一种电子铝箔的节能环保电化学腐蚀扩容方法技术

本发明专利技术公开了一种电子铝箔的节能环保电蚀扩容方法，该方法不仅能大幅提高电蚀效率，提高电化学腐蚀的扩面倍率（即提高阳极铝箔比容），减少并孔与大孔，而且还可节约电能，减少化学品消耗，提高废液的利用率，减少废液排放，同时，还能进一步提高产品的稳定性与一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种电子铝箔的节能环保电化学腐蚀扩容方法
本专利技术涉及电子铝箔的电化学腐蚀方法，尤其是一种电子铝箔的节能环保电化学腐蚀扩容方法。
技术介绍
作为电能的储存容器之一，电容器在电子产品集成电路中因其“隔直流、通交流、不走电荷”的特性，起到电源滤波、信号滤波、耦合与去耦等重要作用，广泛应用于军事、航天、汽车、医疗器械、消费型电子等诸多领域。铝电解电容器因其单位体积容量大、价格低廉以及氧化铝膜良好的“自愈”性能，是电容器家族不可替代的成员之一。铝电解电容器是采用特殊结构和特殊工艺制造的电容器，它分为阳极和阴极两个部分，电容量的大小主要由阳极铝箔决定，阳极铝箔的电容量在一定的工作电压规格下与其表面积密切相关，表面积越大则电容量越大。通常提高阳极铝箔表面积的方法是将电子铝箔（光箔）通过电化学腐蚀（电蚀）使表面高度多孔化，将电子铝箔的实际表面积大幅度提高，从而实现电子铝箔电容量的大幅度提高。传统电子铝箔的电化学腐蚀扩容工艺是基于50Hz正弦波的交流电作用下腐蚀处理，所需的电解液酸度高、氯离子浓度大且电解液工作温度高，才能维持电化学腐蚀过程。由此造成耗能高、化工原料消耗大，在腐蚀处理过程还要产生大量盐酸废气污染。为保证扩面效果，还需要在电蚀液（腐蚀电解液）中添加各种缓蚀剂以防止过分腐蚀，影响了铝箔的机械性能，且化学药品使用量的增加不仅提高的企业成本，也可能引发难以处理的环境污染问题。此外，由于电子铝箔（光箔）表面残留油污、存在晶格缺陷与错位等原因需要预先进行表面处理，文献已报道的表面处理方法一般是使用碱洗工艺或磷酸处理工艺，碱洗工艺稳定性难以控制，而磷酸处理工艺废液则需要大量石灰中和才能达到排放指标。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电子铝箔的节能环保电化学腐蚀扩容方法，该方法不仅能大幅提高电蚀效率，提高电化学腐蚀的扩面倍率（即提高阳极铝箔比容），减少并孔与大孔，而且还可节约电能，减少化学品消耗，提高废液的利用率，减少废液排放，同时，还能进一步提高产品的稳定性与一致性。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种电子铝箔的节能环保电蚀扩容方法，包括以下步骤：（1）表面处理：采用0.1~3mol/L的HCl与AlCl3的混合溶液，在30~80℃温度下对电子铝箔（光箔）进行表面处理30~180秒；（2）电化学纳米布孔：将经步骤（1）处理后的铝箔置于特定波形下，电流密度为0.2~0.8A/cm²，频率为15-50Hz，温度为25~55℃，由0.1~3mol/LHCl、0.01~1mol/LAlCl3、0~1mol/LH2SO4、0~1mol/LH3PO4、0~1mol/LHNO3组成的电蚀液中处理10~100秒后取出；布孔处理结束后将电蚀液回收，得回收液；（3）表面清洗：将步骤（2）处理得到的铝箔置于20~35℃纯水或步骤（2）的回收液中处理10~100秒后取出；（4）重复布孔处理：将步骤（2）与步骤（3）重复1~3次；（5）深度电化学腐蚀：将步骤（4）处理得到的铝箔置于特定波形下，电流密度为0.2~0.8A/cm²，频率为5-25Hz，温度为15~35℃，由0.1~3mol/LHCl、0.01~1mol/LAlCl3、0~1mol/LH2SO4、0~1mol/LH3PO4、0~1mol/LHNO3组成的电蚀液中处理10~100秒后取出；深度电化学腐蚀结束后将电腐蚀液回收，回收液；（6）表面清洗：将步骤（5）处理得到的铝箔置于20~35℃纯水或步骤（5）的回收液中处理10~100秒后取出；（7）缓蚀处理：将步骤（6）处理得到的铝箔置于30~90℃温度下，0~1mol/L缓蚀液中处理10~100秒后取出，洗净；所述缓蚀液由二元羧酸、含氮弱碱、磷酸盐、表面活性剂中的一种或几种组成；（8）重复电化学腐蚀：按步骤（5）至步骤（7）重复处理5~15次；（9）后处理：将步骤（8）处理后的铝箔置于30~60℃温度下，1~3mol/LH2SO4或HNO3的水溶液中处理30~180秒后取出，洗净，80~120℃烘干，300~500℃退火20~60秒。所述步骤（1）的表面处理可以采用采用步骤（2）的回收液，处理方法为：在30~80℃温度下对电子铝箔（光箔）进行表面处理30~180秒。所述步骤（7）中，所述二元羧酸为草酸、丁二酸、己二酸、壬二酸、葵二酸中的一种或几种。所述步骤（7）中，所述含氮弱碱为氨水、三乙胺、三乙醇胺中的一种或几种。所述步骤（7）中，所述磷酸盐为磷酸三钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢铵中的一种或几种。所述步骤（7）中，所述表面活性剂为硫脲、十二烷基苯磺酸钠、羟甲基纤维素、聚乙二醇、乳化剂OP-10中的一种或几种。本专利技术所述步骤（4）的重复布孔处理及步骤（8）的重复电化学腐蚀步骤，每次在重复进行时，均可对所采用的工艺参数进行适当调整。本专利技术相对于现有技术的有益效果如下：1、表面处理过程步骤（1）中所述的表面处理液可用回收的电解液替代，同样能达到去除油污与自然氧化铝膜的效果，实现了资源的二次利用，打破了传统工艺中用磷酸进行表面处理废液需要通过石灰中和才能排放的局面，体现出了工艺节能环保的特点；2、布孔过程采用多次布孔工艺，通过调整电流波形与频率、电流密度、电蚀液配方等参数，解决了表面处理液体系改变引起工艺的不稳定问题，无需形成磷酸系氧化膜，布孔密度高、均匀性好，保证了铝箔腐蚀面的高度均匀；3、深度电化学腐蚀过程是采用多级低频工艺，通过降低电源频率，提高了电能的利用率与电蚀效率，节约了电能；同时由于采用低浓度HCl，减少了酸气挥发与吸收处理所需碱量，再次体现了该工艺显著的节能环保特点；4、在整个电化学腐蚀过程中将深度电蚀与缓蚀处理分开，通过先缓蚀再电蚀的方式，与传统电蚀将缓蚀剂加入电蚀液中的方式相比，在各个电蚀过程中缓蚀液成分可针对不同形貌蚀孔的需要进行调整，使电蚀过程更趋于合理，最终表现为铝箔的比容更高。而此种缓蚀方式在传统的50Hz正弦波条件下是无法实现的，更体现出了本方法的优越性。附图说明图1为经纳米布孔后的电子铝箔放大5000倍的表面形态；图2为经纳米布孔后的电子铝箔放大50000倍的表面形态；图3为电蚀完成后的电子铝箔放大5000倍的表面形态；图4为电蚀完成后的电子铝箔放大50000倍的表面形态。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本专利技术，并不限制本专利技术的范围。实施例1按以下步骤实施本专利技术：（1）表面处理：采用2.0mol/L的HCl与0.1mol/LAlCl3混合溶液，在60℃温度下对电子铝箔（光箔）进行表面处理80秒；（2）纳米布孔：将步骤（1）处理得到的铝箔置于正弦波形下电流密度为0.35~0.55A/cm²，频率为25-35Hz，温度为35~45℃，2mol/L的HCl、0.1mol/LAlCl3、0~1mol/LH2SO4、0~1mol/LH3PO4、0~1mol/LHNO3组成的混合溶液（电蚀液）中处理20秒后取出；（3）表面清洗：将步骤（2）处理得到的铝箔置于20~35℃纯水中处理40秒后取出；（4）重复布孔：将步骤（2）与步骤（3）重复1~3次，其中具体的工艺参数可以适当调整；（5）深度电蚀：将步骤（4）处理得到的铝箔置于正弦波形下电流密度为0.2~0.35A/c本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子铝箔的节能环保电蚀扩容方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）表面处理：采用0.1~3 mol/L的HCl与AlCl3的混合溶液，在30~80℃温度下对电子铝箔（光箔）进行表面处理30~180秒；（2）电化学纳米布孔：将经步骤（1）处理后的铝箔置于特定波形下，电流密度为0.2~0.8A/cm²，频率为15‑50Hz，温度为25~55℃，由0.1~3 mol/LHCl、0.01~1 mol/L AlCl3、0~1 mol/L H2SO4、0~1 mol/L H3PO4、0~1 mol/L HNO3组成的电蚀液中处理10~100秒后取出；布孔处理结束后将电蚀液回收，得回收液；（3）表面清洗：将步骤（2）处理得到的铝箔置于20~35℃纯水或步骤（2）的回收液中处理10~100秒后取出；（4）重复布孔处理：将步骤（2）与步骤（3）重复1~3次；（5）深度电化学腐蚀：将步骤（4）处理得到的铝箔置于特定波形下，电流密度为0.2~0.8A/cm²，频率为5‑25Hz，温度为15~35℃，由0.1~3 mol/LHCl、0.01~1 mol/L AlCl3、0~1 mol/L H2SO4、0~1 mol/L H3PO4、0~1 mol/L HNO3组成的电蚀液中处理10~100秒后取出；深度电化学腐蚀结束后将电腐蚀液回收，回收液；（6）表面清洗：将步骤（5）处理得到的铝箔置于20~35℃纯水或步骤（5）的回收液中处理10~100秒后取出；（7）缓蚀处理：将步骤（6）处理得到的铝箔置于30~90℃温度下，0~1 mol/L缓蚀液中处理10~100秒后取出，洗净；所述缓蚀液由二元羧酸、含氮弱碱、磷酸盐、表面活性剂中的一种或几种组成；（8）重复电化学腐蚀：按步骤（5）至步骤（7）重复处理5~15次；后处理： 将步骤（8）处理后的铝箔置于30~60℃温度下，1~3 mol/L H2SO4或HNO3的水溶液中处理30~180秒后取出，洗净，80~120℃烘干，300~500℃退火20~60秒。...

【技术特征摘要】
1.一种电子铝箔的节能环保电蚀扩容方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）表面处理：采用0.1~3mol/L的HCl与AlCl3的混合溶液，在30~80℃温度下对电子铝箔的光箔进行表面处理30~180秒；（2）电化学纳米布孔：将经步骤（1）处理后的铝箔置于特定波形下，电流密度为0.2~0.8A/cm²，频率为15-50Hz，温度为25~55℃，由0.1~3mol/LHCl、0.01~1mol/LAlCl3、0~1mol/LH2SO4、0~1mol/LH3PO4、0~1mol/LHNO3组成的电蚀液中处理10~100秒后取出；布孔处理结束后将电蚀液回收，得回收液；（3）表面清洗：将步骤（2）处理得到的铝箔置于20~35℃纯水或步骤（2）的回收液中处理10~100秒后取出；（4）重复布孔处理：将步骤（2）与步骤（3）重复1~3次；（5）深度电化学腐蚀：将步骤（4）处理得到的铝箔置于特定波形下，电流密度为0.2~0.8A/cm²，频率为5-25Hz，温度为15~35℃，由0.1~3mol/LHCl、0.01~1mol/LAlCl3、0~1mol/LH2SO4、0~1mol/LH3PO4、0~1mol/LHNO3组成的电蚀液中处理10~100秒后取出；深度电化学腐蚀结束后将电腐蚀液回收，回收液；（6）表面清洗：将步骤（5）处理得到的铝箔置于20~35℃纯水或步骤（5）的回收液中处理10~100秒后取出；（7）缓蚀处理：...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦力，王文宝，陈宇峰，谭惠忠，全振浪，
申请(专利权)人：肇庆华锋电子铝箔股份有限公司，高要市华锋电子铝箔有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44