AT141625B - Elektrolyt, insbesondere für Elektrolytkondensatoren. - Google Patents

Description

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  Elektrolyt, insbesondere für Elektrolytkondensatoren. 



   Man hat bereits verschiedene Stoffe und Stoffgemische als Elektrolyte für Elektrolytkondensatoren in Vorschlag gebracht, beispielsweise Zitronensäure, Borsäure, Pikrinsäure und deren Salze. Im allge- meinen hat man dabei Ammonsalze als Zusätze benutzt. Es hat sich nun ergeben, dass die bisher vorge- schlagenen Elektrolyte mehr oder weniger grosse Mängel bei ihrer praktischen Verwendung aufweisen. 



   Dies gilt insbesondere für solche Elektrolyte, die Ammoniumverbindungen enthalten, welche nämlich im Betrieb eine starke Änderung des   p-Wertes verursachen.   



   Solche überaus unerwünschte Änderungen des   plI-Wertes   können z. B. dadurch auftreten, dass im Laufe der Zeit Wasser aus dem Elektrolyten verdampft. Weiterhin kann auch bei den bekannten
Elektrolyten eine teilweise Elektrolyse stattfinden, und dadurch können sich an der Anode saure und an der Kathode basische Stoffe bilden. Während des normalen Betriebes des Kondensators, bei dem sehr kleinen Reststrom, fallen diese Produkte der Elektrolyse kaum ins Gewicht. Beim Formierungs- vorgang jedoch und ebenso dann, wenn der Kondensator längere Zeit in Ruhe war, fliesst ein beträcht- licher Strom, und die sauren bzw. alkalischen Produkte der Elektrolyse haben dann einen merklichen korrodierenden Einfluss auf die Elektrodenmetalle. 



   Die Erfindung geht nun von der Erwägung aus, dass ein möglichstes Konstanthalten des plI-Wertes von grösster Bedeutung ist. Die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen haben ergeben, dass man diese Aufgabe dadurch lösen kann, dass man auf die molaren Konzentrationen der einzelnen Komponenten der zur Bildung des Elektrolyten benutzten Stoffe achtet. Gemäss der Erfindung wird als Elektrolyt für   Ele1. -trolytkondensatoren   ein   Puffergemisch   verwendet mit einer solchen Konzentration, in der es   einMaximum derPufferungzeigt. AbweiehungenvonbiszuhöchstenslO% vondiesemMaximum   sind zulässig.

   Für die Bestimmung der molaren Konzentration der einzelnen Komponente des Puffergemisches, die auf wasserfreie Stoffe bezogen wird, gilt im allgemeinen die Regel, dass das Maximum der Pufferung dann erreicht wird, wenn ein solcher   PlI-Wert   eingestellt wird, bei dem die Säure zur Hälfte neutralisiert ist. 



   Für die Durchführung der Erfindung haben sich die folgenden Gemische als zweckmässig erwiesen : Borsäure und Natriumborat im Molverhältnis von 1 : 1, bezogen auf Borsäure und Natronlauge. Weiterhin kommt in Betracht ein Gemisch von primärem Kaliumphosphat und sekundärem Natriumphosphat im molaren Verhältnis von   l : l,   bezogen auf wasserfreie Salze. Ausserdem ist ein Gemisch von Borsäure mit ihren Alkalisalzen geeignet, ebenfalls in dem oben angegebenen Molverhältnis. Ferner kommen in Frage : Gemische von Monophosphat und Diphosphat sowie von Zitronensäure und Natriumbiphosphat und von Weinsäure mit Natriumtartrat. In allen Fällen ist für das Maximum der Pufferung das obenerwähnte Molkonzentrationsverhältnis, bezogen auf wasserfreie Salze, zu beachten. 



   Es liegt auf der Hand, dass der pH-Wert der einzelnen Gemische an sich unterschiedliche Werte hat, die aber bei dem Betrieb des Kondensators praktisch konstant bleiben. So ergibt beispielsweise ein Gemisch von primärem Kaliumphosphat und sekundärem Natriumphosphat, das eine gute Pufferung zeigt,   plI-Werte   zwischen 6'5 und   7'4. Für   das Gemisch von Borsäure und Natriumborat liegt der   pH-   Wert weiter nach der alkalischen Seite hin. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass als Puffergemisch für die Durchführung der Erfindung meist solche Gemische in Betracht kommen, die schwache Säuren und ihre Alkalisalze enthalten. 

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   Diese   Puffergemische   haben nun die Eigenschaft, ihren   PlI-Wert   sehr zähe beizubehalten. Besonders bei Zugabe oder Wegnahme von Wasser, also ein Fall, wie er im Betrieb des Elektrolytkondensators, wie oben geschildert, leicht vorkommen kann, ändern diese   Puf : rergemische   ihren PR-Wert so   gut wie   gar nicht. Aber auch bei Zugabe von gewissen Mengen Säure oder Lauge tritt nur eine kleine Änderung des   Pli-Wertes auf. Solche Puffergemische   zeigen also ein völlig anderes Verhalten als Salze schwacher Basen mit schwachen Säuren, z. B.   Ammoniumborat,   die durch eine äusserst schlechte Pufferung gekennzeichnet sind. 



   Zur näheren Erläuterung der Erfindung sei als Ausführungsbeispiel die Verwendung eines Gemisches von   Vis   molarem, primärem Kaliumphosphat KH2PO4 (9'078 g im Liter) mit   y molarem, sekun-   därem Natriumphosphat   NaJIPO.   2H20   (11'88   g im Liter) betrachtet. 
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   <SEP> 6#0 <SEP> # <SEP> # <SEP> - <SEP> 4#0 <SEP> # <SEP> # <SEP> .......... <SEP> # <SEP> 6#64
<tb> 6. <SEP> 5#0 <SEP> # <SEP> # <SEP> - <SEP> 5#0 <SEP> # <SEP> # <SEP> .......... <SEP> # <SEP> 6#81
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<tb> 9. <SEP> 2#0 <SEP> # <SEP> # <SEP> - <SEP> 8#0 <SEP> # <SEP> # <SEP> .......... <SEP> # <SEP> 7#38
<tb> 10. <SEP> 1-0..,.-9"0...,............ <SEP> 7'73
<tb> 11. <SEP> 0#5 <SEP> # <SEP> # <SEP> - <SEP> 9#5 <SEP> # <SEP> # <SEP> ..........

   <SEP> # <SEP> 8#04
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Trägt man die vorstehend erwähnten   Konzentrationsverhältnisse   als Abszissen und die pH-Werte als Ordinaten auf, so erhält man die auf der Zeichnung dargestellte Kurve K als Verbindungslinie der Punkte P1-P11. Die Punkte P1-P11 entsprechen jeweils denjenigen   Konzentrationsverhältnissen   der obigen Tabelle, die mit der gleichen Zahl bezeichnet sind. 



   Definiert man nun die Pufferung P durch die   Beziehung   
 EMI2.3 
 worin Cl und   C2   die molaren, in Prozenten ausgedrückten Konzentrationen der beiden Komponenten 
 EMI2.4 
 beträgt, das Maximum der Pufferung vorhanden ist. Die im Sinne der Erfindung zulässigen Abweichungen von etwa 10% von diesem Maximalwert werden durch die Linien L1 und L2 der Zeichnung angedeutet. 



  Es ist ersichtlich, dass die untere Grenze Li für das günstigste Konzentrationsverhältnis zwischen den 
 EMI2.5 
 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrolyt für Elektrolytkondensatoren, dadurch gekennzeichnet, dass ein Puffergemisch verwendet wird in einer solchen Konzentration, in der es ein Maximum der Pufferung zeigt.

Claims (1)

1. 2. Elektrolyt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gemisch von Borsäure und Natriumborat.

   3. Elektrolyt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gemisch von primärem Kaliumphosphat und sekundärem Natriumphosphat.

   4. Elektrolyt nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch eine Mischung von Borsäure mit ihren Alkalisalzen.

   5. Elektrolyt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gemisch von Monophosphat und Diphosphat. EMI2.6 biphosphat.

   7. Elektrolyt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gemisch von Weinsäure und Natrium- tartrat.