專利名稱：一種電解電容器低壓陰極用鋁箔及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種薄鋁箔或鋁帶產品，該產品在經過提高比表面的表面蝕刻處理后用于制造電解電容器的電極，特別是低壓電解電容器陰極用鋁箔及其制造方法。
背景技術：
電解電容器是電子電器產品中不可或缺的元件，鋁質電解電容器性能優良、質量可靠、工藝成熟、價格低廉、易于加工、使用方便，因而得到了廣泛的應用。鋁質電解電容器的產品水平很大程度上取決于用作電極的鋁箔所能實現的技術指標，微量元素的存在及分布對鋁箔的腐蝕過程和電容量大小具有至關重要的影響，因此，微量元素的設計與控制是目前國內外原箔制造技術的關鍵技術難題之一，控制純鋁中的Fe、S1、Cu三種主要雜質元素的含量是微量元素控制的一般手段，同時，其他雜質元素也對鋁箔質量能產生不可忽視的影響，鋁箔在設計中往往還考慮添加T1、Mn、Zn、Cr、Ag、Mg、Pb、B1、V、Ga、N1、Ca、Na、B、P等元素。近年來，隨著電子信息技術的快速發展，鋁電解電容器也隨之向著小體積、大容量、高集成、輕量化的方向發展，這就進一步要求電極用鋁箔可以在很小的曲率半徑下就能高速卷曲并具有十分優異的機械性能。
發明內容
針對現階段所面臨的技術難題，本發明的目的在于提供一種電解電容器低壓陰極用鋁箔及其制造方法，該低壓陰極用箔及其制造方法具有比電容大、鋁箔機械性能優異、生產成本低等優點。S卩，本發明的第一方面:一種電解電容器低壓陰極用鋁箔的特征在于:以質量百分比計，含有 Cu:0.06-0.08%, Fe:0.30-0.32%, Si:0.04-0.06 %, Pb:0.5-1.5ppm, Ni:
0.5-1.5ppm,其余部分為Al及不可避免的雜質，雜質元素總含量不超過0.10 %，其中單個雜質元素含量不超過0.03%。本發明在鋁基體中首先通過必要的Cu、Fe、Si元素組合，控制0.06 > Cu >
0.08%，控制0.30 > Fe > 0.32%，控制0.04 > Si > 0.06%，同時加入適量的Pb、Ni有益元素(其他則為不可避免雜質)，可以在鋁箔產品中實現如下目的:第一是使鋁箔表面和內部可以形成足夠數量的腐蝕核心，在腐蝕過程中可有效的擴大鋁箔表面積，提高其比電容；第二方面上述有益元素的存在還可以有效提高鋁箔腐蝕后的機械強度。上述各元素的添加意義及含量的限定理由如下:Cu:0.06-0.08%Cu在Al中以固溶狀態存在，可以有效的提高Al的機械性能，尤為重要的是，彌散分布的Cu可以使箔體在腐蝕中的蝕刻均勻性提高，最終提高鋁箔的比電容。若僅從提高鋁箔機械性能的角度出發，Cu是一種強化元素，Cu含量越高，鋁箔機械強度也越高，但是，腐蝕中經常出現二次沉淀現象，即:當Cu原子周圍的鋁溶解之后，Cu在腐蝕介質中自行溶解脫落，變為Cu2+離子進入溶液，Cu2+離子很不穩定，很快又在鋁箔表面陰極相區沉淀出來。二次沉淀使鋁箔表面銅斑增大、陰極區增強、易于被破壞，為了將其除去，必須進行后處理。所以在成分上也應當適當限制Cu元素的含量。因此，Cu的含量被限制在0.06-0.08%，另夕卜，基于同樣的理由，優選配方中，Cu的含量限制在0.065-0.075%。Fe:0.30-0.32%, Si:0.04-0.06%鋁箔中僅含有Fe雜質元素時，Fe與Al生成針狀FeAl315鋁箔中僅含有Si雜質元素時，Si在Al中以板狀游離硅形式存在。鋁箔中同時含有Fe和Si時，根據Fe、Si含量不同，可能生成骨骼狀Fe3Si2Al12和針狀Fe2Si2Al9,與呈針狀的FeAl3、Fe2Si2Al9兩種化合物相t匕，呈骨骼狀的Fe3Si2Al12化合物硬度較小，對基體割裂的程度也較小，為了方便鋁箔的加工及提高鋁箔性能，本發明希望Fe、Si元素以骨骼狀Fe3Si2Al12K合物形式存在，此時Fe、Si元素原子比為3: 2，換算為質量比為3: 1，為了盡量生成Fe3Si2Al12，本發明中Si的含量被限制在0.04-0.06%,Fe的含量被限制在0.30-0.32% ;另外，基于同樣的理由，優選配方中，Si的含量被限制在0.048-0.054%, Fe的含量被限制在0.310-0.315%。Pb:0.5-1.5ppmPb是鋁箔生產中的有益微量元素，Pb在最終退火時在鋁箔表面濃化，可使腐蝕初期蝕坑的產生變得均勻化，抑制鋁箔局部產生蝕坑。當然，若Pb含量低于0.1ppm時則缺乏上述效果，若Pb含量高于3ppm時則鋁箔表面的溶解變得劇烈，其靜電容量會降低，因此Pb的合理含量為0.l-3ppm,在該含量范圍內，優選Pb含量的下限值為0.5ppm,優選Pb含量的上限值為1.5ppm。Ni:0.5-1.5ppm在含足夠Fe的鋁箔中，Ni與Al、Fe結合形成Al (Ni,Fe)化合物，這些化合物的電位高，在腐蝕中與Al基體產生局部的電池反應，使鋁箔的蝕刻性提高，然而，Ni含量提高容易造成Al基體中形成大的Al(Ni，Fe)化合物，此時腐蝕中會以Al (Ni，Fe)化合物為中心形成粗大的蝕痕，因此本發明控制Ni含量在0.5-1.5ppm內，優選Ni含量的下限值為0.8ppm,優選Ni含量的上限值為1.2ppm。相應的，本發明的第二方面:提供了一種電解電容器低壓陰極用鋁箔的制造方法，其步驟包括:鑄軋、冷軋、箔軋。一種電解電容器低壓陰極用鋁箔的制造方法如下:鑄軋步驟在f 680 X 1450鑄軋機上進行，首先在熔煉爐熔煉成符合權利I所述成分的合金熔體，其溫度為730-760°C，然后將熔體導入靜置爐進行精煉，控制爐中熔體溫度在720-740°C，通過流口和流槽進入除氣裝置出去多余的氫，然后通過雙層過濾器過濾凈化，除去熔體中的雜質。隨后熔體流入可以控制液面高度的前箱內，再經過澆道到供料嘴，此時可以開始鑄軋，鑄軋溫度為680-695°C。鑄軋后獲得厚度為7.5mm的板材；鑄軋獲得板材經嚴格檢測后進入冷軋及箔軋步驟，采用1450冷軋機，經過冷軋，招板(招猜)厚度的變化依次為:7.0mm-4.0mm-2.5mm-1.5mm-0.Qmm-Q.55mm-0.3Smm-Q.24mm-Q.1 Bmm-Q.10Smm-Q.065mm-0.040mm,即最終獲得厚度為 0.040mm 的合金招猜。本發明通過鑄軋、冷軋、箔軋，最終制備得到一種電解電容器低壓陰極鋁箔，將獲得的鋁箔進行電化學或者化學腐蝕處理，可以有效擴大鋁箔的表面積，腐蝕后進行化成處理，繼而用作電解電容器低壓陰極鋁箔。該制造方法可以實現工業化、規模化生產，而且該鋁箔制造方法生產效率高、成品率高、成本較低。與國內外常用的Ixxx系列合金牌號鋁生產的陰極鋁箔相比，本發明制備的低壓陰極鋁箔具有更好的導電性、耐腐蝕性，其機械性能比1xxx系列合金也更穩定，其強度和延伸率都較高。下面結合具體事例對本發明做進一步說明。
具體實施例方式本發明實施例化學成分及本發明外的對比例化學成分見表I配置如表1所示化學成分的鋁熔體，通過鑄軋、冷軋(包含中間退火)、箔軋，制備得到0.040mm厚度的同編號鋁箔試樣，隨即對鋁箔試樣進行腐蝕預處理及腐蝕處理，最后將鋁箔試樣清洗烘干、進行性能檢測，所得結果見表2。從表2可以看出，本發明鋁箔腐蝕損失率低、比容高，并且本發明鋁箔具有優秀的機械性能。表權利要求
1.一種電解電容器低壓陰極用鋁箔，其特征在于具有以下組成:以質量百分比計，含有 Cu:0.06-0.08%, Fe:0.30-0.32%, Si:0.04-0.06%, Pb:0.5-1.5ppm, N1:0.5-1.5ppm,其余部分為Al及不可避免的雜質，雜質元素總含量不超過0.10%，其中單個雜質元素含量不超過0.03%。
2.一種如權利要求1所述電解電容器低壓陰極用鋁箔的制造方法，其制造步驟包括:鑄軋、冷軋、箔軋；其特征在于:合金的熔煉溫度為730-760°C，精煉溫度為720-740°C，鑄軋溫度為 680-695°C。
全文摘要
本發明涉及一種電解電容器低壓陰極用鋁箔及其制造方法，該陰極鋁箔的特征在于具有以下化學成分以質量百分比計，含有Cu0.06-0.08％，Fe0.30-0.32％，Si0.04-0.06％，Pb0.5-1.5ppm，Ni0.5-1.5ppm，其余部分為Al和不可避免的雜質。其制造步驟包括鑄軋、冷軋、箔軋；制造時，合金的熔煉溫度為730-760℃，精煉溫度為720-740℃，鑄軋溫度為680-695℃。本發明的產品具有比電容大、機械強度高及生產工藝簡單、成本低廉等優點。
文檔編號H01G9/042GK103093961SQ201110344518
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者張志龍, 鄒利華, 寧愛林, 劉驚濤, 趙德祥, 尹富喜, 李佐軍, 趙清橋 申請人:湖南省邵東縣新仁鋁業有限責任公司