DD301537A7 - Sintered anode for electrolytic capacitors - Google Patents

Sintered anode for electrolytic capacitors Download PDF

Info

Publication number
DD301537A7
DD301537A7 DD33854190A DD33854190A DD301537A7 DD 301537 A7 DD301537 A7 DD 301537A7 DD 33854190 A DD33854190 A DD 33854190A DD 33854190 A DD33854190 A DD 33854190A DD 301537 A7 DD301537 A7 DD 301537A7
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
sintered
anode
powder
electrolytic capacitors
valve metal
Prior art date
Application number
DD33854190A
Other languages
German (de)
Inventor
Volker Guenther
Eike Hofmann
Werner Schmolke
Norbert Schwarzer
Original Assignee
Hermsdorf Keramik Veb
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hermsdorf Keramik Veb filed Critical Hermsdorf Keramik Veb
Priority to DD33854190A priority Critical patent/DD301537A7/en
Priority to DE19914103395 priority patent/DE4103395A1/en
Priority to FR9102808A priority patent/FR2659487A1/en
Publication of DD301537A7 publication Critical patent/DD301537A7/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
    • H01G9/052—Sintered electrodes

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.The invention relates to a sintered anode of valve metal powder and is preferably used in the manufacture of tantalum electrolytic capacitors. In order to eliminate the reduction in the nominal voltage and the increase in the loss factor associated with the increase in the rated charge and the charge density, the sintering anode is subdivided in a manner known per se into individual small subregions which are connected to one another by means of sintered bridges. These subregions are separated from each other by a second, superordinate pore system, wherein these pores extend to the surface of the sintering anode. According to the invention, said subregions consist of presintered pressed granules of the valve metal powder.

Description

Pulverpowder Ladungsdichtecharge density max. NennspannungMax. nominal voltage SGQ 10SGQ 10 2000μΟ^2000μΟ ^ 70 V70 v ST 660ST 660 2 500 \ic/q 2 500 \ ic / q 50 V50V ST 630 EST 630 E 4000μΰ^4000μΰ ^ 50 V50V DCTH-SDCTH-S 4000μΰ^4000μΰ ^ 50 V50V DCUH-SDCUH-S 18000μΰ^18000μΰ ^ 25V25V PL 18000PL 18000 18000μΰ^18000μΰ ^ 25V25V SGVR-3SGVR-3 12000uC/a12000uC / a 35 V35 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.The use of high capacity powders for rated voltages of 50 to 70 V would mean miniaturization of the anode to about Ά to Ve of the current state.

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.It is a known fact that with the increase in the charge density of the sintered anode, the loss factor of the capacitor increases mainly due to ohmic losses of the electrolyte in the pore system. This tendency is attempted to counteract by the outer surface of the anode as large as possible in terms of volume is selected (DE-OS 2835022). Thus anodes with star-shaped cross-sections, U- or W-shaped cross sections etc. are known. The realization failed so far either on the complicated, barely manageable shape or the disadvantage of these types, take a relatively large volume.

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.It is also known to build such a sintered anode of several sub-areas, which have a porosity corresponding to the respective type of powder, are interconnected by sintered bridges and between which a reaching to the surface pore system, whose pore dimensions have a multiple of those in the subregions (US 3641399). The production of these sintered anodes is carried out by Schlilterung of the valve metal powder by means of water, pre-consolidation to sub-areas by freezing, agglomeration of the sub-areas in a mold and sintering of the anode body. The shape of the aqueous slip into a horm can not be achieved in all cases dependent on the powder used, electrically optimal density of Teilboreiche.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine technisch einfache und technologisch kostengünstige Sinteranode für Elektrolytkondensatoren zu entwickeln.The aim of the invention is to develop a technically simple and technologically cost-sintered anode for electrolytic capacitors.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sinteranode der zuletzt beschriebenen Art zu schaffen, bsi der Dichte derThe invention has for its object to provide a sintering anode of the last-described type, bsi the density of

Teilbereiche frei beeinflußbar ist.Subareas is freely influenced.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem die Teilbereiche aus vorgesintertem Preßgranulat des Ventilmetallpulvers bestehen.According to the invention, this object is achieved by the subregions consist of presintered pressed granules of the valve metal powder.

Durch diese technische Maßnahme können bei großer Nennladung und Ladungsdichte des Elektrolytkondensator auch dessen Nennspannung und Verlustfaktor optimiert und insgesamt verbessert werden.Due to this technical measure, its rated voltage and loss factor can also be optimized and improved overall with a high rated charge and charge density of the electrolytic capacitor.

Ausführungsbeispielembodiment

Die erfindungsgemäße Lösung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The solution according to the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.

Aus Tantal-Pulver 18000 werden zylindrische Anoden ohne Anschluß folgendermaßen gepreßt:From tantalum powder 18000, cylindrical anodes without connection are pressed as follows:

Durchmesser: 0,8 mmDiameter: 0.8 mm

Höhe: 0,8 mm <Height: 0.8 mm <

Einwaage: 2,5 mgWeighing: 2.5 mg

Preßdichte: 4,9 g/cm3.Press density: 4.9 g / cm 3 .

Anschließend werden diese Körper 10min bei 1 270°C im Hochvakuum geglüht, so daß als Resultat ein vorgeglühtesSubsequently, these bodies are annealed for 10 min at 1 270 ° C in a high vacuum, so that as a result a pre-annealed

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 erreichtPress granules from PL 18000 are produced. From this pressed granulate cylindrical anodes are pressed with a diameter of 3.8 mm, which are contacted by an axially pressed tantalum wire. The initial weight is 250 mg. The anodes are sintered for 10 min at 1600 ° C in a high vacuum. The sintering parameters are selected in such a way that the powder is not "sintered out", ie, poor residual currents and low breakdown voltages are to be expected, and the following electrical parameters are achieved

Ladungsdichte: 15000pC/gCharge density: 15000pC / g

spez. Reststrom: 2,5 χ 10"3μΑ/μ0spec. Residual current: 2.5 χ 10 " 3 μΑ / μ0

Durchschlagspannung: 280VBreakdown voltage: 280V

Gesamtladung.· 377OpC,Total charge. · 377OpC,

Damit wird eine wesentliche Erhöhung der Durchschlagfestigkeit sowie eine Verringerung des Verlustfaktors erreicht.This achieves a substantial increase in dielectric strength and a reduction in the dissipation factor.

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.Sinter anode for electrolytic capacitors of pressed together and sintered valve metal powder particles with a sintered skeleton contacting electrical connection, wherein the anode consists of several sub-areas, which have a porosity corresponding to the respective type of powder, are interconnected by sintered bridges and between which there is a reaching to the surface pore system whose pore dimensions have a multiple of those in the sub-areas, characterized in that the sub-areas consist of pre-sintered pressed granules of the valve metal powder. Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft eino Sinteranode aus Ventilmetallpulver und wird vorzugsweise bei der Herstellung von Tantal-Elektrolytkondensatoren mit hohen Ladungsdichten und gleichzeitig hohen Nennspannungen angewendet.The invention relates to a sintered anode of valve metal powder and is preferably used in the production of tantalum electrolytic capacitors with high charge densities and high nominal voltages. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Tantal-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.Tantalum electrolytic capacitors are usually offered in the rated voltage range between 4V and 50V, in exceptional cases up to 70V. This fact is justified in the forming factor of 4 necessary for the achievement of favorable electrical parameters and the associated risk of electrical breakdown during the forming process of the porous sintered anodes at higher voltages. 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:The height of the respective breakdown voltage depends crucially on the sintering conditions, the powder quality and the size of the anode in terms of their charge quantity. The powder manufacturers develop special high-purity tantalum powders with a predominantly compact particle structure for high nominal stresses. However, regardless of the degree of purity of the powder, it should be noted that with the increase in the specific surface area and thus the charge density of the powder, the dielectric strength drops markedly. In parallel, the breakdown voltage decreases exponentially with increasing anode mass. As a result, powders with a charge density of at most 4000pC / g are used for anodes with a nominal voltage of 50V, while tantalum powders with charge densities of 22000μΟ ^ are already available. The following overview shows some typical tantalum powders and their application characteristics:
DD33854190A 1990-03-09 1990-03-09 Sintered anode for electrolytic capacitors DD301537A7 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD33854190A DD301537A7 (en) 1990-03-09 1990-03-09 Sintered anode for electrolytic capacitors
DE19914103395 DE4103395A1 (en) 1990-03-09 1991-02-05 Sintered electrode for electrolytic capacitor - is formed of part regions coupled through porosity sections
FR9102808A FR2659487A1 (en) 1990-03-09 1991-03-08 SINTERED ANODE FOR ELECTROLYTE CAPACITORS.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD33854190A DD301537A7 (en) 1990-03-09 1990-03-09 Sintered anode for electrolytic capacitors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DD301537A7 true DD301537A7 (en) 1993-02-18

Family

ID=5616950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DD33854190A DD301537A7 (en) 1990-03-09 1990-03-09 Sintered anode for electrolytic capacitors

Country Status (3)

Country Link
DD (1) DD301537A7 (en)
DE (1) DE4103395A1 (en)
FR (1) FR2659487A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2099807C1 (en) * 1993-02-16 1997-12-20 Акционерное общество "Элит" Capacitor with double electric layer

Also Published As

Publication number Publication date
DE4103395A1 (en) 1991-09-12
FR2659487A1 (en) 1991-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10003261B4 (en) Aluminum electrolytic capacitor
DE102007012559A1 (en) capacitor arrangement
DE2031798A1 (en) Electrochemical capacitor
WO2002052614A1 (en) Electric multilayer component and interference suppression circuit with said component
DE2835503C2 (en) Nickel oxide / hydrogen cells with negative electrodes integrated into the diffusion body
DE19941094A1 (en) Capacitor and method for manufacturing an anode body and an anode conductor therefor
US20050237698A1 (en) Reduced ESR through use of multiple wire anode
EP2104941A1 (en) Electric component and external contact of an electric component
DE10044450C1 (en) Formation of insulated condenser electrode structure, includes barrier component diffusing into layer between oxide dielectric and body of electrode metal
DD301537A7 (en) Sintered anode for electrolytic capacitors
DE2830015A1 (en) ALKALINE SECONDARY CELL
WO2001097315A1 (en) Battery, especially a flat cell
DE3135390A1 (en) ELECTRICAL COMPONENT, ESPECIALLY ELECTRIC CAPACITOR, AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE10044451C1 (en) Electrode and capacitor with the electrode
DE2411568A1 (en) ELECTROCHEMICAL POWER SUPPLY DEVICE
DE1199835B (en) Rechargeable, gas-tight sealed galvanic element with silver and zinc electrodes
EP0418562B1 (en) Process for making a solid electrolytic chip capacitor with protection element
DE102019106677A1 (en) Electrode element for an energy store, energy store and method for producing an electrode element
DD244926B1 (en) TWO-SIDED PRESSING METHOD FOR THE PRODUCTION OF SINTER ANODES FOR FIXED ELECTROLYTE CAPACITORS
DE1162434B (en) Silver-zinc accumulator
DE2631776A1 (en) ELECTRIC CAPACITOR
DE2619866B2 (en) Gas discharge tubes, in particular surge arresters
DE2524868A1 (en) ELECTRODE FOR ELECTROLYTIC CAPACITORS
DE4408579A1 (en) Solid electrolyte aluminium@ capacitor of low wt.
DE1771261A1 (en) Cadmium electrode and accumulator with such an electrode

Legal Events

Date Code Title Description
NAC Public notice for inspection of provisional exclusive patent accord. to par 18/2 dd-patg.