化成电压为220V，第五级化成电压为250V，每级化成时间为5min，每级电流密度为2.5A/m²；

S5.对五级化成箔进行后处理，后处理过程为：将五级化成箔置于浓度为4.4％的柠檬酸铵溶液中浸泡3min，柠檬酸铵的温度为35℃；制得初成品；

S6.使用纯水对初成品进行喷淋清洗后置于烘箱烘干，烘干温度为120℃，制得正箔成品；中高压腐蚀铝箔的制备方法为：将光箔置于腐蚀液中进行直流电腐蚀处理，腐蚀温度为75℃，腐蚀时间为500s；腐蚀液按质量分数包括以下组分：77.5％的磷酸溶液、3.5％的醋酸溶液、5.5％的硝酸溶液以及0.45％的聚天冬氨酸溶液，余量为水；

负箔的制备方法为：将光箔通过频率为15Hz的交流电腐蚀处理后再进行化成处理，化成电压为50V；

电容采用4层箔8层纸的双电容并联结构制成。

对比例1，与实施例1的不同之处在于删除正箔制备工艺S1中的前处理步骤。

对比例2，与实施例1的不同之处在于删除正箔制备工艺中的S3。

对比例3，与实施例1的不同之处在于删除正箔制备工艺中的S5。

对比例4，与实施例1的不同之处在于负箔通过直流电腐蚀处理。

对比例5，与实施例1的不同之处在于电容采用2层箔4层纸的单电容结构制成。

性能检测试验

分别对由实施例1-4以及对比例1-5制备出的电容进行取样，每组取样10份，并对样品进行性能测试，测试方法按SJ/T 11140标准说明书进行，测试结果记录在表1中。

表1-实施例1-4以及对比例1-5中样品的性能测试数据

由表1结果可知，根据对比例与实施例的各项性能的测试数据对比可以看出，采用本发明各实施例制备的电容升压时间短、漏电流低、耐水合性能极佳、使用寿命延长，电容的耐压降以及耐纹波电流的能力增强。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。