DD301537A7 - Sinteranode für Elektrolytkondensatoren - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Sinteranode aus Ventilmetallpulver und wird vorzugsweise bei der Herstellung von Tantal-Elektrolytkondensatoren angewandt. Um die mit der Vergrößerung der Nennladung und der Ladungsdichte verbundene Verringerung der möglichen Nennspannung und Erhöhung des Verlustfaktors zu beseitigen, ist die Sinteranode in an sich bekannter Weise in einzelne kleine Teilbereiche unterteilt, die durch Sinterbrücken miteinander verbunden sind. Dabei sind diese Teilbereiche durch ein zweites, übergeordnetes Porensystem voneinander getrennt, wobei diese Poren bis an die Oberfläche der Sinteranode reichen. Erfindungsgemäß bestehen die genannten Teilbereiche aus vorgesintertem Preßgranulat des Ventilmetallpulvers.
Description
| Pulver | Ladungsdichte | max. Nennspannung |
| SGQ 10 | 2000μΟ^ | 70 V |
| ST 660 | 2 500 \ic/q | 50 V |
| ST 630 E | 4000μΰ^ | 50 V |
| DCTH-S | 4000μΰ^ | 50 V |
| DCUH-S | 18000μΰ^ | 25V |
| PL 18000 | 18000μΰ^ | 25V |
| SGVR-3 | 12000uC/a | 35 V |
Der Einsatz hochkapazitiver Pulver für Nennspannungen von 50 bis 70 V würde eine Miniaturisierung der Anode auf etwa Ά bis Ve des gegenwärtigen Standes bedeuten.
Es ist eine bekannte Tatsache, daß mit der Erhöhung der Ladungsdichte der Sinteranode der Verlustfaktor des Kondensators vorwiegend auf Grund ohmscher Verluste des Elektrolyten im Porensystem ansteigt. Dieser Tendenz versucht man entgegenzuwirken, indem die äußere Oberfläche der Anode möglichst groß bezüglich des Volumens gewählt wird (DE-OS 2835022). So sind Anoden mit sternförmigen Querschnitten, U- bzw. W-förmigen Querschnitten usw. bekannt. Die Realisierung scheiterte bisher entweder an der komplizierten, kaum beherrschbaren Formgebung oder am Nachteil dieser Bauformen, ein relativ großes Volumen einzunehmen.
Es ist weiter bekannt, eine solche Sinteranode aus mehreren Teilbereichen aufzubauen, die eine Porosität entsprechend der jeweiligen Pulversorte besitzen, durch Sinterbrücken miteinander verbunden sind und zwischen denen ein bis an die Oberfläche reichendes Porensystem besteht, dessen Porenabmessungen ein Vielfaches derer in den Teilbereichen besitzen (US 3.641.399). Die Herstellung dieser Sinteranoden erfolgt durch Verschlickerung des Ventilmetallpulvers mittels Wasser, Vorfestigung zu Teilbereichen durch Gefrieren, Agglomerieren der Teilbereiche in einer Form und Sintern der Anodenkörper. Durch die Formgebung des wäßrigen Schlickers in eine Horm läßt sich nicht in allen Fällen die vom verwendeten Pulver abhängige, elektrisch optimalen Dichte der Teilboreiche erzielen.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, eine technisch einfache und technologisch kostengünstige Sinteranode für Elektrolytkondensatoren zu entwickeln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sinteranode der zuletzt beschriebenen Art zu schaffen, bsi der Dichte der
Teilbereiche frei beeinflußbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem die Teilbereiche aus vorgesintertem Preßgranulat des Ventilmetallpulvers bestehen.
Durch diese technische Maßnahme können bei großer Nennladung und Ladungsdichte des Elektrolytkondensator auch dessen Nennspannung und Verlustfaktor optimiert und insgesamt verbessert werden.
Ausführungsbeispiel
Die erfindungsgemäße Lösung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Aus Tantal-Pulver 18000 werden zylindrische Anoden ohne Anschluß folgendermaßen gepreßt:
Durchmesser: 0,8 mm
Höhe: 0,8 mm <
Einwaage: 2,5 mg
Preßdichte: 4,9 g/cm3.
Anschließend werden diese Körper 10min bei 1 270°C im Hochvakuum geglüht, so daß als Resultat ein vorgeglühtes
Preßgranulat aus PL 18000 entsteht. Aus diesem Preßgranulat werden zylindrische Anoden mit einem Durchmesser von 3,8 mm gepreßt, die durch einen axial eingepreßten Tantal-Draht kontaktiert werden. Die Einwaage beträgt 250 mg. Die Anoden werden 10min bei 1600°Cim Hochvakuum gesintert. Die Sinterparameter werden so gewählt, daß das Pulver nicht „ausgesintert" ist, also mit schlechten Restströmen und niedrigen Durchschlagspannungen zu rechnen ist. Folgende elektrische Parameter werden dabei erreicht
Ladungsdichte: 15000pC/g
spez. Reststrom: 2,5 χ 10"3μΑ/μ0
Durchschlagspannung: 280V
Gesamtladung.· 377OpC,
Damit wird eine wesentliche Erhöhung der Durchschlagfestigkeit sowie eine Verringerung des Verlustfaktors erreicht.
Claims (1)
- Sinteranode für Elektrolytkondensatoren aus miteinander verpreßten und gesinterten Ventilmetallpulverteilchen mit einem das Sinterskelett kontaktierenden elektrischen Anschluß, wobei die Anode aus mehreren Teilbereichen besteht, die eine Porosität entsprechend der jeweiligen Pulversorte besitzen, durch Sinterbrücken miteinander verbunden sind und zwischen denen ein bis an die Oberfläche reichendes Porensystem besteht, dessen Porenabmessungen ein Vielfaches derer in den Teilbereichen besitzen, gekennzeichnet dadurch, daß die Teilbereiche aus vorgesintertem Preßgranulat des Ventilmetallpulvers bestehen.Anwendungsgebiet der ErfindungDie Erfindung betrifft eino Sinteranode aus Ventilmetallpulver und wird vorzugsweise bei der Herstellung von Tantal-Elektrolytkondensatoren mit hohen Ladungsdichten und gleichzeitig hohen Nennspannungen angewendet.Charakteristik des bekannten Standes der TechnikTantal-Elektrolytkondensatoren werden üblicherweise im Nennspannungsbereich zwischen 4V und 50V angeboten., in Ausnahmefällen bis 70V. Begründet ist diese Tatsache in dem für das Erreichen günstiger elektrischer Parameter notwendigen Formierfaktor von 4 und der damit verbundenen Gefahr von elektrischen Durchschlägen während des Formierprozesses der porösen Sinteranoden bei höheren Spannungen.Die Höhe der jeweiligen Durchschlagspannung hängt entscheidend von den Sinterbedingungen, von der Pulverqualität sowie von der Größe der Anode hinsichtlich ihrer Ladungsmenge ab. Die Pulverhersteller entwickeln für hohe Nennspannungen spezielle hochreine Tantalpulver mit vorwiegend kompakter Teilchenstruktur. Dabei ist jedoch unabhängig vom Reinheitsgrad der Pulver festzustellen, daß mit der Erhöhung der spezifischen Oberfläche und damit der Ladungsdichte der Pulver die Durchschlagsfestigkeit deutlich sinkt. Parallel dazu sinkt die Durchschlagspannung mit größer werdender Anodenmasse exponentiell ab. Infolge dessen werden für Anoden mit 50V Nennspannung Pulver mit einer Ladungsdichte von höchstens 4000pC/g eingesetzt, während bereits Tantalpulver mit Ladungsdichten von 22000μΟ^ verfügbar sind. Folgende Übersicht zeigt einige typische Tantalpulver und ihre Einsatzcharakteristik:
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1991
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