液体铝电容（5）——阳极箔的腐蚀

阳极箔的腐蚀主要包括以下工序：

预处理：铝是一种活泼的金属，在空气中会迅速氧化，并在其表面形成一层氧化膜，并且在铝箔生产过程中，表面往往会残留油污。氧化膜及油污的存在都会对后续的腐蚀效果产生影响，因此，在进行腐蚀处理之前，必须对铝箔表面的油污和氧化层进行清理。Al₂O₃可以与酸碱发生反应，所以在清洗时可以采用酸洗或碱洗的方法来去除氧化层，但酸对铝箔表面油污的清理效果并不理想。因此，通常会采用碱洗方法来处理铝箔表面。

发孔：发孔是在铝箔上形成腐蚀孔点的过程。发孔的效果与腐蚀液的成分、电流密度、腐蚀温度和时间密切相关。早期的腐蚀液主要采用NaCl，其中的Cl-虽然能够对铝箔进行快速腐蚀，但由于酸度不够，随着反应的进行，Al（OH）3的生成量会不断增加，导致孔道被堵塞，使蚀孔过早死亡，扩面效果不佳。为了解决这一问题，盐酸-铬酸体系的腐蚀液被采用。该体系可以提供足够多的H+，同时，铬酸也可以充当缓蚀剂的作用，利用其自身的氧化性，在铝箔表面覆盖一层氧化膜，提高蚀孔的密度和均匀性，从而提升铝箔的比容。但是，铬具有强致癌性，属于有毒重金属物质，对环境的污染较大。因此，现代工业生产中大多采用盐酸-硫酸或盐酸-硫酸-硝酸的腐蚀液体系。这种体系不仅能提供酸性环境和侵蚀性离子，同时，溶液中的硫酸根离子和硝酸根离子还能吸附在铝箔表面，抑制铝箔的过度腐蚀，提高发孔的均匀性。但需要注意的是，适量的硫酸根离子虽然可以减缓铝箔的腐蚀，但如果硫酸含量过高，会导致铝箔迅速变薄、穿孔甚至溶解，反而对发孔效果产生不利影响。图1给出了硫酸根离子对发孔效果的影响。 

图1 硫酸根离子对发孔的影响

电流密度在一定范围内可以提升铝箔的比容，因为电流密度的增加能够提高孔的密度和生长速度。但是当电流密度过大时，蚀孔中的铝离子会迅速饱和，蚀孔底会迅速钝化，停止生长。多余的电流会继续发孔，导致孔密度增加，从而使铝箔表面腐蚀严重，比容下降。图2给出了电流密度对发孔效果的影响。

图2 电流密度对发孔的影响

温度对Cl-的活性有重要影响。温度越高，Cl-的活性越高，就越容易对铝箔进行腐蚀。所以随着温度的升高，铝箔的比容会有所提高，但是温度过高，Cl-活性过强也会导致铝箔过渡腐蚀，从而导致铝箔比容下降。图3给出了温度对发孔效果的影响。

图3 温度对发孔的影响         

腐蚀时间也是一样的原理，腐蚀时间过短会导致铝箔腐蚀不均匀，而腐蚀时间过长则可能出现铝箔脱落，影响铝箔的强度。

扩孔：经过发孔处理后，铝箔表面形成了许多腐蚀孔，但这些孔的深度较浅，孔径也较小。如果直接进行化成处理，可能会导致孔道堵塞，大大降低铝箔的比容。因此，需要进行扩孔处理。由于Cl-容易引发铝箔的腐蚀，在电解电容产品中应尽量避免氯离子的残留，否则会对电容的寿命产生影响。因此，在扩孔时应选用硝酸体系的腐蚀液。扩孔的效果与温度、时间和电流密度密切相关。

温度主要影响化学反应速率和离子的扩散系数。温度较低时，反应速率较慢，生成的铝离子盐过早饱和，使蚀孔停止生长。蚀孔生长时间短，形成的蚀孔孔径较小，高压化成后蚀孔堵塞的概率大，容易造成铝箔比容下降。温度过高则会使蚀孔的生长时间过长，孔径过大，并孔现象加剧，同时化学腐蚀随温度升高而加剧，进一步提高了并孔的概率，会使得铝箔的比表面积和折弯强度下降。

在时间和温度保持恒定时，扩孔时间的增加不会增加蚀孔的长度，但随着扩孔时间的延长，侧壁铝的溶解会逐渐加剧，使铝箔比容增加。但如果扩孔时间过长，会导致腐蚀膜表面蚀孔剥离严重，并造成并孔现象，导致比容下降。

电流密度的大小决定了Al3+的扩散速率。在一定范围内，电流密度越大，蚀孔生长越充分。但受离子扩散速率的限制，过大的电流密度会都使得在蚀孔内溶出的Al3+会迅速饱和，多余的电流会使铝箔表面进一步腐蚀，导致并孔，降低铝箔比容。

扩孔后的铝箔还需经过后处理，对腐蚀箔进行清洗并干燥。腐蚀工艺如图4所示（参考自NCC《铝电解电容器铝电极箔的表面处理技术》）。 

图4 铝箔腐蚀工艺流程图