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Elektrolytkondensator
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektrolytkondensator.
Die Anwendung von pastenartigen und gelförmigen Elektrolyten in Elektrolytkondensatoren ist be- kannt. Zu diesem Zweck wurden den üblichen Elektrolyten verschiedene Stoffe, z. B. organische Binde- mittel, wie Stärke, und auch anorganische Stoffe, wie Bentonit oder Kieselsäure, zugesetzt, mit denen
Suspensionen mit hinreichender Festigkeit erzielt werden können. Die Anwendung solcher sogenannten festen Elektrolyte kann insbesondere von Bedeutung sein, wenn Schwierigkeiten bei der Abdichtung des Kondensators auftreten.
Im allgemeinen wird der Widerstand solcher fester Elektrolyte in proportionalem Verhältnis zum Gehalt an zugesetztem Stoff stark erhöht. Es hat sich aber ergeben, dass Zinnoxyd-Suspensionen in Elektrolyten, die zur Verwendung in Elektrolytkondensatoren mit einer mit einer dielektrischen Oxydschicht versehenen Elektrode aus Tantal oder Niob in Frage kommen, diesen Nachteil in beträchtlich geringerem Masse aufweisen.
Möglicherweise hängt diese Erscheinung zusammen mit dem Auftreten einer geringen Leitfähigkeit an der Oberfläche der Zinnoxydteilchen. Man kann diese entstanden denken durch die Bildung einer elektrischen Doppelschicht infolge einer Reaktion des Zinnoxyds mit dem Elektrolyten, die offensichtlich auf die Oberfläche der Zinnoxydteilchen beschränkt ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektrolytkondensator mit wenigstens einer mit einer dielektrischen Oxydschicht versehenen Elektrode aus Tantal oder Niob und einem Elektrolyten, und sie weist das Kennzeichen auf, dass der Elektrolyt Zinnoxyd in suspendierter Form enthält.
Um den spezifischen Widerstand des Elektrolyten niedrig zu halten, Ist es vorteilhaft, den Zinnoxydgehalt möglichst niedrig zu wählen. Es ist aber notwendig, dass die Suspension homoger ist und eine hinreichende Starrheit hat. Daher wird vorzugsweise eine Suspension benutzt, die aus Zinnoxydteilchen mit einem'grossen Schüttvolumen, z. B. in der Grössenordnung von 1 cm* pro Gramm, hergestellt ist. Ausserdem wird eine Suspension im ausgeflockte Zustand verwendet.
Eine geflockte Suspension ist eine Suspension, von der das Gesamtvolumen von Dispersionsmittel und dispergiertem Stoff kleiner ist als das Sedimentvolumen. Unter Sedimentvolumen versteht man das Vo- lumen, das die dispergierten Teilchen einnehmen, nachdem sie sich völlig aus einer verdünnter Suspen- sion abgesetzt haben. Eine geflockte Suspension lässt sich dadurch herstellen, dass man die Suspension absitzen lässt und darauf noch etwas einengt, z. B. durch Verdunsten von Dispersionsmittel. Auch kann man eine geflockte Suspension herstellen, indem man bei der Herstellung ein Untermass an Dispersionsmittel verwendet.
Eine geflockte Suspension besitzt eine grössere Stabilität und eine grössere Festigkeit und ist gekennzeichnet durch eine ausgeprägte Fliessgrenze, d. h. grosse Drücke erzeugen nur eine kleine Deformation der geflockten Suspension.
Der Nachteil eines etwaigen Austrocknens des festen Elektrolyten, wodurch sich der Widerstand etwas erhöhen würde, kann in hohem Masse durch eine solche Wahl der Konzentration des Elektrolyten vermieden werden, dass dieser infolge seines hygroskopischen Charakters unter den normalerweise herrschenden Verhältnissen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit durchschnittlich den gleichen Wassergehalt behält. Dies ist z. B. Fall bei Anwendung eines Elektrolyten aus etwa 24 n Phosphorsäure oder etwa 8 n Schwefelsäure.
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10- Zur Herstellung eines Elektrolyten nach der Erfindung wird z. B. von Zinnoxyd ausgegangen, dessen Teilchengrösse zwischen 0, 2 und 1 Mikron liegt und das ein Schüttvolumen von 1, 5 cm3 pro Gramm hat.
2 g dieses Zinnoxyds werden z. B. in 1 cms 24 n-Phosphorsäure suspendiert.
Auch kann ein Elektrolyt durch Suspendieren von 2 g des angegebenen Zinnoxyds in 0,9 cm3 einer zu etwa 7 5 gesättigten KJ-Lösung erzielt werden.
Ein Elektrolytkondensator enthält z. B. eine Anode, die aus einem porös gesinterten Tantalkörper mit einem Durchmesser von 1, 5 mm und einer Länge von 5 mm besteht, die zentriert in einer zylindrischen Kathode mit einem Innendurchmesser von 10 mm angeordnet ist, welche aus Platin besteht und auf der Innenseite mit einer dünnen Schicht Platinschwarz mit einer Stärke von etwa 1 Mikron bedeckt ist.
Die Anode ist bis zu einer Spannung von 8V in einem 24n-Phosphorsäure-Elektrolyten elektrolytisch oxydiert. In nachfolgender Tabelle sind der Reihenwiderstand und die Kapazität, bei Frequenzen von 50 und 5000 Hz gemessen, dieses Kondensators verzeichnet, u. zw. mit folgenden Elektrolyten :
1. 24n Phosphorsäure bzw. die beschriebene Zinnoxydsuspension in Phosphorsäure ;
2. eine zu 7to gesättigte KJ-Lösung bzw. die beschriebene Zinnoxydsuspension in der KJ-Lösung.
EMI2.1
<tb>
<tb>
Nr. <SEP> elektrolyt <SEP> R50 <SEP> in <SEP> # <SEP> C50 <SEP> in <SEP> F <SEP> R5000 <SEP> in <SEP> # <SEP> C5000 <SEP> in <SEP> F
<tb> 1 <SEP> 24n <SEP> Phosphorsäure <SEP> 6 <SEP> 23 <SEP> 3 <SEP> 18
<tb> Sn02 <SEP> Suspension
<tb> in <SEP> Phosphorsäure <SEP> 7 <SEP> 23 <SEP> 4 <SEP> 17 <SEP>
<tb> 2 <SEP> KJ-Lösung <SEP> 3 <SEP> 20, <SEP> 5 <SEP> 2 <SEP> 20
<tb> SnO <SEP> Suspension
<tb> in <SEP> KJ <SEP> 3,5 <SEP> 19, <SEP> 4. <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 19, <SEP> 4 <SEP>
<tb>
PATENTANSPRÜCHE : - 1. Elektrolytkondensator mit wenigstens einer mit einer dielektrischen Oxydschicht versehenen Elektrode aus Tantal oder Niob und einem Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt Zinnoxyd in suspendierter Form enthält.