알루미늄 전처리를 이용한 전해커패시터의 정전용량 향상 방안 요구

초록

금속 알루미늄은 염소이온이 함유된 용액내에서 전기화학적으로 에칭함으로써 표면적 증대가 가능하고, 그 위에 양극 산화막을 형성시켜 높은 정전용량을 갖는 알루미늄 전해커패시터의 Anode로 사용되고 있다. 금속 알루미늄의 표면적의 확대는 에칭전에 알루미늄 표면을 전처리하는 방법과 전류밀도 등의 전기적인 변수 조절을 통하여 핏트밀도를 증가시키고 형상을 제어함으로써 가능하다. 본 연구는 전기화학적 방법에 의한 알루미늄 에칭시 H3PO4전처리가 정전용량 증가에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 본 실험에서는 110㎛두께의 4N 고순도 알루미늄(일본, Tokai)을 시편으로 사용하였고, 전처리 용액으로는 H3PO4을 이용하였으며 온도, 시간 및 농도를 변화시키면서 실험을 수행하였다. 한쪽 면이 노출된 Holder에 끼워 작업전극으로 사용하였으며, 상대전극으로는 Pt wire, 참조전극으로는 Ag/AgCl전극을 사용하였다. 전압과 전류의변화는 Potentiostat/Galvanostat 273A를 이용하여 제어하였으며, TYPE AG-4303 LCR-meter(ANDO)를 사용하여 정전용량을 측정하였다. 본 실험에서 0.3M H3PO4에서 가장 안정하고 높은 정전용량을 나타내었다. 기존 capacitor 전극제조공정에 비해 약 5%의 용량증가를 나타내었고, 절곡시험 등에서도 기준 이상의 값을 나타내었다. 이는 표면 에칭이 일어나는 H3PO4에 의해 알루미늄 표면의 oxide layer가 균일하게 되고 이로 인해 고른 pit분포를 보여 정전용량이 증가한 것으로 판단된다.