Способ обработки фольги для электродов электролитических конденсаторов

 

P J

-.-сс:. ом»;,,патен;нс те. sr÷ с л чесная б

Q fl N C A H H K

ИЗОБРЕТЕН ЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ

Coos Сееетсеа

Сециалистичвсюа

Ресаубпи» (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 25.03.77 (21) 2469947/22 с присоединением заявки Ж (N) Приоритет

04

Гасударатаеювй штат

СССР аа делан азебрвтэняя а втнрва9

Опублнковано15.05.79.Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 18.05.

Т. С. Короткова, А. С. Штром, М. И. Иыпин, И. А. Грачева, Л. Б. Злотин и К, Г. Сильвестров (72) Авторы изобретения

Государственный научно-исследовательский и проектный институт сплавов и обработки цветных металлов

"ГИПРОЦВЕТМЕТОБРАБОТКА (71) Заявитель

1 (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ФОЛЬГИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДОВ

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ

Сс <а

+ 1

С Сс Сс Со Сс

Изобретение относится к области обработки металлов немеханическими способами, вкпючакяпей многоступенчатую обработку поверхности металлов, в частнрсти,. к термической и эпектрохимической обработке алюминиевой фольги, используемой в эпектропитнческих конденсаторах в качестве электродов (анод и катод).

Эпектропнтнческнй конденсатор состоит .из формованного анода, бумажной прокладки н неформованного катода. Этн составные части его заключены в обертку, пропитанную электролитом, и помещены в корпус. С электрической точки

:зрения можно считать, что имеется aha элементарных конденсатора: один с емкостью С, образованный анодом, слоем формованйой окиси и электролитом, и

apyroO с емкостью С, образованный катодом, слоем естественной окиси и электролитом.

Емкость конденсатора С будет равна

Сс Са

С аС +с 1.са

S с о +C с

Это выражение показывает, что чем меньше значение отношения -на-, тем

Ж, большей становится емкость конденса1О тора С

Повышение удельной емкости необходимо дпя решения вопроса миниатюризация эпектропитическнх конденсаторов.

Выгодно, следовательно, сделать так, чтобы емкость катода быпа очень бопьшой, что достигается путем применения катода, изготовленного нэ травленой фольги с определенным химическим составом.

Кроме того, применение травленого

° Ф катода позволяет значительно снизить нежепатепьное явпение эаформовки апюмннневых корпусов, нграюших, роль катода в жидкостных конденсаторах. Бопь662628

" "шЪя йеременная составляющая выпрямленного напряжения, приложенного к такому конденсатору, может привести к образованию оксидного слоя иа катоде, т.е. на внутренней поверхности алюминиевого S корпуса. Емкость этого сиоя включается последовательно с емкостью оксидного сися нв аноде и снижает общую емкость конденсатора. Протрввиенный же катод формуется с трудом, и образованный та- 10 ким образом конденсатор обладает стабильной емкостью даже после многократных циклов зарядки и разрядки.

Дия получения высоких значений удельной емкости на катодной фольге толщиной 50 мкм необходимо получить впысокоршазвитую поверхность с мйогочиспенными, но не гиубокими очагами травления, так как значительное углубление питтингов может резко ухудшить механические свойства фольги, и дальнейшее использование ее дия намотки секций кон. денсаторов будет невозможно.

Однако на фольге с таким мелким, ажурным рельефом травиения в процессе

23

: хранения значительно снижаются значения удельной емкости, что.связано с образованием окисных пленок, сглаживающих полученный рельеф травления.

ЗО

Известен способ обработки фольги катодов эпектроиитических конденсаторов, включающий химическое травление в растворе, содержащем 25 г/и соияной

KHcHoTbl и 55 г/п хлористого аиюминия, о 33 при температуре 90 С. В качестве катода в данном способе используют amoминиевую фольгу, содержащую 9Эе5% алюминия. Затем фольгу стабилизируют в растворе моноаммонийфосфата ..пи в растворе фосфорной кисиоты.

Удельная емкость такого катода составляет 10000 мкФ/дм, что не

2 удовлетворяет требованиям радиоэлектроннойй промышленности, где удельная емкость катода при напряжении формовки (ИФ) ЗВ должна быть не менее

20000 мкФ/дм ;

Наиболее бииэким к изобретению является способ обработки фольги дия электродов эпектроиитических конденсаторов, например анодов, включающий отжиг (550 С в течение 2 ч) и эиектро иитическое травление в растворе, содержащем хиористый натрий. (245-265 г/и) -" и борную кислот (65-75 гlи) при температуре 89-95 С анодной плотности тока 110-140 А/дм в течение 25 сек.

РастВОр содержит также поверхностноактивную добавку в коиичестве О, 1 г/и.

В данном способе в качестве анода используют алюминиевую фольгу марки

А 99 (99% алюминия) .

Однако при использовании известного способа дия обработки катодов, изготовленных из алюминиевых сплавов типа

АМц (А{;- 98;53%, Мп - о%, Fe -0,26, .S l -О, 17%, CU.-0,001%, Т -0,04%), удель ная емкость составляет 10000 мкФ/дмй, что не удовлетворяет промышленным требованиямям.

С целью повышения удельной емкости на катоде иэ алюминиевых сплавов, ото жиг ведут при температуре 300-500 С в течение 2,0-2,5 ч, а эиектрохимическое травление ведут в растворе, содержащем 150-230 г/и хлористого натрия и 20-60 г/и борной кислоты при аноду

2 ной плотности тока 150-260 А/дм в течение 20-35 с.

Температурный интервал рекристаипизации 4о иьги из сплава А Мц составляет о

350-430 С. Отжиг фольги при температуре несколько выше начапа рекристаилизвции (350-360 С) обеспечивает довольно острую текстуру рекристаипизации, которую можно описать как совокупность идеальных ориентировок 001 (100>+

+{110{ (2111, Повышение теиперетуры о о отжига, от 350 С до 550 С приводит к постепенному раэмытию и ослаблению текстуры рекристаиииэации беэ изменения ее характера.

Отжиг фольги из алюминиевого сплава

АМц; содержащего железо, кремний, медь, титан и марганец, при температуре 300-350 С в течение 2-2,5 ч обеспечивает получение фольги, имеющей частично рекристаииизованную структуру (с острой текстурой рекристаииизации).

Такая фольга при травлении в этих режимах имеет развитый рельеф поверхности, который обеспечивает сохранение механических свойств (8-10 перегибов) 2 и ynemüíóþ емкость 25-30 тыс.мкФ/дм при напряжении формовки (U+) ЗВ.

B табиице 1 представиены сравнитеиьн е данные известного и предлагаемого способов.

Данные по изменению удеиьной емкости фольги в процессе хранения приведены в табл.2.

Как видно иэ табл.1, удельная емкость полученной фоиьги из сплава АМц в

2,5-2,7 р аза превышает удельную ем- . кость фольги, поиученной известным спо662628 6 при U ЗВ без изменения ее в течение

6 месяцев. Механические свойства полученной фольги обеспечивают намотку секций конденсаторов без обрывов. Ilpegna$ гаемый способ позволяет применять в качестве исходного материала более дешевый сплав типа АМц взамен чистого дм а люми ни я. собом. Из табл.2 видно, что величина . удельной емкости фольги в течение

6 месяцев хранения изменяется незначительно.

Таким образом, использование преппагаемого способа позволяет получить удельную емкость 25,000-30,000 мкФ/

Таблица 1 дельная емкость, мкФ/пм при

Цф=ЗВ

Число циклов при испытании на гиб с перегибом

Анодная ппо"г-

ТемпеСостав

Время

Темпере травлература отжига, 0С

Способ ратура эпектэпектропита, г/и отность ния с жига, ч ролиH ВО та, з з ноСЕ тока, А/дм

Известный 550 2 245-265 65-75 92 110-140 25 10600

6-8

2 150

2,2 190

2,5 230

89 150

92 200

20 24200

27 27300

4-5

Пред- 300

330 мый

350

8-10

60 95 260 35 26080

Таблица 2

Сплав АМц отжиг и травление предлагаемым способом, формовка на ЗВ

27,6 80 .Г

24,400

24, 980

25,300

Заказ 2652/33 Тираж 7.19 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4

Ф о р м у и а и з о б р е т е н и я удельной емкости на катоде из алюминиеСпособ обработки фольги ппя электро- вых сплавов, отжиг ведут при температудов эпектропитических конденсаторов, 4> ре 300-500 С в течение 2,0-2,5 ч, включающий отжиг и эпектрохимическое а электрохимическое травление ведут в травление в растворе, содержащем хпо- растворе, содержащем 150-230 г/л ристый натрий и борную кислоту при хлористого натрия и 20-60 г/и борной температуре,89-95 С, о т и и ч а ю- кислоты,при анодной плотности тока шийся тем, что, с целью повышения Ю 150-260 А/дм в течение 20-35 с.

Составитель В. Бобок

Редактор B. Филиппова. Техред О. Андрейко . Корректор О. Ковинская