Elektrolytischer Kondensator Die Erfindung bezieht sich auf einen elek trolytischen Kondensator, bei welchem der Elektrolyt Substanzen enthält, die den Kon densator gegen die Verschlechterung der elek trischen Eigenschaften schützen sollen.
Es ist eine charakteristische Eigenschaft der elektrolytischen Kondensatoren, dass sie während des Gebrauches zu einer Abnahme der Kapazität und einer Zunahme des Ver- luftfaktors neigen. Es gehört ferner zu den charakteristischen Eigenschaften der elektro lytischen Kondensatoren, eine Zunahme des Gleichstromverlustes zu zeigen, wenn sie zuerst in Benutzung genommen werden, bis eine Spitze an Verluststrom erreicht ist, worauf der Verluststrom zur Abnahme neigt.
Solche elektrolytischen Kondensatoren wer den aus einem Paar von Elektroden hergestellt, von denen mindestens eine aus einem Metall besteht, das auf seiner Oberfläche einen dielek- trischen Oxydfilm trägt. Dieser Oxydfilm kann anodisch formiert sein und steht in Kon takt mit. einem leitenden Elektrolyten. Der Abfall an Kapazität und die Vergrösserung der Verluste dieser Kondensatoren scheint mit einer fortschreitenden Veränderung in die sein Oxydfilm während des Gebrauches in Zu sammenhang zu stehen.
So stellt beispielsweise bei Tantalelektroden der ursprüngliche Oxyd film eine glatte Schicht dar, welche eine von der Dicke der Schicht abhängige Interferenz- farbe aufweist. Die Dicke der Schicht hängt wieder von der Spannung ab, bei welcher der Oxydfilm hergestellt worden ist. Während der Benutzung des Kondensators nimmt der Oxyd film allmählich eine stumpfgraue Färbung an, und der Grad der Verschlechterung der elek trischen Eigenschaften nimmt mit dem Ver- färbungsprozess zu. Ähnliche Erscheinungen treten bei Elektroden aus andern oxydfilm- bildenden Metallen auf.
Die vorliegende Erfindung gründet sich auf der Feststellung, dass die stabilen organi schen Nitroverbindungen mit einer Dissozia- tionskonstanten von höchstens 10-5 bei 25 C, insbesondere solche, welche in wesentlicher Menge in den Elektrolyten der Konden satoren löslich sind, sowohl die Verschlechte rung der elektrischen Eigenschaften elektro lytischer Kondensatoren als auch die Ge schwindigkeit der Graufärbung oder ähnliche Veränderungen des erwähnten Oxydfilms ver zögern. Beispiele für stabilisierte Kondensa toren gemäss der. Erfindung sind in der bei liegenden Zeichnung erläutert.
Fig. 1 stellt in Vorderansicht den Schnitt eines elektrolytischen Kondensators mit ein gerollten Folien dar, der in- einem Gehäuse ein > geschlossen ist; Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Kondensatorelementes aus Fig.1, herausgenom- men aus dem Gehäuse und teilweise aufge rollt, iun den Aufbau zu zeigen; Fig. 3 gibt die Vorderansicht eines Schnit tes durch einen elektrolytischen Kondensator wieder, der eine poröse Anode enthält, welche aus gesintertem Metallpulver hergestellt ist.
Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Aus führungsform besteht das Kondensatorelement 1 aus einem Paar von eingerollten Folien 2 und 3, die aus einem oxydfilmbildenden Me tall, wie Tantal, Aluminium, Magnesium oder Beryllizun, hergestellt sind und an ihrer Ober fläche einen anodisch erzeugten Oxydfilm tragen. Die Folien 2 und 3 sind voneinander durch doppelte Lagen 4 und 5 von Konden- satorpapier geringer Dichte, beispielsweise von dünnem Kraftpapier, getrennt.
Die Gesamt heit von Folien und Papier ist zu einem kom pakten Zylinder zusammengerollt. Metallstifte 6 und 7, vorzugsweise aus demselben Metall wie die Folien, sind an den Enden der Folien durch Pimktschweissung befestigt.
Das Kondensatorälement 1 ist mit einem Elektrolyten getränkt, welcher einen Stabili sator gemäss der vorliegenden Erfindung ent hält und in ein rohrförmiges Gehäuse 8 ein geschlossen ist, das aus einem geeigneten Me tall, beispielsweise Silber oder silberplattier- tem Kupfer, besteht. Die Stifte 6, 7 ragen aus den Enden des rohrförmigen Gehäuses 8 her aus, indem sie zuerst durch Isolierscheiben 9 und 10 und dann durch zylindrische Gummi pfropfen 11 und 12 hindurchgehen, welche den Absehluss bilden.
Die beiden Enden des rohrförmigen Ge häuses 8 sind über den Abschlusspfropfen 11 und 12 eingezogen, um einen flüssigkeitsdich ten Verschluss zu schaffen. Der freie Raum im Gehäuse 8 ist mit dem Elektrolyten 13 ausgefüllt, der einen Stabilisator gemäss der Erfindung enthält.
Bei der in Fig.3 dargestellten Ausfüh rungsform des Kondensators ist eine Anode 14 aus dem gesinterten Pulver eines oxyd- filmbildenden Metalles, vorzugsweise Tantal, vorhanden. Das Pulver ist um einen Stift 15 herum gesintert, der aus demselben Metall wie der Sinterkörper besteht und der an die gleich falls aus diesem Metall hergestellte Grund platte 16 angeschweisst ist. Ein Gehäuse 17: aus einem geeigneten Metall, wie Silber, um schliesst die Anode 14 und dient gleichzeitig als Kathode.
Das Gehäuse enthält einen Elektrolyten 18 mit einem Stabilisator gemäss der Erfindung und ist durch Einziehung der Enden über eine Isolierung 19 abgeschlossen, die aus Kautschuk besteht und die Grund platte 16 sowie ein abschliessendes Isolierplätt- chen 20, welches zweckmässig aus Kunststoff hergestellt werden kann, umgreift. Ein Ka- i thodenstift 21 ist an dem Gehäuse 17 in ge eigneter Weise durch Lötung befestigt. Der Anodenstift 22 ist an die Grundplatte 16 angeschweisst.
Die Stabilisatoren gemäss der vorliegenden Erfindung sind bei allen üblichen wässrigen oder nichtwässrigen Elektrolyten wirksam, die bei elektrolytischen Kondensatoren Anwen dung finden. Bei dem Kondensator mit den eingerollten Folien, wie er in den Fig.1 und 2 gezeigt ist, benutzt man gewöhnlich einen viskosen Elektrolyten, etwa einen wässrigen oder nichtwässrigen Glykol-Borat-Elektrolyten. Ein geeigneter Elektrolyt kann aus etwa 50 /o Äthylenglykol, 15% Ammoniumborat und 35% Wasser hergestellt werden.
Ähnliche nichtwäss- rige Elektrolyten können durchErsatz des Was sers gegen organische Lösungsmittel, wie Tri- äthanolamin, bei dem genannten wässrigenElek- trolyten oder bei andern wässrigen Elektro lyten gewonnen werden.
Bei einem Kondensator mit einer porösen Elektrode, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, wird gewöhnlich ein leicht flüssiger Elektrolyt be nutzt, um das vollständige Eindringen des selben in die Poren des Sinterkörpers sicher zustellen. Ein geeigneter Elektrolyt für solche Zwecke besteht aus einer wässrigen Lösung von Lithiumchlorid. Wie- oben erwähnt, sind die Stabilisatoren gemäss vorliegender Erfin dung bei allen diesen Elektrolyten und auch bei andern Elektrolyten wirksam, die bei elek trolytischen Kondensatoren verwendet werden können.
Wie oben angegeben, sind die Stabilisatoren gemäss der Erfindung organische Nitroverbin dungen mit einer Dissoziationskonstanten von höchstens 10-5 bei 25 C. Es ist festgestellt worden, dass in diesen Verbindungen die Nitro- gruppe für die Stabilisierungswirkung ver antwortlich ist, so dass der chemische Aufbau des übrigen Moleküls vom Gesichtspunkt aus, ob Stabilisierung eintritt oder nicht, ohne Be deutung ist.
Andere Radikale, die in der organischen Nitroverbindung vorhanden sind, können aber verschiedene Wirkungen auf die Aktivität der Nitrogruppe ausüben, so dass der stabilisierende Einfluss mancher Nitroverbin- dungen grösser ist als der anderer Verbindun gen.
Der Stabilisator kann aus Nitrokohlen- wasserstoffen bestehen, aber vorzugsweise ent halten diese Verbindungen auch noch eine oder mehrere andere polare Gruppen, wie Hydroxyl- oder Aminogruppen, um die Löslichkeit des Stabilisators im Elektrolyten zu steigern.
Die Gegenwart von Sulfogruppen wird zweck mässigerweise vermieden, da ihre Acidität sich in einem Angriff auf den Oxydfilm der Elek troden auswirken würde. Da die' Metalle, welche in der elektrischen Spannungsreihe höher stehen, Oxyde bilden, die gegenüber der Acidität empfindlicher sind, verhalten sich elektrolytische Kondensatoren, die mit Ahl- miniumelektroden hergestellt sind, beispiels weise gegen die saure Einwirkung des Elek trolyten wesentlich empfindlicher als solche Kondensatoren, deren Elektroden aus Tantal bestehen.
Gegen Stabilisatoren, welche eine Dissozia- tionskonstante von nicht mehr als 10-5 bei 25 C aufweisen, ist vom Standpunkt der Acidität nichts einzuwenden. Die Dissoziations- konstante k wird durch folgende Gleichung
EMI0003.0029
dargestellt: <SEP> 2
<tb> <B>T</B>
<tb> in <SEP> welcher: <SEP> z <SEP> (#-a) v das Volumen der Lösung in Litern dar stellt, die 1 Mol von der sauren Substanz ent hält; ca ist der ionisierte Säureanteil; 1-a ist der nichtionisierte Säureanteil.
Es ist auch zweclunässig, dass der Stabili sator widerstandsfähig gegen chemische Reak tionen mit dem Elektrolyten ist, die zerstörend auf die organische Nitrostruktur wirken kön nen. Ebenso soll er widerstandsfähig in bezug auf chemische Zersetzung sowohl bei den Tem peraturen des Gebrauchs als auch bei der Temperatur sein, bei welcher der Konden sator mit dem Elektrolyten getränkt wird. Die aromatischen Nitroverbindungen, vornehmlich die aromatischen Verbindungen, weiche die Nitrogruppe unmittelbar am aromatischen Kern gebunden enthalten, sind wegen ihrer hohen chemischen Stabilität besonders für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ge eignet.
Die aliphatischen Nitroverbindungen, die unter den oben angegebenen Bedingungen stabil sind, lassen sich gleichfalls mit Vorteil anwenden.
Die nachfolgenden Tabellen zeigen die Sta bilisierung der Kapazität und des Verlustfak- tors sowie die Herabsetzung der Spitze des Gleichstromverlustes, welche durch den Zu satz von organischen Nitroverbindiuigen zu Elektrolyten von elektrolytischen Konden satoren erzielt werden. Die Tabelle 1 enthält die Ergebnisse einer Reihe von Versuchen an elektrolytischen Kondensatoren, die Folien aus Tantal als Elektroden besitzen, voneinander durch zwei Lagen Kraftpapier von geringer Dichte getrennt, deren jede 1/2 mm stark ist.
Die Elektroden wurden mit Gleichstrom von 200 Volt Spannung bei 100 C in einem wäss- rigen Glykol-Borat-Elektrolyten formiert. Wie üblich, wurde die Formierung so lange fort gesetzt, bis der Verluststrom auf ein Minimum absank. Die Kondensatoren waren mit dem wässrigen Elektrolyten imprägniert, der aus Äthylenglykol, Ammoniumborat und Wasser, wie oben beschrieben, hergestellt worden war. Die Kondensatoren wurden unter einem Po tential von 150 Volt bei 85 C während 2000 Stunden geprüft.
Nach Beendigung des Versuches wurde der Kapazitätsverlust in Prozenten der ursprüng lichen Kapazität bei Beginn des Versuches er mittelt. Ebenso wurden Messungen des Ver lustfaktors nach Abschluss des Versuches vor- genommen, und ferner wurde der Spitzenwert des Gleichstromverlustes festgestellt, der wäh rend des Versuches erreicht worden war. Die Messungen der Kapazität und des Verlustfak tors wurden bei 60 Perioden vorgenommen.
Vergleichsversuche wurden mit Kondensatoren ausgeführt, die keinen Stabilisator enthielten und die Ergebnisse mit denen verglichen, welche mit Kondensatoren erzielt werden konn ten, denen verschiedene Mengen an Stabili satoren zugesetzt waren, wie es in der folgen den Tabelle festzehalten ist
EMI0004.0004
<I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb> Kapazitäts- <SEP> Verlustfaktor- <SEP> Spitzenwert
<tb> Zusatz <SEP> verlust <SEP> zunahme <SEP> des <SEP> Gleichstromverlustes
<tb> während <SEP> des <SEP> Versuchs
<tb> nZicroampere
<tb> Keiner <SEP> 41,8 <SEP> 8,0 <SEP> 25,4
<tb> 2% <SEP> o-Nitroanilin <SEP> 6,0 <SEP> 5,6 <SEP> 7,0
<tb> 3% <SEP> Nitrobenzol <SEP> 29,0 <SEP> 5,9 <SEP> 18,3
<tb> 5% <SEP> p-Nitrophenol <SEP> 29,8 <SEP> 6,1 <SEP> 21,
9 In der nachstehenden Tabelle 2 sind die Ergebnisse von Versuchen an ähnlichen Kon densatoren zusammengestellt, die bei 150 Volt und 200 C formiert worden waren. Die Ver suchsdauer betrug 1000 Stunden:
EMI0004.0005
<I>Tabelle <SEP> 2</I>
<tb> Kapazitäts- <SEP> Verlustfaktor- <SEP> Spitzenwert
<tb> Zusatz <SEP> verlust <SEP> zunahme <SEP> des <SEP> Gleichstromverlustes
<tb> während <SEP> des <SEP> Versuchs
<tb> 1\licroampere
<tb> Keiner <SEP> 7,7 <SEP> 6,1 <SEP> 6,5
<tb> 2% <SEP> p-Nitroanilin <SEP> 3,2 <SEP> 3,0 <SEP> 4,3
<tb> 2 <SEP> % <SEP> 2-Nitro-2-methyl 1-propanol <SEP> 2,2 <SEP> 2,4 <SEP> 3,6
<tb> 2% <SEP> 2,4-Dinitro-4 hydroxy-diphenylamin <SEP> 3,6 <SEP> 1,2 <SEP> 3,8 In der nachstehenden Tabelle 3 sind die Ergebnisse von Versuchen an Kondensatoren festgehalten,
deren Elektroden unter einem Potential von 200 Volt bei 200 C formiert wurden. Die Versuchsdauer betrug 2000 Stun den. Die Kondensatoren bei diesem Versuch wurden mit einem nichtwässrigen Elektro- lyten der oben angegebenen Zusammensetzung imprägniert. In dieser Tabelle 3 ist kein Spitzenwert des Gleichstromverlustes ange geben, da diese Kondensatoren einen solchen Spitzenwert nicht aufweisen, sondern einen dauernden Abfall des Gleichstromverlustes vom Beginn der Versuche an zeigen.
EMI0004.0012
<I>Tabelle <SEP> 3</I>
<tb> Kapazitäts- <SEP> Verlustfaktor Zusatz <SEP> verlust <SEP> zunahme
<tb> Keiner <SEP> 1,9 <SEP> 9,3
<tb> 5% <SEP> p-Nitrophenol <SEP> 0,0 <SEP> 3,4 In den vorstehenden Tabellen sind prak tische Werte für den Zusatz an Stabilisatoren angegeben. Es ist im allgemeinen wünschens wert, dass man mindestens 0,05 Gew.% und vorzugsweise mindestens 1 Gew.% an Stabili sator dem Elektrolyten zufügt.
Geeignete Grenzwerte für den Stabilisatorzusatz sind 2 bis<B>10%</B> bzw. die Löslichkeitsgrenze des Sta- bilisators im Elektrolyten. Unter normalen Umständen ist es zwecklos, grössere Mengen an Stabilisator zuzusetzen, als-im Elektrolyten bei der Imprägnierungstemperatur löslich sind. Abgesehen von der Löslichkeit sollte der Sta bilisator nicht in grösseren Mengen als 15% verwendet werden, obwohl grössere Beträge zu gesetzt werden können, wenn es gewünscht wird.
Der Zusatz der Stabilisatoren wird gewöhnlich so vorgenommen, dass man sie im Elektrolyten auflöst, bevor derselbe mit dem Kondensator in Berührung gebracht wird. Bei denjenigen Kondensatoren, die aus eingeroll ten Folien bestehen, wird die Imprägnierung mit dem stabilisierten Elektrolyten bei er höhter Temperatur, beispielsweise bei 110 C, unter abwechselnder Anwendung von Vakuum durchgeführt. Eine zusätzliche Menge des stabilisierten Elektrolyten wird dann in den Behälter eingefüllt, in den man den imprä gnierten Kondensator eingebracht hat. Bei dem Kondensator mit der gesinterten Anode kann die Imprägnierung des Sinterkörpers in ähnlicher Weise erfolgen, wobei man gleich falls abwechselnd Vakuum anwendet und den Elektrolyten vorzugsweise bei der Temperatur von 90 C anwendet.
Electrolytic capacitor The invention relates to an electrolytic capacitor in which the electrolyte contains substances that are intended to protect the capacitor against deterioration in electrical properties.
It is a characteristic of electrolytic capacitors that they tend to decrease in capacity and increase in airflow factor during use. It is also one of the characteristics of electrolytic capacitors to show an increase in DC loss when first put into use until a peak in leakage current is reached, whereupon the leakage current tends to decrease.
Such electrolytic capacitors are made up of a pair of electrodes, at least one of which is made of a metal having a dielectric oxide film on its surface. This oxide film can be formed anodically and is in contact with. a conductive electrolyte. The decrease in capacitance and the increase in the losses of these capacitors seems to be related to a progressive change in the oxide film during use.
In the case of tantalum electrodes, for example, the original oxide film is a smooth layer that has an interference color that depends on the thickness of the layer. The thickness of the layer again depends on the voltage at which the oxide film was produced. While the capacitor is in use, the oxide film gradually takes on a dull gray color and the degree of deterioration in electrical properties increases with the discoloration process. Similar phenomena occur with electrodes made of other oxide film-forming metals.
The present invention is based on the finding that the stable organic rule nitro compounds with a dissociation constants of at most 10-5 at 25 C, especially those which are soluble in substantial quantities in the electrolytes of the capacitors, both the deterioration of the electrical properties of electrolytic capacitors as well as the speed of the gray color or similar changes of the oxide film mentioned delay ver. Examples of stabilized capacitors according to. Invention are explained in the accompanying drawing.
1 shows a front view of the section through an electrolytic capacitor with a rolled foil which is enclosed in a housing; FIG. 2 is a perspective view of the capacitor element from FIG. 1, taken out of the housing and partially rolled up, to show the structure; Fig. 3 shows the front view of a Schnit tes through an electrolytic capacitor again which contains a porous anode which is made of sintered metal powder.
In the embodiment shown in Figs. 1 and 2, the capacitor element 1 consists of a pair of rolled sheets 2 and 3, which are made of an oxide film-forming Me, such as tantalum, aluminum, magnesium or beryllizun, and are made on their upper surface wear anodically generated oxide film. The foils 2 and 3 are separated from one another by double layers 4 and 5 of low-density capacitor paper, for example thin kraft paper.
The entirety of the film and paper is rolled up into a compact cylinder. Metal pins 6 and 7, preferably made of the same metal as the foils, are attached to the ends of the foils by spot welding.
The capacitor element 1 is impregnated with an electrolyte which contains a stabilizer according to the present invention and is enclosed in a tubular housing 8 made of a suitable metal, for example silver or silver-plated copper. The pins 6, 7 protrude from the ends of the tubular housing 8 by first passing through insulating washers 9 and 10 and then through cylindrical rubber plugs 11 and 12 which form the closure.
The two ends of the tubular Ge housing 8 are drawn in over the stopper 11 and 12 to create a liquid-tight closure. The free space in the housing 8 is filled with the electrolyte 13, which contains a stabilizer according to the invention.
In the embodiment of the capacitor shown in FIG. 3, there is an anode 14 made of the sintered powder of an oxide film-forming metal, preferably tantalum. The powder is sintered around a pin 15, which consists of the same metal as the sintered body and the plate 16 is welded to the same if made of this metal base. A housing 17: made of a suitable metal, such as silver, encloses the anode 14 and simultaneously serves as a cathode.
The housing contains an electrolyte 18 with a stabilizer according to the invention and is closed by drawing in the ends via an insulation 19 made of rubber and encompassing the base plate 16 and a closing insulating plate 20, which can conveniently be made of plastic . A cathode pin 21 is attached to the housing 17 in a suitable manner by soldering. The anode pin 22 is welded to the base plate 16.
The stabilizers according to the present invention are effective with all conventional aqueous or non-aqueous electrolytes that are used in electrolytic capacitors. In the case of the capacitor with the rolled-up foils, as shown in FIGS. 1 and 2, a viscous electrolyte, such as an aqueous or non-aqueous glycol borate electrolyte, is usually used. A suitable electrolyte can be made from about 50% ethylene glycol, 15% ammonium borate, and 35% water.
Similar non-aqueous electrolytes can be obtained by replacing the water with organic solvents, such as triethanolamine, in the case of the aqueous electrolytes mentioned or in other aqueous electrolytes.
In a capacitor with a porous electrode, as shown in Fig. 3, a slightly liquid electrolyte is usually used to ensure the complete penetration of the same into the pores of the sintered body. A suitable electrolyte for such purposes consists of an aqueous solution of lithium chloride. As mentioned above, the stabilizers according to the present invention are effective with all of these electrolytes and also with other electrolytes that can be used in electrolytic capacitors.
As stated above, the stabilizers according to the invention are organic nitro compounds with a dissociation constant of at most 10-5 at 25 C. It has been found that the nitro group in these compounds is responsible for the stabilizing effect, so that the chemical structure of the rest of the molecule from the point of view of whether stabilization occurs or not is of no importance.
However, other radicals that are present in the organic nitro compound can exert different effects on the activity of the nitro group, so that the stabilizing influence of some nitro compounds is greater than that of other compounds.
The stabilizer can consist of nitrocarbons, but these compounds preferably also contain one or more other polar groups, such as hydroxyl or amino groups, in order to increase the solubility of the stabilizer in the electrolyte.
The presence of sulfo groups is expediently avoided, since their acidity would have an effect on the oxide film of the electrodes. Since the 'metals, which are higher in the electrical voltage series, form oxides which are more sensitive to acidity, electrolytic capacitors made with aluminum electrodes, for example, are much more sensitive to the acidic action of the electrolyte than such capacitors whose electrodes are made of tantalum.
From the standpoint of acidity, there is nothing wrong with stabilizers which have a dissociation constant of not more than 10-5 at 25 C. The dissociation constant k is given by the following equation
EMI0003.0029
shown: <SEP> 2
<tb> <B> T </B>
<tb> in <SEP> which: <SEP> z <SEP> (# -a) v represents the volume of the solution in liters that contains 1 mole of the acidic substance; ca is the ionized acid content; 1-a is the non-ionized acid part.
It is also necessary that the stabilizer is resistant to chemical reactions with the electrolyte, which can have a destructive effect on the organic nitro structure. It should also be resistant to chemical decomposition both at the temperatures of use and at the temperature at which the capacitor is soaked with the electrolyte. The aromatic nitro compounds, especially the aromatic compounds which contain the nitro group bonded directly to the aromatic nucleus, are particularly suitable for the purposes of the present invention because of their high chemical stability.
The aliphatic nitro compounds which are stable under the conditions given above can also be used with advantage.
The following tables show the stabilization of the capacity and the loss factor as well as the reduction in the peak of the direct current loss, which are achieved by adding organic nitro compounds to the electrolytes of electrolytic capacitors. Table 1 contains the results of a series of tests on electrolytic capacitors which have tantalum foils as electrodes, separated from one another by two layers of low-density kraft paper, each 1/2 mm thick.
The electrodes were formed with a direct current of 200 volts at 100 ° C. in an aqueous glycol borate electrolyte. As usual, the formation was continued until the leakage current fell to a minimum. The capacitors were impregnated with the aqueous electrolyte made from ethylene glycol, ammonium borate and water as described above. The capacitors were tested under a potential of 150 volts at 85 C for 2000 hours.
After the end of the experiment, the capacity loss was determined as a percentage of the original capacity at the beginning of the experiment. Measurements of the loss factor were also taken after the end of the experiment, and the peak value of the direct current loss that had been reached during the experiment was also determined. The measurements of the capacity and the loss factor were made at 60 periods.
Comparative tests were carried out with capacitors which did not contain any stabilizer and the results were compared with those which could be achieved with capacitors to which various amounts of stabilizers were added, as is noted in the table below
EMI0004.0004
<I> Table <SEP> 1 </I>
<tb> Capacity- <SEP> Loss factor- <SEP> peak value
<tb> Addition <SEP> loss <SEP> increase <SEP> of <SEP> direct current loss
<tb> during <SEP> of the <SEP> attempt
<tb> nZicroampere
<tb> None <SEP> 41.8 <SEP> 8.0 <SEP> 25.4
<tb> 2% <SEP> o-nitroaniline <SEP> 6.0 <SEP> 5.6 <SEP> 7.0
<tb> 3% <SEP> nitrobenzene <SEP> 29.0 <SEP> 5.9 <SEP> 18.3
<tb> 5% <SEP> p-nitrophenol <SEP> 29.8 <SEP> 6.1 <SEP> 21,
9 In Table 2 below, the results of tests on similar capacitors that were formed at 150 volts and 200 C are compiled. The duration of the experiment was 1000 hours:
EMI0004.0005
<I> Table <SEP> 2 </I>
<tb> Capacity- <SEP> Loss factor- <SEP> peak value
<tb> Addition <SEP> loss <SEP> increase <SEP> of <SEP> direct current loss
<tb> during <SEP> of the <SEP> attempt
<tb> 1 \ licroampere
<tb> None <SEP> 7.7 <SEP> 6.1 <SEP> 6.5
<tb> 2% <SEP> p-nitroaniline <SEP> 3.2 <SEP> 3.0 <SEP> 4.3
<tb> 2 <SEP>% <SEP> 2-nitro-2-methyl 1-propanol <SEP> 2.2 <SEP> 2.4 <SEP> 3.6
<tb> 2% <SEP> 2,4-dinitro-4-hydroxy-diphenylamine <SEP> 3,6 <SEP> 1,2 <SEP> 3,8 In the following table 3 the results of tests on capacitors are recorded,
whose electrodes were formed under a potential of 200 volts at 200 C. The duration of the experiment was 2000 hours. The capacitors in this experiment were impregnated with a non-aqueous electrolyte of the composition given above. In this table 3 no peak value of the direct current loss is given, since these capacitors do not have such a peak value, but rather show a continuous decrease in the direct current loss from the beginning of the tests.
EMI0004.0012
<I> Table <SEP> 3 </I>
<tb> Capacity <SEP> loss factor additional <SEP> loss <SEP> increase
<tb> None <SEP> 1.9 <SEP> 9.3
<tb> 5% <SEP> p-nitrophenol <SEP> 0.0 <SEP> 3.4 The tables above give practical values for the addition of stabilizers. It is generally desirable to add at least 0.05% by weight, and preferably at least 1% by weight, of stabilizer to the electrolyte.
Suitable limit values for the addition of stabilizer are 2 to <B> 10% </B> or the solubility limit of the stabilizer in the electrolyte. Under normal circumstances it is pointless to add larger amounts of stabilizer than are soluble in the electrolyte at the impregnation temperature. Aside from solubility, the stabilizer should not be used in amounts greater than 15%, although larger amounts can be added if desired.
The addition of the stabilizers is usually carried out in such a way that they are dissolved in the electrolyte before it is brought into contact with the capacitor. For those capacitors that consist of rolled foils, the impregnation with the stabilized electrolyte is carried out at an elevated temperature, for example at 110 C, with alternating use of vacuum. An additional amount of the stabilized electrolyte is then poured into the container in which the impregnated capacitor has been placed. In the case of the capacitor with the sintered anode, the impregnation of the sintered body can be carried out in a similar manner, whereby a vacuum is also used alternately and the electrolyte is preferably used at the temperature of 90.degree.