高比表面积铝材的制作方法技术

本发明专利技术提供一种高比表面积铝材的制作方法，其步骤包括提供一铝基材；将材质为铝及铝化合物的至少其中之一的粒子附着于该铝基材的表面；以及成型连接结构于该些粒子之间或者该些粒子与该铝基材的表面之间。本发明专利技术可利用活化层中的粒子产生相当高的表面积，以有助于提升此一铝材的导电度，故本发明专利技术的高比表面积铝材可用于制作出高电性特性的电极结构；另一方面，利用前述的电极结构所制作的组件可因电极结构的特性而具有较佳的电特性，例如具有高充放电效率等优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铝材的制作方法，尤其涉及一种。
技术介绍
与电化学相关的电子组件相当广泛地运用于各种领域，例如电池是利用电化学反应来达到电荷放电或重复电荷充电/放电的运作，因而被使用为各种电子机器的电源供应。另外，电解电容器(capacitor)是能够储存电荷的组件，电容器可以瞬间进行储电及放电，而在应用上，电容器主要是作为阻绝直流、耦合交流、滤波、调谐、相移、储存能量、 作为旁路、耦合电路、喇叭系统的网络等等，甚至也被应用于相机中的闪光灯等储电/放电用途。而在上述组件中，均需要以大面积的电极结构来提高组件的整体特性。以电解电容器为例，阳极电极与阴极电极均为铝箔所制作，而在电极制作过程中，高纯度的铝箔需经过电蚀或化学腐蚀的方式在铝箔上制作出不平整的表面，藉以提高铝箔表面积，并增加电容器的相对电容量；换言之，电解电容器可经由蚀刻方法而扩大电极的表面积，而近年则有业者开发出将碳粉末附着于铝箔的表面上而扩大电极表面积的技术。但是，采用上述做法所获得的批覆有碳粉末的铝材，由于碳粉末与铝材表面之间的密接性并不佳。因此，当此种接合不良的电极应用在二次电池或电容器时，二次电池或电容器的充电与放电过程中，可能会造成碳粉末从铝材表面上剥离的现象的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，可提高铝基材与活化层之间的密接性。本专利技术所制作的铝材可藉由活化层的粒子而具有高比表面积，故当本专利技术的铝材制作为电极结构时，可提供较多的反应面积及与其它材料的接着面积，故可形成高效能的电极结构。本专利技术的技术方案如下本专利技术提供一种，包含以下步骤提供一铝基材；将材质为铝及铝化合物的至少其中之一的粒子附着于该铝基材的表面；以及成型连接结构于该些粒子之间或者该些粒子与该铝基材的表面之间。本专利技术的有益技术效果是本专利技术可利用活化层中的粒子产生相当高的表面积，以有助于提升此一铝材的导电度，故本专利技术的高比表面积铝材可用于制作出高电性特性的电极结构；另一方面，利用前述的电极结构所制作的组件可因电极结构的特性而具有较佳的电特性，例如具有高充放电效率等优势。附图说明图1是按照本专利技术方法所制作的第一实施例的高比表面积铝材的示意图。图2是按照本专利技术方法所制作的第二实施例的高比表面积铝材的示意图。图3是本专利技术的流程图。附图符号说明1铝基材2活化层21粒子22连接结构。具体实施例方式为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，然而此等附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。本专利技术提出一种，按照本专利技术方法所制作的高比表面积铝材，其主要在铝基材制作出一层以上由铝粒子或/及铝化合物粒子所组成的结构，该结构可具有高比表面积，其可应用于导电电极，而提高电极的反应面积，藉以提高具有上述电极的组件的特性。如图1所示，其为本专利技术所制作的高比表面积铝材的一种实施例，其中，铝基材1 的一个表面上成型有多个粒子21，所述粒子21可层迭形成一活化层2，活化层2可用于提高铝材的整体表面积，以提高其所应用的电性组件的特性。另外，粒子21与粒子21之间或 /及粒子21与铝基材1之间更可形成连接结构22，连接结构22可为由粒子21表面所延伸成型以连接于其它粒子21或铝基材1的结构，而连接结构22亦可进一步地提升铝材的表面积，更可加强活化层2本身的密着性及铝基材1与活化层2之间的接合强度。请参考图3，以下将说明本专利技术的的步骤步骤(一)提供铝基材1。本专利技术的铝基材1并无特别限定，可使用纯铝或铝合金，而所述铝基材1的铝含量根据欧盟统一标准「EN 576-1995」记载的方法所测定值为铝含量 99%以上者为佳。本专利技术所用的铝基材1的组成是将铅(Pb)、硅(Si)、铁(Fe)、铜(Cu)、锰 (Mn)、镁(Mg)、铬(Cr)、锌(Zn)、钛(Ti)、钒(V)、镓(( )、镍(Ni)及硼(B)的至少1种元素在必要范围内添加而成的铝合金；又，铝基材1的厚度并无特别限定，若为铝箔则为5μπι以上、200 μ m以下，若为铝板则为200 μ m以上、3mm以下的范围内为佳。而上述的铝基材1可使用以任何公知方法所制造。例如，调整具有指定组成的熔融态的铝或铝合金，将其铸造所得的铸块予以适切地均质化处理，其后，对此铸块施以热轧和冷轧，则可取得所需要的铝材。另外，在上述冷轧步骤中，可施以150°C以上、400°C以下范围的退火处理。步骤(二):将粒子21附着于铝基材1的表面。在本步骤中主要将铝及铝化合物的至少其中之一的粒子21批覆成型于铝基材1的表面，以形成所述活化层2，而本步骤所使用的方法可至少包括物理方法及化学方法，其中物理方法又称蒸发-冷凝法，其原理是在高真空环境下和低压的惰性气体(如氩气、氦气)中，藉由蒸发源的加热作用使铝块蒸发汽化， 然后在铝基材1的表面冷凝沉积出所述粒子21。另外，蒸发-冷凝法又可根据机台的设计分成雷射-感应加热法、电浆加热法、电子束辐射法等等。以雷射-感应加热法在铝基材1的表面沉积铝材质的粒子21的具体做法，首先将铝原料用感应加热使其温度上升至融化或更高的温度，接着导入雷射，利用雷射产生能量的输入而使熔融状的铝原料在真空或低压保护性气氛条件下产生蒸发，并使其以粒子状沉积在铝基材1的表面，而以上述方法可制作2至50nm的铝的粒子21于铝基材1的表面。另一方面，化学方法可包括气相化学反应法、固相化学反应法、热分解法、液相化学反应法、燃烧合成法等等。以气相化学反应法在铝基材1的表面上备制氮化铝(AlN)的粒子21为例，可利用以下反应式在900至1500K的温度下进行反应，即可在铝基材1的表面上备制氮化铝(AlN)的粒子21;或是利用以下反应式AhO^,, + :V—, + JC,;,,2,Ι/Λ·,,., + 3CO r,在1300至2000K (较佳在1500至2000K)的温度下进行反应，以在铝基材1的表面上备制氮化铝的粒子21。再一方面，本步骤中亦可采用物理方法中的物理气相沉积系统制作氮化铝钛 (TiAlN)的粒子21所形成的活化层2，在一具体实施例中，本专利技术是采用阴极电弧沉积法沉积氮化铝钛的粒子21，其原理在于利用引弧器在靶源附近引发阴极电弧，在高真空环境中以高电流、低电压产生辉光放电，而在靶材表面形成阴极弧点的坑洞。由于阴极弧点产生后所形成的局部高温、高压与爆炸现象，使靶材表面形成微坑洞的熔池，因而释放出靶材微粒，而微粒的尺寸是由电弧电流、气体组成及压力所决定，在本实施例中，靶材选用50% Ti-50% Al，靶材电流为50至100安培，腔体压力0. 1至0. 3Pa，通入气体为氩气与氮气，即可将直径约25um的氮化铝钛的粒子21可由阴极源喷出，而沉积在铝基材1的表面。综上所述，本步骤主要是将铝的粒子21及/或铝化合物(如氮化铝、氮化铝钛或其它铝金属化合物等)的粒子21成型在铝基材1的表面，而上述方法均为举例说明之用，并非用于限制本专利技术，且铝及/或铝化合物的粒子21可采用任何可行的技术成型于铝基材1 上，而不受上述实施例的限制。步骤(三)成型连接结构22于粒子21与粒子21之间或者粒子21与铝基材1的表面之间。在此步骤中主要是成长连接结构22，值得说明的是，连接结构22可于步骤(二) 中一并进行，但为了方便说明而以步骤(三)另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高比表面积铝材的制作方法，其特征在于包含以下步骤：提供一铝基材；将材质为铝及铝化合物的至少其中之一的粒子附着于该铝基材的表面；以及成型连接结构于该些粒子之间或者该些粒子与该铝基材的表面之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑敦仁，陈明宗，
申请(专利权)人：钰邦电子无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：32