一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法荣誉表彰

2018年12月20日，《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》获得第二十届中国专利优秀奖。 2100433B

《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》实施例组份及《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》以外的比较例组份见表1。

将表1所示组份的铝熔体通过半连续铸造法铸造成热粗轧板坯，然后将该板坯进行铣面、均匀化处理、控制热终轧温度下进行热轧、冷轧以及箔轧，制成100微米厚的各种铝箔试样，接着在下列条件下对这些铝箔进行腐蚀预处理、腐蚀处理：腐蚀预处理是指将铝箔箔浸泡在85℃的12％盐酸 6％草酸的水溶液中，在电流密度为直流0.1安/平方厘米且时间为1分钟的条件下进行的处理；腐蚀处理是指将腐蚀预处理后的铝箔箔浸泡在30℃的8％盐酸 0.2％草酸的水溶液中，在50赫兹矩形波电流密度为0.2安/平方厘米且时间为9分钟的条件下进行的处理；再用纯水清洗；通风条件下烘干；然后按日本电子机械工业会的铝电解电容器用电极箔的EIAJRC-2364A标准试验方法进行检测。制造工艺有关条件及腐蚀所得电容器阳极箔的测定结果示于表2。

注：表2中比较例13组份同表1中发明例4，表1及表2中带^*数据表示不在《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》权利要求范围内。

从上表可以看出，使用该发明铝箔可以获得静电容量较高的阳极箔，同时腐蚀失重也减少了，因而能保持优异的机械强度。

1、一种电解电容器低压阳极用铝箔，其组份包括Al和Si、Fe、Cu、其他微量元素、不可避免杂质，其特征在于：所述铝箔的重量组份具体如下：Al含量为：99.980-99.993％，Si：15-50ppm，Fe：15-50ppm，Cu：20-60ppm，其他微量元素Mg Mn Zn Ga总含量：10-50ppm，不可避免杂质：余量。

2、如权利要求1所述电解电容器低压阳极用铝箔，其特征在于：Al含量为：99.980-99.991％。

3、如权利要求1所述电解电容器低压阳极用铝箔，其特征在于：Si：15-40ppm，Fe：15-40ppm，Cu：25-50ppm。

4、如权利要求1所述电解电容器低压阳极用铝箔，其特征在于：所述其他微量元素Mg、Zn、Ga、Mn单个含量＜35ppm。

5、如权利要求1所述电解电容器低压阳极用铝箔，其特征在于：其他微量元素Mg Mn Zn Ga总含量为：10-35ppm，其中Mg、Zn、Ga、Mn单个含量＜35ppm。

6、如权利要求1所述电解电容器低压阳极用铝箔，其特征在于：不可避免杂质总含量＜30ppm。

7、如权利要求1所述电解电容器低压阳极用铝箔，其特征在于：所述不可避免杂质中，Cr、Ti、V、Ni、Ca、Cd、Sb单个元素的最高含量＜5ppm。

8、一种如权利要求1-7之一所述电解电容器低压阳极用铝箔的制造方法，其包括如下步骤：熔炼、铸造、铣面、均匀化处理、热轧、冷轧以及箔轧，其特征在于：所述均匀化处理步骤的保温温度控制在550-610℃，金属保温时间5-40小时，所述热轧步骤的终轧温度控制在220～270℃。

9、如权利要求8所述电解电容器低压阳极用铝箔的制造方法，其特征在于：所述金属保温时间不超过30小时。

《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》涉及一种铝箔产品，更具体地说，该发明涉及一种电解电容器中阳极用铝箔及其生产方法。

一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法专利目的

《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》的目的是要提供一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法，该低压阳极用箔及其制造方法具有产品扩面率大、同时机械强度也十分优异、而且生产成本低等优点。

一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法技术方案

《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》的技术解决方案之一是一种电解电容器低压阳极用铝箔，其组份包括Al和Si、Fe、Cu、其他微量元素、不可避免杂质，而所述铝箔的重量组份具体如下：Al含量为：99.980-99.993％，Si：15-50ppm，Fe：15-50ppm，Cu：20-60ppm，其他微量元素Mg Mn Zn Ga总含量：10-50ppm，不可避免杂质：余量。

《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》是在高纯铝基体中通过必要的Si、Fe和Cu元素组合，控制Si、Fe单个元素含量≥15ppm，Cu≥20ppm，使原材料成本不至于太高。同时加入一定量的Mg、Mn、Zn、Ga等有益的微量元素，而其它则为不可避免杂质，这样一方面使铝箔的表面和内部有足够多的腐蚀核心，腐蚀时产生密集的蜂窝状腐蚀形貌，有效扩大表面积，提高比电容，同时利用上述元素的存在可以有效地提高阳极箔腐蚀后的机械强度。

《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》低压阳极箔的具体改进还包括：其他微量元素Mg、Zn、Ga、Mn单个含量＜35ppm。不可避免杂质总含量＜30ppm。

所述不可避免杂质中，Cr、Ti、V、Ni、Ca、Cd、Sb单个元素的最高含量＜5ppm。

《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》优选配方中各组份含量如下：Al含量为：99.980-99.991％。

其他微量元素Mg Mn Zn Ga总含量为：10-35ppm。

不可避免杂质总含量＜30ppm，Cr、Ti、V、Ni、Ca、Cd、Sb单个元素的最高含量＜5ppm。

Si：15-40ppm，Fe：15-40ppm，Cu：25-50ppm。

具体而言，在大量实验基础上，《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》阳极铝箔选择了如下的组份设计理念：

铝纯度限定在99.980％以上：这是因为，若铝纯度不到99.980％，即使含有设定的Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、Ga等形成腐蚀核的主要元素，在制造过程中，箔表面也不可避免地会有大量的粗大杂质析出，腐蚀处理时就会产生过溶解，箔表面就会形成粗大的孔径，这样就不能有效地扩大铝箔的的表面积，电解电容器用阳极箔也就不能获得高的静电容量。

Si含量为15-50ppm：若Si含量降到15ppm以下，不仅铝箔的强度较低，而且生产成本较高，不利于生产控制；另外，若Si含量超出50ppm，容易在基体中大量析出，腐蚀化成后得不到高的静电容量，而且也影响化成时间。

Fe含量为15-50ppm：若Fe含量降到15ppm以下，生产成本较高，不利于生产控制；若Fe含量超出50ppm，Fe容易以粗大的化合物的形式析出，该析出物与铝之间形成局部电池，导致铝在腐蚀液中产生过溶解，降低了阳极箔的比电容和增大漏电流。

Cu含量为20-60ppm：Cu是一种提高腐蚀箔的比电容最有效的元素，Cu的电极电位比Al高，且Cu在铝基体中固溶效果好，无论是固溶的Cu原子还是析出的CuAl₂都是阴极质点。当Cu均匀弥散地分布于基体中，其周围基体的电极电位由于相对较低，腐蚀时优先发生在这些区域，得到高密度、均匀一致的海绵状腐蚀孔，增加了铝箔的表面积，从而提高了铝箔比电容。若Cu含量不到20ppm，箔的腐蚀核心少，腐蚀效果欠佳，不能充分显示提高强度和提高比电容的效果，同时不利于降低原材料成本。若Cu含量超过60ppm，则作为低压箔溶解性太快、耐腐蚀性很差，生产不易控制。

10＜Mg Mn Zn Ga＜50ppm，其中Mg、Zn、Ga、Mn单个含量＜35ppm：在《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》中，Mg、Mn、Ga、Zn作为一种有益的微量元素加入，这些元素在Al中的固溶度大，在酸性环境下，在铝基体中形成的是均匀腐蚀，对提高比电容效果好，对腐蚀后的阳极箔强度也是有利的。如果Mg Mn Zn Ga含量达不到下限值，由于腐蚀核心不够，达不到进一步提高比容的目的，另一方面，如果Mg Mn Zn Ga含量超出上限值或单个含量超出上限值，腐蚀发孔点将过多，腐蚀时会引起局部过度腐蚀，这样反而不能得到高的扩面率，并且腐蚀损失增大，导致机械强度下降。

相应地，《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》的另一技术解决方案是一种如上所述电解电容器低压阳极用铝箔的制造方法，其包括如下步骤：熔炼、铸造、铣面、均匀化处理、热轧、冷轧和箔轧，而所述均匀化处理步骤的温度控制在550-610℃，金属保温时间5-40小时，所述热轧步骤的终轧温度控制在220～270℃。

《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》制造方法采用高温均匀化热处理工艺和低的热终轧温度，使杂质元素有一定的固溶度，不至于析出太多影响铝箔的机械性能和失重率，从而确保铝箔中的化学组份配比得以恰当地实现。

《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》低压阳极用铝箔制造方法的具体改进还包括：优选金属保温时间不超过30小时。

均热步骤中，在550-610℃下保温5-40小时：均热温度低于550℃，杂质元素析出太多，会导致过腐蚀；均热温度高于610℃，易导致板锭析氢，后续加工产生气泡。550-610℃均热，控制杂质元素固溶和析出在一个合适的比例，既有利于发孔和提高比电容，又不会产生过腐蚀。

均热时间少于5小时，其他微量元素和不可避免杂质元素固溶不足，均热时间超过40小时，增加生产成本、生产效率低。

热终轧温度220-270℃：在此温度范围内杂质元素不会从基体中析出，保持了均热固溶的效果，高于此温度范围时杂质元素会进一步从基体中析出，低于此温度范围时乳液会烧结在热轧卷坯上，使铝卷表面发黑，影响最终产品表面质量。

《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》的电解电容器低压阳极铝箔的生产可按常规工业化大生产方法进行。通过熔炼、半连续铸造法铸锭，经铣面、均匀化处理后，将锭坯进行热轧、冷轧及箔轧，最后制得低压阳极铝箔。这种铝箔可以在硬态或软态两种状态下进行电化学或化学腐蚀处理、以扩大铝箔的有效表面积，腐蚀后进行化成处理，继而用作电解电容器低压阳极箔。

一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法改善效果

如果使用《一种电解电容器低压阳极用铝箔及其制造方法》的电解电容器低压阳极铝箔，可以有效抑制腐蚀的局部过溶解从而形成大量细小且较深的腐蚀孔，正如后面实施例中所表明的那样，可以提供具有较高静电容量的低压阳极箔。而且，通过对局部溶解的抑制可以尽量减少与扩面率相对应的腐蚀失重，获得优异的机械强度。

截至2006年11月，随着电子信息技术产业不断向高性能、小型化、集成化的方向发展，对铝电解电容器的小型化、轻量化要求也日益增长。为此，也就要求有一种静电容量高、在小的曲率半径下能高速卷取的、机械强度十分优异的阳极用铝箔。

就电容量而言，根据平行板电容器电容公式C＝εS/d可知，电容器电容量C与电极的表面积S和介电常数ε成正比，而与电极间距d成反比。在电解质确定的情况下，介电常数ε随之确定，而电极间距d又不宜过小，否则会使电容器击穿。因此，要想提高电容量C，有效地扩大电极表面积S就成为关键。

而通过电化学或化学腐蚀处理能使阳极用铝箔的表面和内部腐蚀时产生密集的蜂窝状腐蚀形貌，从而有效地扩大表面积，提高其静电容量。

但往往表面积的扩大与优异机械强度的获得是一对矛盾，因为阳极箔在腐蚀过程中，会产生与扩面率相对应的腐蚀失重，阳极箔的机械强度将受到影响。特别当基体表面含有较多杂质元素时，在腐蚀时将起到局部电池阴极的作用，使铝箔表面产生过溶解，一旦产生过溶解就在铝箔表面形成粗大的腐蚀孔，此时腐蚀失重较大，不仅不能充分扩大铝箔的表面积提高其静电容量，而且也不能获得优异机械强度的阳极箔。

由此可见，为了实现电解电容器的小型轻量化和成本的进一步降低，一方面希望能通过阳极箔的薄壁化、均匀腐蚀有效地扩大表面积提高其静电容量，另一方面也希望能减少与扩面率相对应的腐蚀失重，保持优异的机械强度。

过去，一般使用纯度极高的铝作为铝阳极箔的材料。高纯铝阳极箔由于表面杂质少，具有均匀腐蚀的优点，但同时也存在腐蚀速率慢、箔强度不高、生产成本高等缺点。特别对较薄厚度的阳极箔，如果箔强度不够，无法正常上机腐蚀生产，极易拉断且生产效率低下。而且，如果不能确保铝的纯度，所含杂质的误差就会在腐蚀时引起铝溶解机理产生偏差，不能获取稳定的扩面率和优异的机械强度。

一种高压固体电解质铝电解电容器的制造方法操作内容

《一种高压固体电解质铝电解电容器的制造方法》提供了一种固体电解质铝电解电容器，包括铝壳及设置在所述铝壳内的芯包，所述芯包连接正负极端子，所述正负极端子外表面镀有镀银层；所述芯包外部设置有胶盖或橡胶塞。所述芯包包括阳极化成铝箔、阴极箔、介于所述阳极化成铝箔与阴极箔之间的电解纸和固体电解质，所述固体电解质可以是导电聚合物，还可以是导电聚合物和导电碳材料的复合材料。所述固体电解质通过含浸导电聚合物和/或导电碳材料分散体聚合获得。

优选但不限定，所述阳极化成铝箔采用日本蓄电器工业株式会社生产的JCC阳极箔，其型号为HGF110J16-365VF-1.33微法，宽度为17毫米，长度为491毫米；所述阴极箔采用Nanofoil阴极箔，其型号为NF3000，宽度为17毫米，长度为521毫米；所述电解纸为Asahi Kasel DS040060，其宽度为20毫米。

优选但不限定，所述固体电解质可以是导电聚合物；还可以是导电聚合物和导电碳材料的物理混合物或组合物，可通过导电聚合物和导电碳材料相互混合成固体电解质，还可通过导电聚合物与导电碳材料相互层叠成固体电解质，但不局限于此。

《一种高压固体电解质铝电解电容器的制造方法》用到的分散体A和分散体C分别为含导电聚合物的分散体和含导电碳材料的分散体；分散体B为含导电聚合物和导电碳材料的分散体。

优选但不限定，所述导电聚合物为聚苯胺和/或聚吡咯和/或聚噻吩和/或聚3，4乙烯二氧噻吩。所述导电聚合物分散体，即分散体A具体制备方法见中国专利CN101309949B，在此不再赘述，其中所述导电聚合物的浓度优选但不仅限于为2～3％（重量百分比）。

优选但不限定，所述导电碳材料为碳纳米材料或碳纳米复合材料，所述导电碳材料的尺寸优选石墨烯粒径为小于200纳米，碳纳米管长度为2～200纳米。所述碳纳米材料为碳纳米管或石墨烯；所述碳纳米复合材料中的活性材料为如下材料中的一种或多种：导电聚合物、金属氧化物、导电聚合物之间的混合物、导电聚合物和金属氧化物之间的混合物、金属氧化物之间的混合物、导电聚合物之间的复合物、导电聚合物和金属氧化物之间的复合物、金属氧化物之间的复合物。

优选但不限定，将乙醇溶液放入高速剪切机中，剪切速度为2.0万转/分钟，将石黑烯或碳纳米管或碳纳米复合材料，慢慢加入搅拌中的酒精溶液中，搅拌时间控制在30分钟以上，配制成含导电碳材料分散体，即分散体C。该含导电碳材料酒精分散液的浓度控制在0.5～5％（重量百分比）之间，还可适量加些分散剂，如十二烷基硫酸钠（SDS），十二烷基苯磺酸钠（SDBS）。

优选但不限定，将乙醇溶液放入高速剪切机中，剪切速度为2.0万转/分钟，将石黑烯或碳纳米管或碳纳米复合材料，慢慢加入搅拌中的酒精溶液中，导电碳材料浓度控制在0.5～5％（重量百分比）之间，随后加入导电聚合物，导电聚合物浓度可控制在2～3％（重量百分比）之间，搅拌时间控制在30分钟以上，配制成含导电碳材料和导电聚合物的分散体，即分散体B，还可适量加些分散剂，如十二烷基硫酸钠（SDS），十二烷基苯磺酸钠（SDBS）。

《一种高压固体电解质铝电解电容器的制造方法》提供了一种固体电解质铝电解电容器的制造方法，所述固体电解质为导电聚合物；该制造方法具体包括：

（1）阳极化成铝箔与阴极箔之间用电解纸一起卷绕成芯包，将芯包的阳极焊接于铁条上，芯包浸入化成液，根据正箔的电压施加一定电压进行化成，化成时间不小于20分钟，所述化成液可以是磷酸系化成液、硼酸系化成液或已二酸铵系化成液；

化成后将芯包浸于40～100℃纯水浸泡30～60分钟，除去化成液中残留的成份，再进行干燥。干燥分为两个步骤，第一步进行低温干燥，干燥的温度控在50～100℃，温度太低会影响干燥的效果，超过100℃干燥，液体在产品内会出现沸腾，会影响产品的特性。干燥的时间为20～100分钟，确保不能有在芯包内足够沸腾的水量。第二步干燥为110～200℃，确保残留的水份充分挥发，温度不宜太高，太高会伤害到导针出现熔锡现象，干燥时间为20～60分钟，时间太短会出现水份没有挥发干净，会影响下一次的含浸效果，以及产品的特性。时间太长，产品的阳极箔会出现劣化，影响产品的性能。

（2）将干燥后的芯包浸入分散体A中，含浸时间1～30分钟；

（3）将芯包移出分散体A，将芯包与分散体A一起抽真空至700～970帕的真空状态，再将芯包浸入分散体A中，含浸时间1～10分钟；

（4）将芯包保留在分散体A中，破真空，通入压缩空气进行加压，加压至0.1～0.6兆帕，含浸时间1～10分钟；

（5）将芯包保留在分散体A中，放气至常压状态，含浸时间1～10分钟；

（6）取出芯包，并将芯包置于50～100℃干燥20～60分钟（优选但不限定为85℃），再将芯包置于110～200℃干燥20～60分钟（优选但不限定为150℃），取出芯包；

（7）步骤（3）至（6）至少重复一次，优选但不限定为5次。所述分散体A中聚合物固含量较少，含浸一次引入的聚合物较少，会影响产品的一致性，ESR会稍高，损耗会大，同时太少，产品的寿命也不能保证，可根据实际需要进行多次重复含浸。

（8）装入铝壳，用橡胶塞封口，老化处理获得固体电解质铝电解电容器。老化的方法是将产品放入85～150℃的环境中，施加0.2倍额定电压，20～100分钟，再施加0.5倍额定电压20～100分钟，再施加0.8倍额定电压20～100分钟，再施加1.0倍额定电压20～100分钟，再施加1.2倍额定电压20～100分钟即可。

《一种高压固体电解质铝电解电容器的制造方法》还提供了另一种固体电解质铝电解电容器的制造方法，所述固体电解质为导电聚合物和导电碳材料。该制造方法具体包括：

（1）阳极化成铝箔与阴极箔之间用电解纸一起卷绕成芯包，将芯包的阳极焊接于铁条上，芯包浸入化成液，根据正箔的电压施加一定电压进行化成，化成时间不小于20分钟；化成后将芯包浸于40～100℃纯水浸泡30～60分钟，除去化成液中残留的成份，再进行50～100℃低温干燥20～100分钟，然后110～200℃高温干燥20～60分钟；

（2）将干燥后的芯包浸入分散体B中，含浸时间1～30分钟；

（3）将芯包移出分散体B，将芯包与分散体一起抽真空至700～970帕的真空状态，再将芯包浸入分散体B中，含浸时间1～10分钟；

（4）将芯包保留在分散体B中，破真空，通入压缩空气进行加压，加压至0.1～0.6兆帕，含浸时间1～10分钟；

（5）将芯包保留在分散体B中，放气至常压状态，含浸时间1～10分钟；

（6）取出芯包，并将芯包置于50～100℃干燥20～60分钟（优选但不限定为85℃），再将芯包置于110～200℃干燥20～60分钟（优选但不限定为150℃），取出芯包；

（7）步骤（3）至（6）至少重复一次，优选但不限定为5次。

（8）装入铝壳，用橡胶塞封口，老化处理获得固体电解质铝电解电容器。

《一种高压固体电解质铝电解电容器的制造方法》还提供了一种固体电解质铝电解电容器的制造方法，所述固体电解质为导电聚合物和导电碳材料。该制造方法具体包括：

（1）阳极化成铝箔与阴极箔之间用电解纸一起卷绕成芯包，将芯包的阳极焊接于铁条上，芯包浸入化成液，根据正箔的电压施加一定电压进行化成，化成时间不小于20分钟；化成后将芯包浸于40～100℃纯水浸泡30～60分钟，除去化成液中残留的成份，再进行50～100℃低温干燥20～100分钟，然后110～200℃高温干燥20～60分钟；

（2）将干燥后的芯包浸入分散体A中，含浸时间1～30分钟；

（3）将芯包移出分散体A，抽真空后再将芯包浸入分散体A，含浸时间1～10分钟；

（4）将芯包保留在分散体A中，破真空，再加压，含浸时间1～10分钟；

（5）将芯包保留在分散体A中，放气至常压，含浸时间1～10分钟；

（6）取出芯包，将芯包置于65～100℃干燥20～60分钟，再将芯包置于135～165℃干燥20～60分钟；

（7）将干燥后的芯包浸入分散体C中，含浸时间1～30分钟；

（8）取出芯包，将芯包置于65～100℃干燥20～60分钟，再将芯包置于135～165℃干燥20～60分钟；

（9）步骤（3）至（8）至少重复一次；

（10）入壳封口，老化处理获得固体电解质铝电解电容器。

《一种高压固体电解质铝电解电容器的制造方法》又提供了一种固体电解质铝电解电容器的制造方法，所述固体电解质为导电聚合物和导电碳材料。该制造方法具体包括：

（1）阳极化成铝箔与阴极箔之间用电解纸一起卷绕成芯包，将芯包的阳极焊接于铁条上，芯包浸入化成液，根据正箔的电压施加一定电压进行化成，化成时间不小于20分钟；化成后将芯包浸于40～100℃纯水浸泡30～60分钟，除去化成液中残留的成份，再进行50～100℃低温干燥20～100分钟，然后110～200℃高温干燥20～60分钟；

（2）将干燥后的芯包浸入分散体C中，含浸时间1～30分钟；

（3）取出芯包，将芯包置于65～100℃干燥20～60分钟，再将芯包置于135～165℃干燥20～60分钟；

（4）将干燥后的芯包浸入分散体A中，含浸时间1～30分钟；

（5）将芯包移出分散体A，抽真空后再将芯包浸入分散体B，含浸时间1～10分钟；

（6）将芯包保留在分散体A中，破真空，再加压，含浸时间1～10分钟；

（7）将芯包保留在分散体A中，放气至常压，含浸时间1～10分钟；

（8）取出芯包，将芯包置于65～100℃干燥20～60分钟，再将芯包置于135～165℃干燥20～60分钟；

（9）步骤（5）至（8）至少重复一次；

（10）入壳封口，老化处理获得固体电解质铝电解电容器。

《一种高压固体电解质铝电解电容器的制造方法》所涉及的真空状态及加压状态均可在一个设备上实现也可两种设备，但优选一个设备上实现，同时所述芯包和分散体同时处于真空或常压或加压状态。

所述制造方法不仅适用于高压固体电解质铝电解电容器，也适用于钽、铌或钛等的固体电解质电容器。

一种高压固体电解质铝电解电容器的制造方法实施案例

实施例1

该实施例所用到分散体A的导电聚合物为聚3，4乙烯二氧噻吩，其粒径约为40～80纳米，优选60纳米。电容器规格为200伏100微法，尺寸Φ16*26毫米。该电容器的制造方法为：

（1）JCC阳极箔（日本蓄电器工业株式会社生产），其型号为HGF110J16-365VF-1.33微法，宽度为17毫米，长度为491毫米；Nanofoil阴极箔，其型号为NF3000，宽度为17毫米，长度为521毫米；电解纸Asahi Kasel ADS040060，宽度为20毫米。所述阳极箔与阴极箔之间通过电解纸一起卷绕成芯包，将芯包的阳极焊接于铁条上，芯包浸入化成液，根据正箔的电压施加365伏电压在磷酸系化成液中化成20分钟；化成后将芯包浸于70℃纯水中浸泡30分钟以除去化成液中残留的成份，然后进行75℃低温干燥60分钟后再于150℃高温干燥30分钟；

（2）将干燥后的芯包浸入分散体A中，含浸时间为15分钟；

（3）将芯包移出分散体A，并抽真空至850帕的真空状态，再将芯包浸入分散体A中，含浸时间为5分钟；

（4）取出芯包，将其置于85℃低温干燥60分钟，再将芯包置于150℃高温干燥30分钟，取出芯包；

（5）步骤（3）至（4）循环5次；

（6）装入铝壳，用橡胶塞封口，老化处理获得固体电解质铝电解电容器。老化的方法是将产品放入110℃的环境中，施加0.2倍额定电压，80分钟，再施加0.5倍额定电压60分钟，再施加0.8倍额定电压40分钟，再施加1.0倍额定电压20分钟，再施加1.2倍额定电压20分钟即可。

老化结束抽取20个进行测试，结果见表1。

表1为实施例1制得的电容器的性能测试

• 实施例2

类似于实施例1制造20个电容器并分析，电容器规格为200伏100微法，尺寸Φ16*26毫米，不同之处在于步骤（3）变为：将芯包保留在分散体A中，通入压缩空气进行加压至0.5兆帕，含浸时间为5分钟，其他步骤及其顺序不变；其分析结果见表2。

表2为实施例2制得的电容器的性能测试

• 实施例3

类似于实施例1制造20个电容器并分析，电容器规格为200伏100微法，尺寸Φ16*26毫米，不同之处在于步骤（3）至步骤（4）之间增加了常压含浸步骤，该常压含浸步骤具体为：将芯包保留在分散体A中，破真空至常压状态，含浸时间为5分钟；其他步骤不变，其分析结果见表3。

表3为实施例3制得的电容器的性能测试

• 实施例4

类似于实施例2制造20个电容器并分析，电容器规格为200伏100微法，尺寸Φ16*26毫米，不同之处在于步骤（3）至步骤（4）之间增加了常压含浸步骤，该常压含浸步骤具体为：将芯包保留在分散体A中，放气至常压状态，含浸时间为5分钟；其他步骤不变，其分析结果见表4。

表4为实施例4制得的电容器的性能测试

• 实施例5

该电容器的制造方法为：

（1）JCC阳极箔，其型号为HGF110J16-365VF-1.33微法，宽度为17毫米，长度为491毫米；Nanofoil阴极箔，其型号为NF3000，宽度为17毫米，长度为521毫米；电解纸Asahi Kasel ADS040060，宽度为20毫米，作成电容器规格为200伏100微法，尺寸Φ16*26毫米。所述阳极箔与阴极箔之间通过电解纸一起卷绕成芯包，将芯包的阳极焊接于铁条上，芯包浸入化成液，根据正箔的电压施加365V电压在磷酸系化成液中化成20分钟；化成后将芯包浸于70℃纯水中浸泡30分钟以除去化成液中残留的成份，然后进行75℃低温干燥60分钟后再于150℃高温干燥30分钟；

（2）将干燥后的芯包浸入分散体A中，含浸时间为15分钟；

（3）将芯包移出分散体A，并抽真空至850帕的真空状态，再将芯包浸入分散体A中，含浸时间为5分钟；

（4）将芯包保留在分散体A中，破真空，并通入压缩空气进行加压至0.5兆帕，含浸时间为5分钟；

（5）将芯包保留在分散体A中，放气至常压状态，含浸时间为5分钟；

（6）取出芯包，将其置于85℃低温干燥60分钟，再将芯包置于150℃高温干燥30分钟，取出芯包；

（7）步骤（3）至（6）循环5次；

（8）装入铝壳，用橡胶塞封口，老化处理获得固体电解质铝电解电容器。老化的方法是将产品放入110℃的环境中，施加0.2倍额定电压，80分钟，再施加0.5倍额定电压60分钟，再施加0.8倍额定电压40分钟，再施加1.0倍额定电压20分钟，再施加1.2倍额定电压20分钟即可。

老化结束抽取20个进行测试，结果见表5。

表5为实施例5制得的电容器的性能测试

• 实施例6

该电容器的制造方法为：

（1）JCC阳极箔，其型号为110LJB22B-33VF-58.4微法，宽度为17毫米，长度为391毫米；Nanofoil阴极箔，其型号为NF3000，宽度为17毫米，长度为421毫米；电解纸NKK，RTZ3040，宽度为20毫米，作成电容器规格为16伏3300微法，尺寸Φ16*26毫米。所述阳极箔与阴极箔之间通过电解纸一起卷绕成芯包，将芯包的阳极焊接于铁条上，芯包浸入化成液，根据正箔的电压施加365V电压在磷酸系化成液中化成20分钟；化成后将芯包浸于70°C纯水中浸泡30分钟以除去化成液中残留的成份，然后进行75℃低温干燥60分钟后再于150℃高温干燥30分钟；

（2）将干燥后的芯包浸入分散体A中，含浸时间为15分钟；

（3）将芯包移出分散体A，并抽真空至850帕的真空状态，再将芯包浸入分散体A中，含浸时间为5分钟；取出芯包，将其置于85℃低温干燥60分钟；

（4）将芯包浸在分散体A中，破真空，并通入压缩空气进行加压至0.5兆帕，含浸时间为5分钟；取出芯包，将其置于85℃低温干燥60分钟；

（5）将芯包浸在分散体A中，放气至常压状态，含浸时间为5分钟；取出芯包，将其置于85℃低温干燥60分钟，再将芯包置于150℃高温干燥30分钟，取出芯包；

（6）步骤（3）至（5）循环5次；

（7）装入铝壳，用橡胶塞封口，老化处理获得固体电解质铝电解电容器。老化的方法是将产品放入110℃的环境中，施加0.2倍额定电压，80分钟，再施加0.5倍额定电压60分钟，再施加0.8倍额定电压40分钟，再施加1.0倍额定电压20分钟，再施加1.2倍额定电压20分钟即可。

老化结束抽取20个进行测试，结果见表6。

表6为实施例6制得的电容器的性能测试

• 实施例7

类似于实施例5制造20个电容器并分析，不同之处在于该实施例采用JCC阳极箔（型号为HGF110J16-365VF-1.33微法，宽度为7.5毫米，长度为192毫米）、Nanofoil阴极箔（型号为NF3000宽度为7.5毫米，长度为212毫米）且阳极箔与阴极箔之间通过宽度为15毫米型号为Asahi Kasel ADS040060的电解纸一起卷绕成芯包，作成规格为200伏15微法，尺寸为Φ10*12毫米的电容器，其分析结果见表7。

表7为实施例7制得的电容器的性能测试

• 实施例8

类似于实施例5制造20个电容器并分析，不同之处在于采用JCC阳极箔（型号为HGF110J16-365VF-1.33微法，宽度为13毫米，长度为302毫米）、Nanofoil阴极箔（型号为NF3000宽度为13毫米，长度为327毫米），且阳极箔与阴极箔之间通过宽度为15毫米型号为Asahi Kasel ADS040060的电解纸一起卷绕成芯包，作成规格200伏47微法，尺寸为Φ13*20毫米的电容器，其分析结果见表8。

表8为实施例8制得的电容器的性能测试

• 实施例9

类似于实施例5制造20个电容器并分析，作成电容器规格为200伏100微法，尺寸Φ16*26毫米，不同之处在于该实施例所用到的导电聚合物粒径约为30～50纳米，其分析结果见表9。

表9为实施例9制得的电容器的性能测试

• 实施例10

类似于实施例5制造20个电容器并分析，作成电容器规格为200伏100微法，尺寸Φ16*26毫米，不同之处在于该实施例所用到的导电聚合物粒径约为70～90纳米，其分析结果见表10。

表10为实施例10制得的电容器的性能测试

• 实施例11

该实施例所用到的固体电解质为导电聚合物和导电碳材料的混合物，其中导电聚合物为聚3，4乙烯二氧噻吩，其粒径约为40～80纳米，优选60纳米；导电碳材料为平均粒径为150纳米的石墨烯；并将聚3，4乙烯二氧噻吩与石墨烯按重量百分比为1:1制备成分散体B，其中石墨烯和聚3，4乙烯二氧噻吩的浓度分别为重量百分比3％和3％。该电容器的制造方法为：

（1）JCC阳极箔，其型号为HGF110J16-365VF-1.33微法，宽度为17毫米，长度为491毫米；Nanofoil阴极箔，其型号为NF3000，宽度为17毫米，长度为521毫米；电解纸Asahi Kasel ADS040060，宽度为20毫米，作成电容器规格为200伏100微法，尺寸Φ16*26毫米。所述阳极箔与阴极箔之间通过电解纸一起卷绕成芯包，将芯包的阳极焊接于铁条上，芯包浸入化成液，根据正箔的电压施加365V电压在磷酸系化成液中化成20分钟；化成后将芯包浸于40℃纯水中浸泡30分钟以除去化成液中残留的成份，然后进行50℃低温干燥20分钟后再于160℃高温干燥20分钟；

（2）将干燥后的芯包浸入分散体B中，含浸时间为1分钟；

（3）将芯包移出分散体B，并抽真空至700帕的真空状态，再将芯包浸入分散体B中，含浸时间为5分钟；

（4）将芯包保留在分散体B中，破真空，并通入压缩空气进行加压至0.4兆帕，含浸时间为5分钟；

（5）将芯包保留在分散体B中，放气至常压状态，含浸时间为5分钟；

（6）取出芯包，将其置于65℃低温干燥60分钟，再将芯包置于150℃高温干燥40分钟，取出芯包；

（7）步骤（3）至（6）循环8次；

（8）装入铝壳，用橡胶塞封口，老化处理获得固体电解质铝电解电容器。

老化结束抽取20个进行测试，结果见表11。

表11为实施例1制得的电容器的性能测试

• 实施例12

该实施例所用到的导电聚合物为聚3，4乙烯二氧噻吩，其粒径约为40～80纳米，优选60纳米；导电碳材料为平均长度为150纳米的碳纳米管；并分别制备分散体A和分散体C，其中碳纳米管和聚3，4乙烯二氧噻吩的浓度分别为重量百分比5％和2％。该电容器的制造方法为：

（1）JCC阳极箔，其型号为HGF110J16-365VF-1.33微法，宽度为17毫米，长度为491毫米；Nanofoil阴极箔，其型号为NF3000，宽度为17毫米，长度为521毫米；电解纸Asahi Kasel ADS040060，宽度为20毫米，作成电容器规格为200伏100微法，尺寸Φ16*26毫米。所述阳极箔与阴极箔之间通过电解纸一起卷绕成芯包，将芯包的阳极焊接于铁条上，芯包浸入化成液，根据正箔的电压施加365V电压在磷酸系化成液中化成20分钟；化成后将芯包浸于40℃纯水中浸泡30分钟以除去化成液中残留的成份，然后进行50℃低温干燥20分钟后再于160℃高温干燥20分钟；

（2）将干燥后的芯包浸入分散体A中，含浸时间为15分钟；

（3）将芯包移出分散体A，并抽真空至850帕的真空状态，再将芯包浸入分散体B中，含浸时间为10分钟；

（4）将芯包保留在分散体A中，破真空，并通入压缩空气进行加压至0.1兆帕，含浸时间为1分钟；

（5）将芯包保留在分散体A中，放气至常压状态，含浸时间为10分钟；取出芯包，将其置于85℃低温干燥40分钟，再将芯包置于110℃高温干燥60分钟，取出芯包；

（6）将干燥后的芯包浸入分散体C中，含浸时间为5分钟；取出芯包，将其置于85℃低温干燥20分钟，再将芯包置于165℃高温干燥20分钟，取出芯包；

（7）步骤（3）至（8）循环5次；

（8）装入铝壳，用橡胶塞封口，老化处理获得固体电解质铝电解电容器。

老化结束抽取20个进行测试，结果见表1。

表12为实施例12制得的电容器的性能测试

• 实施例13

该实施例所用到的导电聚合物为聚3，4乙烯二氧噻吩，其粒径约为40～80纳米，优选60纳米；导电碳材料为平均尺寸为100纳米的碳纳米管；并分别制备分散体A和分散体C，其中碳纳米管和聚3，4乙烯二氧噻吩的浓度分别为重量百分比0.5％和2.5％。该电容器的制造方法为：

（1）JCC阳极箔，其型号为HGF110J16-365VF-1.33微法，宽度为17毫米，长度为491毫米；Nanofoil阴极箔，其型号为NF3000，宽度为17毫米，长度为521毫米；电解纸Asahi Kasel ADS040060，宽度为20毫米，作成电容器规格为200伏100微法，尺寸Φ16*26毫米。所述阳极箔与阴极箔之间通过电解纸一起卷绕成芯包，将芯包的阳极焊接于铁条上，芯包浸入化成液，根据正箔的电压施加365V电压在磷酸系化成液中化成20分钟；化成后将芯包浸于40℃纯水中浸泡30分钟以除去化成液中残留的成份，然后进行50℃低温干燥20分钟后再于160℃高温干燥20分钟；

（2）将干燥后的芯包浸入分散体C中，含浸时间为30分钟；

（3）取出芯包，将其置于85℃低温干燥60分钟，再将芯包置于150℃高温干燥30分钟；

（4）将干燥后的芯包浸入分散体A中，含浸时间为15分钟；

（5）将芯包移出分散体A，并抽真空至970帕的真空状态，再将芯包浸入分散体B中，含浸时间为8分钟；

（6）将芯包保留在分散体A中，破真空，并通入压缩空气进行加压至0.6兆帕，含浸时间为10分钟；

（7）将芯包保留在分散体A中，放气至常压状态，含浸时间为1分钟；

（8）取出芯包，将其置于100℃低温干燥20分钟，再将芯包置于135℃高温干燥60分钟；

（9）步骤（4）至（8）循环5次；

（10）装入铝壳，用橡胶塞封口，老化处理获得固体电解质铝电解电容器。

老化结束抽取20个进行测试，结果见表13。

表13为实施例13制得的电容器的性能测试

• 对比例1

类似于实施例1作成电容器规格为200伏100微法，尺寸Φ16*26毫米的20个电容器并分析，不同之处在于去除步骤（3），且步骤（2）至（4）循环5次，其分析结果见表14。

表14为对比例1制得的电容器的性能测试

• 对比例2

类似于实施例1作成电容器规格为200伏100微法，尺寸Φ16*26毫米的20个电容器并分析，不同之处在于去除步骤（3）和（5），且步骤（2）含浸时间为30分钟，其分析结果见表15。

表15为对比例2制得的电容器的性能测试

• 对比例3

该电容器的规格为16伏3300微法18*36.5毫米，其具体的制造方法为：

（1）阳极化成铝箔与阴极箔之间用电解纸一起卷绕成芯包；

（2）焊接在铁条上，浸入化成液中，使化成液刚好淹没芯包，施加32V的化成电压，同时对二个阳极化成铝箔进行化成修复处理，处理时间为10分钟；

（3）对芯包进行碳化处理，温度300±10℃，碳化时间20分钟；

（4）重复上述步骤（2）和（3）4次；

（5）将芯包分别放入单体中进行含浸，含浸时，使芯包的至少2/3处于含浸液面以下，含浸时间为6分钟，完毕后，去溶剂；

（6）将芯包放入氧化剂中进行含浸，含浸时，使芯包的全部处于含浸液面以下，含浸方法是先将内部为常压的芯包含浸于氧化剂中2分钟，再脱离氧化剂，抽真空至真空度90千帕以下，保持2分钟，时间到后放气于常压，并通入压缩空气至压力为3atm，含浸于氧化剂中5分钟，时间到完成含浸；

（7）对含浸好的芯包进行两段式聚合：首先，低温聚合，聚合温度50±10℃，聚合时间200±10分钟；其次，高温聚合，聚合温度150±10℃，聚合时间100±10分钟；

（8）老化处理和测试分选：先向电容器的一极分别施以额定电压的0.5倍、1倍、1.2倍的电压进行老化处理，然后再向电容器的另一极分别施以额定电压的0.5倍、1倍、1.2倍的电压进行老化处理。

老化结束抽取20个进行测试，其CAP（微法）平均为3312；DF（％）平均为3.3；ESR（毫欧）/100千赫兹平均为6.3；LC（微安）/1分钟平均为153。

该对比例采用是单体与氧化剂采用的溶剂型溶剂，在含浸过程中，由于采用的溶剂表面张力小，能够渗透到化成箔的微孔中，在微孔中形成导电聚合物，微孔中的氧化膜缺陷较多，导电聚合物的存在，这些缺陷会产生较大的漏电流，并且导电聚合物的修复能力较差，故大漏电产生后，就可能出现短路，因此很难提高产品的电压。

• 对比例4

该电容器的制造方法中所用到的阳极箔、阴极箔及电解纸和规格与实施例5相同，作成电容器规格为200伏100微法，尺寸Φ16*26毫米，其具体的制造方法为：

（1）阳极化成铝箔与阴极箔之间用电解纸一起卷绕成芯包；

（2）将芯包置于300℃下进行碳化处理，除去灰份；再将芯包放在7％已二酸铵的水溶液中，施加9V电压进行15分钟修复损坏的氧化膜；

（3）将氧化剂对甲基苯磺酸铁配成40～60％的醇溶液，将步骤（2）处理后的芯包浸入上述醇溶液3～6分钟，取出芯包，置于60～70℃干燥除去醇溶液；

（4）将单体3，4乙烯二氧噻吩配成40～55％的醇溶液，将含浸氧化剂并烘干后的芯包含浸于单体的醇溶液中2～4分钟，取出芯包，置于60～70℃干燥除去醇溶液；升温至110～120℃使之产生聚合反应，形成导电高分子导电层；

（5）将芯包装上封口橡胶，放入铝壳中，施加电压老化100分钟，获得固体电解质铝电解电容器。

老化结束抽取20个进行测试，结果见表16。

表16为对比例4制得的电容器的性能测试

备注：由于对比例4中的方法耐压不足，不能测试进行老化处理，故漏电流没办法测试。

根据实施例和对比例，《一种高压固体电解质铝电解电容器的制造方法》采用常压、真空、加压多种压力环境结合的条件下将芯包浸入分散体A时，分散体A中的电解质能够更充分在箔的表面生成稳定的导电高分子层，提高电容器电性能；同时，聚合物分散体A作为固体电解质，能够有效提高高压固体电解质铝电解电容器的耐电压值；同时，采用多次重复含浸步骤，热处理后除去芯包中含浸溶剂，有利于下次对含浸液的吸收，可以获得更低ESR的高压固体电解质铝电解电容器，提高引出率，降低损耗同时可以提高产品的一致性；特别是（真空含浸 低温干燥）→（加压含浸 低温干燥）→（常压含浸 低温干燥 高温干燥）的循环含浸过程，更有利于下次对含浸液中导电聚合物的吸收，可以获得更低ESR，使芯包浸得更透更充分，获得稳定的导电高分子层。

制造电容器时采用真空状态含浸，其主要作用是将电解纸中、箔的表面以及箔微孔中的气体抽去，为分散体A的吸附腾出了空间，可以吸附更多的分散体A。若箔表面若有气泡，则会阻止分散体A的吸附，影响干燥后分散体A在箔表面形成膜的完整性，进而影响产品的性能。同时真空可以带走分散体A中的气泡，提高了分散体A的渗透效果。

而真空含浸后进入常压状态，主要是借助气体的压力，将浸在分散体A的芯包在一个大气压的条件下进一步的渗透，加压的原理是一样的，就是相对于真空有更大的压力差，使浸在分散体A中的芯包含浸得更加透彻，吸附更多的分散体A。

真空、常压和加压三种不同压力状态的结合可以在不同状态下有不同的压力，一步步加大压力，使芯包浸得更透更充分。

对于大尺寸如Φ16*26的电容器，由于芯包较大，分散体A经过的路径更长，更不宜渗透，单是真空和常压结合或者加压和常压结合很难实现芯包含浸效果，对其性能也造成一定的影响。

实施例11、实施例12与实施例13是在导电聚合物电解质中增加了导电能力更强的碳材料，来增加导电聚合物的导电性能。固体电解质的导电性能增强后，会直接降低产品的串联等效电阻（ESR），同时产品的损耗也会稍有降低。不同的加入方式会对产品有微小的差别，比如浓度，含浸的次序产品会有微小的差别，这些可能通过多次试验来完成优化。从实施例5中可以看出，因为没有碳材料增加导电性能，故没加导电碳材料的相比其串联等效电阻会增大，损耗也会有稍微的增加。

为了能够更好的实现固体电解质铝电解电容器的最佳性能，《一种高压固体电解质铝电解电容器的制造方法》还进行了工艺优化改进，以下结合正交优化实验进行说明。所述正交优化实验为7因素三水平，进行18次实验，老化结束后分别抽取20个进行测试，测试结果为其平均值，具体情况见表17。

表17为正交优化实验的因素及水平和性能测试

这个正交试验不是完整意义上所有的条件的正交，只是选了7个影响因素比较大的做了个研究，实际生产工艺会由这个规律性的结果，与实际的生产以及生产效率结合起来，做一个性能与效率的综合，确定生产的工艺。

从这个正交试验来看：真空度不是越高越好，太低可能会导致芯包中的气体排不干净，会导致分散体A吸附不能完善；真空度太高，会造成分散体A中的水分散失，造成粘度增大，也会影响到实际的含浸效果。真空含浸时间在含浸中也有同产的问题，时间太短，含浸不充分，增长时间能够提高含浸效时，但超过一定的时间，提高的效果不明显，同时也会因时间太长，造成分散体A粘度大，造成下一个周期含浸不效果。

加压含浸的压力，对含浸效果在明显改善，加压含浸时间增长，含浸的效时也会改善。但可以实施的范围内，考虑到安全性，没有再增大压力。

低温干燥的目的，是让分散体中的水份慢慢排出芯包，温度过高至水沸腾的状态，会影响分散体在箔表面的聚合物膜的形成，温度过低会影响排出速度。时间增加会改善水份排出的效果，但时间太长不会明显增加效果并致使生产效率降低。高温干燥目的是进一步除去芯包中的水份，温度选择受高备的限制，高温干燥时间也要选择合适的时间，太长没有效果，同时会对产品作一些伤害。

因为分散体的固含量较低，选用多次含浸的方式，增加聚合物存有量，从试验结果来看，增加到一定的次数后，性能提高效果就不明显。实验例中只是针对现在分散体的固含量进行的试验，固含量的变化，含浸次数会作变化。固含量越高，含浸次数可相应的减少。

本发明提供低压汞灯及其制造方法，能够将发光管内的汞合金稳定地固定于规定的位置，从而较高地维持紫外线强度。本发明的低压汞灯的制造方法包括汞合金的固定方法，在所述汞合金的固定方法中，将具有金属制按压件的电极固定件插入发光管内，将所述金属制按压件定位于在所述发光管的内表面上形成的凹部附近，对所述发光管的端部进行夹紧密封，经由排气管将汞合金封入所述发光管内，对所述发光管进行排气，将所述汞合金相对于所述金属制按压件和形成于所述发光管的凹部进行加热熔接而固定于该发光管的凹部。2100433B