復(fù)雜形貌電極增容機制研究.pdf

1、具有復(fù)雜形貌特點的電極材料通常具有重要的應(yīng)用價值，研究這類電極的功能特性及其性能提高的物理化學(xué)機制是一項重要研究課題。本文就具有復(fù)雜形貌的鋁電解電容器用鋁電極材料進行了研究，首先闡述了鋁電極箔比電容提高的各種方法，包括電化學(xué)腐蝕擴面法與高介電復(fù)合膜制備方法；然后對各種增容手段的物理機制進行了分析與探討。
　　提高具有復(fù)雜形貌的鋁電極材料的比電容是實現(xiàn)電容器高容量化以及小型化的關(guān)鍵，已有鋁電極制造工藝使鋁電極箔的性能獲得了很大提升。

2、研究各種工藝的增容機制有望進一步推進高比容電極箔的研究，促進國內(nèi)電容器行業(yè)的發(fā)展。為了展開對增容機制的研究，文中建立了針對鋁電極箔的增容機制模型，對鋁電極有效面積S與表面氧化膜介電層的形成常數(shù)K做實驗計算，并作為鋁電極箔增容機制的參數(shù)，以此來解釋各種增容手段的機理問題。為了能有效獲取S與K的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，文中建立了具有針對性的實驗方法―界面電化學(xué)計量方法，其中包括表面質(zhì)量方法與界面電量方法，從而完成了對有效面積S與形成常數(shù)K的統(tǒng)計。文中還引

3、入了計算機微區(qū)數(shù)字圖像統(tǒng)計方法，使用Matlab的圖形處理命令實現(xiàn)了SEM灰度圖像的三維重構(gòu)，并采用微元累加的統(tǒng)計方法實現(xiàn)有效面積的運算，據(jù)此與電化學(xué)計量法中特定電壓下的面積 S數(shù)據(jù)進行擬合，從而獲得了驗證有效面積S的計算機輔助方法。
　　在驗證基于 S與 K的增容模型的有效性與電化學(xué)計量實驗方法可靠性的基礎(chǔ)上，首先分析了“堿式法”與“酸式法”兩種不同腐蝕箔片的增容機制問題，通過實驗數(shù)據(jù)我們解釋了“堿式法”比容實現(xiàn)較大提升的現(xiàn)象。

4、文中還對一系列高介復(fù)合膜技術(shù)進行了研究，如Al/Ti、Al/Si、Al/Nb以及溶膠-凝膠法等；總結(jié)了各種方法的比容提升工作曲線；并使用增容機制模型分析方法對這些復(fù)合工藝展開了實驗，從而對高介復(fù)合技術(shù)的物理機制進行了初步研究。
　　本文還介紹了復(fù)雜形貌鋁電極的電化學(xué)阻抗譜測試技術(shù)，通過對不同賦能電壓階段氧化膜的阻抗譜測試分析，發(fā)現(xiàn)賦能35伏電壓以上時阻抗等效電路模型的轉(zhuǎn)變，結(jié)合相應(yīng)等效電路的理論模型從而驗證了文中 S-V曲線的斜率