Elektrolytischer Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung. Es sind elektrolytische Kondensatoren be kanntgeworden, die als Abstandhalter und Elektrolytträger zwischen den beiden Elek troden, nämlich der Anode und Kathode, Um setzungsprodukte der Elektroden enthalten, bei Aluminiumelektroden meistens Aliuni- niumoxyd. Im wesentlichen ist bei diesen be kannten Kondensatoren nur die Anode stark oxydiert und mit zwei verschiedenartigen Oxydschichten versehen.
Die eine als Sperr schicht wirkende Oxydschicht dient hierbei als Dielektrikiun, während die andere, zu oberst liegende Oxydschicht für den elektri schen Strom in beiden Richtungen keine Sperrwirkung zeigt und als Abstandshalter und Elektrolytträger dient. Die Eigenschaf ten dieser Oxydschichten werden bekanntlich durch entsprechende Formierungselektrolyte erzeugt. Es ist aber auch schon vorgeschlagen, nicht nur die Anode, sondern die Anode und die Kathode mit mindestens einer isolierenden Oxydschicht zu versehen.
Bei der kathodi- schen Belegung handelt es sich bei gepolten Elektrolytkondensatoren immer nur um eine in beiden Stromrichtungen keine Sperrwir kung zeigende Oxydschicht. Die sogenannten ungepolten Elektrolytkondensatoren tragen auch auf der Kathode eine als Sperrschicht wirkende Oxydschicht. Die eben beschrie benen bekannten elektrolytischen Ko4densa- toren haben gegenüber den normalen elektro lytischen Kondensatoren, die einen zusätz lichen Abstandhalter aus saugfähigem Stoff zwischen den Elektroden besitzen und.
die schon eine verhältnismässig grosse Kapazität im kleinen Raum unterzubringen gestatten, den Vorteil einer weit besseren Raumausnut zung.
Der vorliegenden. Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Raumkapazität sol cher Kondensatoren, deren anodische Bele gung in bekannter Weise mit zwei verschie denartigen Isolierschichten, insbesondere be stehend aus einem Umwandlungsprodukt des Elektrodenmaterials, überzogen ist.
und deren. eine als Sperrschicht wirkende Isolierschicht als Dielektrikum und deren andere, zuoberst liegende Isolierschicht als Abstandshalter und Elektrolytträger dient, noch weiter zu stei gern, indem die kathodische Belegung mit der zuoberst liegenden Isolierschicht festhaftend verbunden ist.
Bei Kondensatoren mit Alumi niumelektroden wird sich zwischen den Me tallbelegungen im wesentlichen eine Alumi- niumoxydschicht befinden, die mit irgend einem an sich bekannten Betriebselektrolyten imprägniert wird. Vorteilhaft ist es, die Oxyd schicht nach ausreichender Trocknung mit einer höchstens 1 oder 5 Tausendstel-Millimeter dicken leitenden Schicht zum Beispiel durch Bedampfen zu versehen. Die Herstellung der zweiten, als Dielektrikum dienenden Oxyd schicht kann nach Fertigstellung des Konden sators durch Formieren erfolgen.
Anstatt des Aufdampfens, können die Beläge auf die oxy- dierte Folie auch durch Aufbrennen nach dem Dekorverfahren sowie allen andern in der Technik bekannten; Verfahren, wie Spritzen, Kaschieren: oder dergleichen, aufgebracht wer den.
Statt Aluminium können auch andere Ventilmetalle, beispielsweise Titan, 'Tantal, 1'Vlagnesilun oder dergleichen, verwendet wer den;
es ist auch möglich, die oxydierte an- odische Elektrode, welche im wesentlichen meistens als dünne Folie von zum Beispiel nicht unter 20 Tausendstel-hIillimeter vor liegt, mit einem Nichtventilmetall, insbeson dere durch Bedampfung zu überziehen, je nachdem, ob er Kondensator als sogenannter ungepolter oder gepolter elektrolytischer Kon- densator-- verwendet werden soll.
Es können auch nichtmetallische Leiter verwendet wer den., beispielsweise Kohlenstoff; der in Form von kolloiden Suspensionen, zum Beispiel Aquadag oder Ilydrokollag, aufgetragen wer den kann.
Vorteilhaft erfolgt das Überziehen der oxydierten Folie mit der leitenden Schicht in der Weise, dass die Ränder der Folie von dieser Schicht Freibleiben, also beispielsweise nicht mitbedampft werden, da an diesen Rän dern vom Schneiden der Folie Grat vorhan den sein kann, mit welchem die Bedampfung Kurzschhiss hervorrufen kann.
Weiterhin ist es zweckmässig, nach -dem Aufbringen der leitenden Schicht die Folie abzukühlen und das zu passierende Kühlbett als Rolle auszu bilden, so dass die auf einer Seite aufgebrachte leitende Schicht nicht wieder abgestossen wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft., darauf mi achten, dass einige wenige Teile der Oxyd schicht frei von der die zweite Beleging des Kondensators ,bildenden Schicht bleiben, so dass an diesen Stellen die elektrischen An schlussstücke angenietet werden können..
Das Schneiden der -oxydierten und mit der kathodischen Belegung versehenen Folie in einzelne Stücke von gewünschter Länge muss unter besonderen Vorsichtsmassnahmen erfol gen. Beim normalen Schneiden mit einer Schere entstehen nämlich über die Breite der Folie Grate, welche Kurzschluss zwischen den beiden Belegungen hervorrufen können. Die Folie wird daher zweckmässig senkrecht zur Dicke, das heisst hochkantstehend zu der ge wünschten Länge, geschnitten.
Es ergibt. sieh dann lediglich an der untern schmalen Kante über die Dicke der Folie eventuell eine Grat- bildung, welche aber aus dein gondensator- körper herausragt und daher mit der die Kathode bildenden Schicht nicht in Berüh rung kommen kann.
Von besonderem Vorteil ist es noch, bei der Herstellung eines Wickelkondensators die Folienschnittkanten durch Einlagen von Iso lierstreifen, beispielsweise Papierstreifen, zu bedecken. Der elektrische Anschluss für die anodische Belegung erfolgt zum Beispiel durch Annieten eines geeigneten Folienstreifens in die oxydierte Folie, auf welcher bei der Auf bring ang der kathodisch.en Belebung, also zum Beispiel beim Bedampfen,
zur AnbringLung des Anschlussstückes ein Streifen unbedampft bleibt. Dies erreicht man vorteilhaft dadurch, däss je nach Länge der Anodenfolie in ver schiedenen Abständen sogenannte Masken mit. der Folie mitlaufen, auf denen sich statt auf der Folie der Metalldampf niederschlägt.
In der Zeichnung sind Ausführungsbei- spiele der Erfindung dargestellt.
In Fig. 1 zeigt 1 eine aus Ventilmetall be stehende Elektrode, welche mit einer isolieren den. Schicht überzogen ist. Diese Isolierschicht selbst ist. nicht dargestellt. Mit 2 ist schraf fiert. die aufgedampfte, als kathodische Bele gung dienende leitende Schicht bezeichnet. Es ist aus der Fig.1 ohne weiteres zu er kennen, dass zur Vermeidung von Kurzschlüs sen zwischen der aufgedampften Schicht 2 und dem Rand der Folie 1 ein freier Rauin bleibt.
Mitunter ist es zweckmässig, wie eben falls in der Fig. 1 dargestellt, die aufge dampfte Schicht mit Durchbrechungen 3 zu versehen. Hierdurch wird eine leichtere Im prägnierung der Oxydschicht mit dem Elektro lyten erreicht. Die Herstellung der als Dielek- trikum dienenden Isolierschicht erfolgt durch Formieren des Kondensators.
In der Fig. 2 ist dargestellt, wie der elek trische Anschluss der kathodischen Belegung erfolgen kann. In die letzte Windung des Wickels wird auf die aufgedampfte Schicht 4, welche sich auf der mit Oxydschicht verse- henen Folie 5 befindet., eine dünne Folie 6 gelegt, deren äussere Randzone 7 in bekannter Weise zwecks Bildung des eigentlichen An s schlusses umgefaltet ist.
Es ist unter Umständen auch möglich, das elektrische Anschlussstück auf die aufge dampfte Schicht aufzulöten..
Es ist zweckmässig, in den fertigen Wickel körper, wie er in Fig. 3 gezeigt, ist, umlau fende Kontaktsicken 8 anzubringen, durch welche die Kontaktgabe zwischen der katho- disehen Belegung und den etwa eingelegten Anschlussstücken einwandfrei gewährleistet wird. Mit Vorteil werden die Kontaktsicken an jedem Ende des Wickelkörpers angebracht.
Es hat sich gezeigt, dass der vorstehend beschriebene Kondensatoraufbau in Wickel form die Unterbringung mindestens der sechs fachen Kapazität gestattet im Vergleich eines Aufbaues mit. glatter Folie und saugfähigem Material wie Papier als Abstandshalter. Ne ben dieser verhältnismässig grossen spezifi schen Raumkapazität zeigt der Kondensator noch eine hohe Durchschlagsunempfindlich- keit, die auf die geringe Dicke der zweiten Belegung zurückzuführen ist. Die Kondensa toren weisen einen kleinen. Temperaturbeiwert der Kapazität und des Verlustwinkels auf,
Electrolytic capacitor and process for its manufacture. There are electrolytic capacitors become known, the electrodes as a spacer and electrolyte carrier between the two electrodes, namely the anode and cathode, contain conversion products of the electrodes, in aluminum electrodes mostly aluminum oxide. Essentially, in these known capacitors, only the anode is heavily oxidized and provided with two different types of oxide layers.
One oxide layer acting as a barrier layer serves as a dielectric, while the other, topmost oxide layer shows no barrier effect for the electrical current in either direction and serves as a spacer and electrolyte carrier. The properties of these oxide layers are known to be generated by appropriate forming electrolytes. However, it has also been proposed to provide not only the anode, but the anode and the cathode with at least one insulating oxide layer.
In the case of cathodic coverage, polarized electrolytic capacitors are only ever an oxide layer that does not show any blocking effect in either current direction. The so-called non-polarized electrolytic capacitors also have an oxide layer on the cathode that acts as a barrier layer. The known electrolytic capacitors just described have, compared to normal electrolytic capacitors, which have an additional spacer made of absorbent material between the electrodes and.
which already allow a relatively large capacity to be accommodated in a small space, the advantage of a far better utilization of space.
The present. The invention is now based on the object, the space capacity of sol cher capacitors whose anodic Bele supply is coated in a known manner with two different insulating layers, in particular be standing from a conversion product of the electrode material.
and their. an insulating layer acting as a barrier layer serves as a dielectric and its other uppermost insulating layer serves as a spacer and electrolyte carrier, to increase even further, in that the cathodic coating is firmly bonded to the uppermost insulating layer.
In the case of capacitors with aluminum electrodes, there is essentially an aluminum oxide layer between the layers of metal, which is impregnated with any kind of operating electrolyte known per se. It is advantageous to provide the oxide layer after sufficient drying with a conductive layer at most 1 or 5 thousandths of a millimeter thick, for example by vapor deposition. The production of the second oxide layer, serving as a dielectric, can be carried out by forming after the capacitor has been completed.
Instead of vapor deposition, the coverings can also be burned onto the oxidized film using the decor process and all other known in the art; Processes such as spraying, lamination: or the like, applied to whoever.
Instead of aluminum, other valve metals, for example titanium, tantalum, 1'Vlagnesilun or the like, can also be used;
It is also possible to coat the oxidized anodic electrode, which is mostly in the form of a thin film of, for example, not less than 20 thousandths of a millimeter, with a non-valve metal, in particular by vapor deposition, depending on whether it is a so-called capacitor unpoled or polarized electrolytic capacitor - should be used.
Non-metallic conductors can also be used, for example carbon; which can be applied in the form of colloidal suspensions, for example Aquadag or Ilydrokollag.
The oxidized film is advantageously coated with the conductive layer in such a way that the edges of the film remain free from this layer, i.e. are not steamed, for example, since burrs can be present on these edges from the cutting of the film, with which the vapor deposition Can cause Kurzschhiss.
Furthermore, it is useful to cool the film after applying the conductive layer and to form the cooling bed to be passed as a roll so that the conductive layer applied to one side is not repelled again.
It is also advantageous to ensure that a few parts of the oxide layer remain free of the layer that forms the second covering of the capacitor, so that the electrical connectors can be riveted to these points.
The cutting of the oxidized film with the cathodic coating into individual pieces of the desired length must be carried out with special precautionary measures. Normal cutting with scissors creates burrs across the width of the film, which can cause a short circuit between the two coatings. The film is therefore expediently cut perpendicular to the thickness, that is to say standing on edge to the desired length.
It results. then only see a burr formation over the thickness of the film on the lower narrow edge, but this protrudes from the capacitor body and therefore cannot come into contact with the layer forming the cathode.
It is also particularly advantageous to cover the cut edges of the film with inserts of insulating strips, for example paper strips, when manufacturing a wound capacitor. The electrical connection for the anodic coating is made, for example, by riveting a suitable film strip into the oxidized film, on which, when applied, the cathodic activation, for example during vapor deposition,
To attach the connector, leave a strip without steam. This is advantageously achieved in that, depending on the length of the anode foil, so-called masks are provided at different distances. run along with the foil, on which the metal vapor is deposited instead of the foil.
Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.
In Fig. 1, 1 shows a valve metal be standing electrode, which isolate the with an. Layer is coated. This insulating layer itself is. not shown. 2 is hatched. the vapor-deposited conductive layer serving as cathodic coating. It can be easily seen from FIG. 1 that a free roughness remains between the vapor-deposited layer 2 and the edge of the film 1 in order to avoid short circuits.
Sometimes it is useful, as also if shown in FIG. 1, to provide the vaporized layer with openings 3. This makes it easier to impregnate the oxide layer with the electrolyte. The insulating layer serving as a dielectric is produced by forming the capacitor.
In Fig. 2 it is shown how the elec trical connection of the cathodic assignment can take place. In the last turn of the winding, a thin film 6 is placed on the vapor-deposited layer 4, which is located on the film 5 provided with an oxide layer, the outer edge zone 7 of which is folded over in a known manner to form the actual connection.
Under certain circumstances it is also possible to solder the electrical connector onto the vapor-deposited layer.
It is expedient in the finished winding body, as shown in FIG. 3, to attach circumferential contact beads 8 through which the contact between the cathode occupation and the possibly inserted connection pieces is perfectly guaranteed. The contact beads are advantageously attached to each end of the winding body.
It has been shown that the capacitor structure described above in the form of a winding allows the accommodation of at least six times the capacitance in comparison with a structure with. smooth film and absorbent material such as paper as spacers. In addition to this relatively large specific capacitance, the capacitor also shows a high level of insensitivity to breakdown, which is due to the small thickness of the second layer. The capacitors have a small. Temperature coefficient of the capacity and the loss angle,