AT202239B - Elektrolytkondensator - Google Patents

Description

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  Elektrolytkondensator 
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektro- lytkondensator mit einer mit einer dielektrischen
Oxydschicht versehenen Tantal-oder Niobium- anode, einem Elektrolyten und einer Kathode. 



   Zwischen der. Kathode und dem Elektrolyten ergibt sich im Betrieb eine   Übergangsimpedanz,   welche die Güte des Kondensators nachteilig be- einflusst, wenn der   Übergangswi l. 1Stand   hoch und die Üibergangskapazität niedrig ist. Dies führt nicht nur zu einem hohen Reihenwiderstand, son- dern auch zu einer Verringerung der Kapazität und einer starken Frequenzabhängigkeit des Kon- densators. 



   Diese Erscheinung tritt insbesondere bei   Elek-   trolytkondensatoren   gernjger   Abmessungen auf, die mit einer Anode aus Tantal oder Niobium versehen sind. Bei diesen Bauarten, bei denen die   Anodenoberfäche   zum Erzielen einer hohen Kapazität vielfach durch besondere Massnahmen bei der Herstellung vergrössert wird, weist die Kathode, die als Gefäss für den Elektrolyten ausgebildet sein kann, eine verhältnismässig geringe Ober-   fläche   auf, was das Auftreten einer störenden Kathodenimpedanz zur Folge hat. 



   Es wurden bereits verschiedenartige   Vorschläge   gemacht, um diesem Nachteil zu begegnen. Es ist beispielsweise bereits bekannt, eine Verbesserung dadurch zu erzielen, dass die Oberfläche der Kathode durch Atzen vergrössert wird. Das Ätzen der Materialien, die bai Elektrolytkondensatoren mit einer   1ìantal- oder Niobiumanode   für die Kathode Verwendung finden, beispielsweise Silber oder   Nickel, ergibt jedoch im allgemeinen keine genügende Oberflächenvergrösserung. Weiter hat man   versucht, das Auftreten einer   störenden   Kathoden- impedanz dadurch zu verringern, dass die Katho- denoberfläche mit Metallen oder nicht-metallischen
Stoffen, wie-beispielsweise Kohlenstoff oder Silizium, überzogen wurde.

   Mit   lesem   Verfahren wurden jedoch keine besonders guten Ergebnisse erzielt. Schliesslich wurde noch vorgeschlagen, die Kathode mit Lackschichten zu überziehen, die feinverteilte leitende Stoffe, wie beispielsweise Metalle, Oxyde oder Sulphide, enthalten. Solche Lackschichten weisen jedoch einen verhältnis-   mässig   hohen Widerstand auf und verursachen 
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 lösbare Verbindung dieses Metalles mit dem in
Elektrolyten enthaltenen Anion   : 1 umgewandelt   ist. 



   Es kann bei der Anwendung einer Lösung eines   Halogenides, beispielsweise Lid oder KJ,   als Elek- trolyt eine Silberkathode oberflächlich in AgCl oder AgJ und'bei der Anwendung vines Phosphor- säure-Elektrolyten eine Kathode aus Silber oder Nickel oberflächlich in Phosphat umgewandelt werden. Im allgemeinen genügen Kathodenüberzüge mit einer Dicke von einigen Zehn Mikron für die angestrebte Verbesserung. Die Anwendung dickerer Schichten führt zu einer unnötigen Erhöhung des Übergangswiderstandes an der Kathode und somit des Reihenwiderstandes des Kondensators. 



   Die Kathode kann durch chemische oder elektrolytische Behandlung mit der verlangten Schicht versehen werden. Es kann beispielsweise eine Silberkathode durch Reaktion mit einer   Jodlösung   mit AgJ überzogen werden. Das Phosphatieren der Kathode kann elektrolytisch   durchgeführt   werden, indem das Metall als Anode in eine Phosphor-   säurelösung'gebracht   wird. 



   Der   Kathodenilberzug   gemäss der Erfindung weist den Vorteil auf, dass die Schichten sehr gut haften und bei geringer Dicke eine erhebliche Verbesserung der Eigenschaften des Kondensators ergeben, wie nachstehend an Hand einiger Beispiele   gelz6gt wird.   



   B e i s p i e l 1: Ein Elektrolytkondensator enthält eine Sillberkathode, eine Tantalanode und einen Elektrolyten. Die Kathode besteht aus einem   Silberröhrchen   mit einem Durchmesser von 3, 5 mm und einer Länge von 6, 5 mm und die Anode aus einem Stäbchen aus porös gesintertem Tantalpulver mit einem Durchmesser von   1, 5mm   und einer   Länge   von   5mm,   das elektrolytisch bis 
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5 VElektrolyt findet eine angenähert gesättigte KJLösung Verwendung. 



   Ein auf diese Weise hergestellter Elektrolytkondensatox besitzt bei 50 Hz einen Reihenwiderstand von 13 Q und eine Reihenkapazität von 15  F, die bei 5000 Hz auf   2, 3 Q bzw. 10 F abfallen.   
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Cwird die Kathodenoberfläche in AgJ umgesetzt. Ein Kondensator, der mit diesem Kathodenrohrchen versehen und im übrigen auf gleiche Weise aufgebaut ist, besitzt bei   50 Hz   einen Reihenwiderstand von 6, 5 Q und eine Reihenkapazität von   18 iF,   die bei 5000 Hz auf   1, 6 Q   bzw. 



    14 go   abfallen. 
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 Erfindung ergibt sich also ein Kondensator mit niedrigerer Frequenzabhängigkeit und niedrigerem Reihenwiderstand. 



     Beispiel 2 : Zwei Nickelplatten   von je 7 cm2 werden zwei Stunden lang mit einer Stromdichte 
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 ten und zwischen zwei nicht-phosphatierten Platten in einem 50%-Phosphorsäureelektrolyten bei einer Wechselspannung von etwa   100mV gemes-   sen. Infolge der hohen   Leitfähigkeit   des Phosphorsäure-Elektrolyten ist die Anordnung der Platten in bezug aufeinander und ihr Abstand voneinander von geringer Bedeutung für das Ergebnis der 
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 der Platten parallel zueinander oder in einer Ebene miteinander keine merklichen Unterschiede. 



   Auf diese Weise wurde der doppelte Wert der Impedanz, der sich an den Nickelplatten im Phosphorsäure-Elektrolyten ergibt, gemessen. Die phosphatierten Platten weisen bei einer Frequenz von 50 Hz bzw. 1000 Hz eine Kapazität von 210   p, F bzw. 150 . F   und einen Widerstand von   4, 5 Q   bzw. 1   S auf,   während bei den nichtbehandelten Platten die Kapazität 70  F bzw. 



  40   pF   und der Widerstand 21 Q bzw. 1 Q beträgt. Hieraus geht hervor, dass durch die Phosphatierung die Kapazität erhöht, der Widerstand herabgesetzt und die Frequenzabhängigkeit verringert wird. Folglich wird bei der Anwendung phosphatierten Nickels als Kathode in einem   ElektroIvtkondensator   der störende Einfluss der Kathodenimpedanz erheblich verringert. 



   PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrolytkondensator mit einer mit einer dielektrischen Oxydschicht versehenen Tantaloder Niobiumanode, einem Elektrolyten und einer Kathode, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall der Kathode oberflächlich in eine im Elektrolyten nicht-lösliche Verbindung dieses Metalles mit dem im Elektrolyten enthaltenen Anion 
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Claims (1)

1. 2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der aus Silber EMI2.6