铝电解电容器电极材料化成溶液及其配制方法和应用与流程

本发明属于电极材料，涉及一种电极材料化成溶液，尤其是涉及一种铝电解电容器电极材料化成溶液及其配制方法和应用。

背景技术：

1、化成箔是由特制的高纯铝箔经过电化学或化学腐蚀后扩大表面积，再经过电化成作用在表面形成一层氧化膜后的产物。

2、铝电解电容器在工作过程中有高的波纹电流通过，快速的冲放电，会使铝电解电容器内部产生许多热量，缩短其使用寿命。如何提高阳极箔的质量，即降低阳极箔的升压时间，是减少铝电解电容器发热量的关键问题，氧化膜介质层的质量优劣直接关系到铝电解电容器的性能。并且，阳极氧化时，水电离出氢离子和氢氧根离子，铝离子在电场作用下可能穿过原有的氧化膜层向电解液一侧前移，除了与氧离子结合生成无定型氧化铝外，还与氢氧根结合生成铝的水合氧化物，同时，氢氧根在电场的作用下进入氧化膜层，与铝离子结合生成水合氧化物。因此，现有技术中所形成的氧化膜在使用过程中由于耐水合特性差，容易与水发生反应生成水合氧化物，从而使铝氧化膜的介电性能劣化，进而使电容器的使用寿命降低。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述问题，提供了一种铝电解电容器电极材料化成溶液；

2、本发明的另一目的是针对上述问题，提供了一种铝电解电容器电极材料化成溶液的制备方法。

3、本发明的又一目的是针对上述问题，提供了一种铝电解电容器电极材料化成溶液的应用。

4、本发明创造性地提出了一种铝电解电容器电极材料化成溶液，包括主溶质、添加剂和水，所述添加剂包括无机酸和/或无机酸盐、有机酸和油酸酰胺基表面活性剂。

5、本发明采用混酸与油酸酰胺基表面活性剂结合作为添加剂，油酸酰胺基表面活性剂，为油酸酰胺基非离子表面活性剂，其中，油酸酰胺基能够降低铝箔与主溶质之间的摩擦力和一定的钝化作用，使铝箔表面沉积出均匀致密的纳米氧化膜层，缺陷少，升压时间明显降低，使其能够适用于腐蚀铝箔和烧结铝箔的中高压、超高压化成生产。油酸酰胺基表面活性剂增加了水分子向氧化膜表面扩散的阻力，从而提高耐水合性能和漏电流性能，提高电容器的使用寿命。

6、在上述的一种铝电解电容器电极材料化成溶液中，按质量百分比计，所述添加剂中，无机酸和/或无机酸盐的含量为化成溶液总量的0.01～0.1wt％，有机酸的含量为化成溶液总量的0.01～0.1wt％，甘油的含量为化成溶液总量的0.05～0.2wt％。

7、在上述的一种铝电解电容器电极材料化成溶液中，所述无机酸包括次亚磷酸，所述无机酸盐包括次亚磷酸钠、次亚磷酸钾、次亚磷酸铵中的至少一种。

8、本发明的添加剂中存在次亚磷酸根，能够抑制氧化铝表面与水反应，进一步抑制氧化膜表面的水合。

9、在上述的一种铝电解电容器电极材料化成溶液中，所述有机酸包括马来酸和富马酸。

10、马来酸和富马酸均为丁二酸，在外加电场作用下能够与氧化膜表面的羟基发生反应，从而提高耐水合性能。

11、在上述的一种铝电解电容器电极材料化成溶液中，所述主溶质包括硼酸、五硼酸铵、硼砂、柠檬酸、己二酸铵、己二酸中的至少一种；

12、本发明添加剂能够适用于与不同主溶质配制化成溶液，应用范围广。

13、所述主溶质的含量为化成溶液总量的1～10wt％。

14、在上述的一种铝电解电容器电极材料化成溶液中，所述的水为电阻率不低于2μω·cm的纯水。

15、在上述的一种铝电解电容器电极材料化成溶液中，所述化成溶液的电导率为1～10ms/cm，ph值为4.0～7.0。

16、本发明创造性地提出了一种化成溶液的制备方法，将油酸酰胺基表面活性剂添加到水中混合均匀，在搅拌过程中加入主溶质和其余添加剂配制成电导率为1～10ms/cm，ph值为4.0～7.0的化成溶液。

17、本发明创造性地提出了一种化成溶液在铝箔阳极氧化中的应用。

18、在上述的化成溶液在铝箔阳极氧化中的应用中，将所述的化成溶液置于化成槽中对铝箔进行化成，化成溶液的液温控制在80-95℃。

19、与现有技术相比，本发明的优点在于：

20、1)本发明采用混酸与油酸酰胺基表面活性剂结合作为添加剂，油酸酰胺基表面活性剂，即油酸酰胺基非离子表面活性剂，简称oma，以油酸、顺丁烯二酸酐、二乙醇胺为原料经加成与酰胺化两步反应合成，其中，油酸酰胺基能够降低铝箔与主溶质之间的摩擦力和一定的钝化作用，使铝箔表面沉积出均匀致密的纳米氧化膜层，缺陷少，升压时间明显降低。油酸酰胺基表面活性剂增加了水分子向氧化膜表面扩散的阻力，从而提高耐水合性能和漏电流性能，提高电容器的使用寿命。

21、2)本发明中，添加剂中的有机酸在外加电场作用下能够与氧化膜表面的羟基发生反应，并且添加剂中存在次亚磷酸根，能够抑制氧化铝表面与水反应，进一步抑制氧化膜表面的水合。

22、3)本发明中，添加剂能够适用于与不同主溶质配制化成溶液，应用范围广，适用于腐蚀铝箔和烧结铝箔的中高压、超高压化成生产。

技术特征：

1.一种铝电解电容器电极材料化成溶液，包括主溶质、添加剂和水，其特征在于：所述添加剂包括无机酸和/或无机酸盐、有机酸和油酸酰胺基表面活性剂。

2.如权利要求1所述的一种铝电解电容器电极材料化成溶液，其特征在于：按质量百分比计，所述添加剂中无机酸和/或无机酸盐的含量为化成溶液总量的0.02～0.1wt％，有机酸的含量为化成溶液总量的0.02～0.1wt％，油酸酰胺基表面活性剂的含量为化成溶液总量的0.01～0.03wt％。

3.如权利要求1所述的一种铝电解电容器电极材料化成溶液，其特征在于：所述无机酸包括次亚磷酸，所述无机酸盐包括次亚磷酸钠、次亚磷酸钾、次亚磷酸铵中的至少一种。

4.如权利要求1所述的一种铝电解电容器电极材料化成溶液，其特征在于：所述有机酸包括马来酸和富马酸。

5.如权利要求1所述的一种铝电解电容器电极材料化成溶液，其特征在于：所述主溶质包括硼酸、五硼酸铵、硼砂、柠檬酸、己二酸铵、己二酸中的至少一种；

6.如权利要求1所述的一种铝电解电容器电极材料化成溶液，其特征在于：所述的水为电阻率不低于2μω·cm的纯水。

7.如权利要求1所述的一种铝电解电容器电极材料化成溶液，其特征在于：所述化成溶液的电导率为1～10ms/cm，ph值为4.0～7.0。

8.如权利要求1-7中任一种化成溶液的制备方法，其特征在于：将油酸酰胺基表面活性剂添加到水中混合均匀，在搅拌过程中加入主溶质和其余添加剂配制成电导率为1～10ms/cm，ph值为4.0～7.0的化成溶液。

9.如权利要求1-7中任一种化成溶液在铝箔阳极氧化中的应用。

10.如权利要求9所述的化成溶液在铝箔阳极氧化中的应用，其特征在于：将所述的化成溶液置于化成槽中对铝箔进行化成，化成溶液的液温控制在80-95℃。

技术总结
本发明属于电极材料技术领域，涉及一种铝电解电容器电极材料化成溶液，包括主溶质、添加剂和水，所述添加剂包括无机酸和/或无机酸盐、有机酸和油酸酰胺基表面活性剂。一种化成溶液的制备方法，将油酸酰胺基表面活性剂添加到水中混合均匀，在搅拌过程中加入主溶质和其余添加剂配制成电导率为1～10ms/cm，pH值为4.0～7.0的化成溶液。一种化成溶液在铝箔阳极氧化中的应用。本发明使铝箔表面沉积出均匀致密的纳米氧化膜层，缺陷少，升压时间明显降低，提高耐水合性能和漏电流性能，提高电容器的使用寿命。

技术研发人员：宋洪洲,陆宝琳,黄宏川
受保护的技术使用者：浙江洪量新材科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12