CH215004A - Verfahren zur Vergrösserung der wirksamen Oberfläche von aluminiumelektroden für elektrische Kondensatoren und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Vergrösserung der wirksamen     Oberfläche    von Aluminiumelektroden für  elektrische Kondensatoren und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.    Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver  fahren zur Vergrösserung der wirksamen  Oberfläche von Aluminiumelektroden für  elektrolytische Kondensatoren auf chemi  schem Wege. Hierunter kann sowohl das üb  liche chemische Beizen wie auch das Beizen  auf elektrochemischem Wege verstanden  werden.  



  Es ist schon bekannt, eine erhebliche  Vergrösserung der wirksamen Oberfläche von  Aluminiumelektroden dadurch zu erhalten,  dass sie z. B. in Salzsäure gebeizt werden.  Die dabei benutzte Temperatur war im all  gemeinen 20 bis 25   C, während auch höhere  Temperaturen des     Beizbades    vorgeschrieben  sind. Auf Grund der allgemeinen chemischen  Erkenntnisse, dass die Reaktionsgeschwindig  keit mit einer Erhöhung der Temperatur er  heblich vergrössert wird, war man zu der  Schlussfolgerung gekommen, dass zur Erzie  lung einer genügend schnellen     Beizwirkung     die     Temperatur    des     Beizbades    so hoch wie  möglich gewählt werden     müsste.       In der britischen Patentschrift Nr. 448163  z.

   B. ist vorgeschlagen worden, die Tempera  tur der     Beizlösung    im Kochpunkt, das ist  etwa 100   C, zu halten. Es hat sich aber ge  zeigt,     da.ss    eine wesentliche Vergrösserung der  wirksamen Oberfläche auf diese Weise nicht  als regelmässig auftretendes Ergebnis erzielt  werden kann. Mit den üblichen     Beizmethoden     liess sich eine vier- bis achtfache Kapazität  in bezug auf eine glatte Oberfläche regel  mässig in der Massenherstellung erzielen. Das  Erreichen grösserer Oberflächenvergrösserun  gen in der Massenherstellung stiess auf grosse  Schwierigkeiten.  



  Auf Grund von     Untersuchungen    wurde  nun festgestellt, dass dagegen bei Benutzung  einer niedrigeren Temperatur die Zeitdauer  des     Beizverfahrens    zwar grösser ist, aber bei  dieser niedrigen Temperatur überraschender  weise eine erheblich grössere wirksame Ober  fläche erhalten wird.  



  Selbst wenn verhältnismässig kaltes Lei  tungswasser zur Kühlung des     Beizbades    zur      Verfügung steht, zeigt es sich, dass die da  durch erzielte Kühlwirkung zur Erzielung  dieser erheblich grösseren Wirkung nicht aus  reicht.  



  Gemäss der Erfindung wird daher die  Temperatur der für das     Beizverfahren    be  nutzten Lösung zwischen 8   C und dem Ge  frierpunkt der Lösung gewählt.  



  Der bemerkenswerte Fortschritt, der mit.  dem erfindungsgemässen Verfahren     erreielit     wird, geht deutlich aus nachfolgendem Ver  gleichsversuch hervor.  



  Aluminium mit einer Reinheit von     99,85     wurde in einem aus ungefähr 9 % Salzsäure  in destilliertem Wasser bestehenden     Beizbad     behandelt, dem ein einer Menge von 20 g  Aluminium pro Liter entsprechendes Quan  tum     Aluminiumehlorid        (AICl")    zugefügt  war. Die Temperatur des     Beizbades    wurde  auf 20   C gehalten. Aluminiumelektroden  mit einer geometrischen Oberfläche von  100 cm' wurden nun während     11/s    Stunden  gebeizt und dann bei einer Spannung von  500 Volt formiert.

   Die Kapazität der Elek  troden belief sieh dann auf 8 bis 9     A4    F, wel  che Kapazität, wie festgestellt wurde, auch  in der Massenherstellung     reproduzierbar    auf  rechterhalten werden kann. Bei längerer       Beizdauer    nahm die Kapazität nicht mehr  zu. Das     Beizbad    wurde nun gekühlt, bis die  Temperatur bei etwa 6   C lag, während die  übrigen Versuchsbedingungen dieselben blie  ben, und nur die     Beizdauer    auf 3 bis       31/s    Stunden     verlängert    wurde.

   Es wurde  nunmehr für die gleiche     Elektrodenober-          fläche    bei demselben     Formierungsverfahren     eine Kapazität von 14 bis 15     /t    F erzielt.  



  Wenn auch die erzielten     Oberfläehenver-          grösserungen    durch verschiedene Einflüsse  etwas schwanken werden, so ist es doch     mög-          lieh,    auf     reproduzierbare    Weise eine Ver  besserung des     Oberflächenvergrösserungsfa.k-          tors    zu erhalten, der<B>50%</B> erheblich über  steigt.  



  An Hand von Versuchen ist festgestellt  worden, dass die verbesserten Ergebnisse nur  auf die     Erniedrigung    der Temperatur zu  rückzuführen sind. Obwohl die Vermutung    nahe liegt, dass auch eine Konzentrationsver  ringerung der     Beizflüssigkeit    denselben Ef  fekt haben würde, ist dies in der Praxis nicht  der Fall. Die Vergrösserung der wirksamen  Oberfläche tritt nur auf, wenn die benutzte  Temperatur zu den obengenannten Werten  erniedrigt wird.  



  Die Anwendung des erfindungsgemässen  Verfahrens bringt zufolge der möglichen  Verkleinerung der     geometriselien    Abmessun  gen der Elektroden eine Erhöhung des  Serienwiderstandes in einem Kondensator mit  sich. Dies lässt sieh aber durch die richtige  Wahl des Elektrolyten und der Elektroden  aufstellung, wodurch der Stromweg durch  den Elektrolyten so klein wie möglich wird  vermeiden.  



  In der beiliegenden Zeichnung sind zwei       Ausführungsbeispiele    einer Apparatur, die  für die     "9usfiilirung    des Verfahrens gemäss  der     Erfindung    verwendbar ist, dargestellt.  



  In     Fig.    1 ist eine Apparatur mit indirek  ter Kühlung der     Beizflüssigkeit    dargestellt,  w     'ilirend     in     Fig.    ? eine schematische Apparatur  mit direkter Kühlung veranschaulicht ist.  



  In     Fig.    l befindet sich die     Beizflüssig-          keit    im Gefäss 1. das in einem zweiten Gefäss  angeordnet ist. Die Kühlung der im Ge  fäss ? befindlichen Flüssigkeit 3 erfolgt mit  tels der mit der eigentlichen     Kühleinrielitung     verbundenen Kühlschlangen 4.  



  Zur Erzielung einer regelmässigen Zirku  lation der Flüssigkeit 3 im Gefäss 2, sind       Flügelrührer    5 vorgesehen, von denen einer  die     Flüssigkeit    3 aufwärts, der andere ab  wärts bewegt.  



  In     Fig.    ? gehen die Kühlspiralen 6 direkt  durch das     Beizbad        i.    Die von der Einrich  tung 8 gelieferte Kühlflüssigkeit wird mit  tels der Pumpe 9 in Umlauf gesetzt.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren kann  gemeinsam mit bekannten -Methoden zur  Erzielung einer stark vergrösserten Ober  fläche bei Elektrolytkondensatoren ange  wendet werden. Das vorliegende Verfahren  kann angewendet werden z. B. für Alu  minium, dessen Kupfergehalt zur Verbesse-           rung    der     Beizwirkung    unter einem bestimm  ten Wert,     wie    0,05     %    liegt. Man kann auch  Aluminiumsorten mit einer die     Beizwirkung     vergrössernden sehr geringen     Kristallkorn-          grösse    verwenden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Vergrösserung der wirk samen Oberfläche von Aluminiumelektroden für elektrolytische Kondensatoren auf che mischem Wege, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden mit einer Beizlösung behan- delt werden, deren Temperatur zwischen 8 C und dem Gefrierpunkt der Lösung liegt.

   II. Vorrichtung zur Ausübung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Beizflüssigkeit mit einem Kühlmittel kühlbar ist und eine Kühl- mittel-Umlaufleitung vorgesehen ist, welche durch eine Kühlmaschine führt.