DE102010021338A1

DE102010021338A1 - Anode für einen Elektrolytkondensator, der einzelne Komponenten enthält, die durch eine feuerfeste Metallpaste miteinander verbunden sind

Info

Publication number: DE102010021338A1
Application number: DE102010021338A
Authority: DE
Inventors: Stanislav Zednicek; Peter Jacisko; Tomas Karnik
Original assignee: AVX Corp
Current assignee: Kyocera Avx Components Corp
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2010-05-22
Publication date: 2010-12-09
Also published as: US20100302710A1; US8279583B2; JP2010278447A

Abstract

Ein Festelektrolytkondensator, der ein Kondensatorelement enthält, das eine Anode, eine dielektrische Schicht und einen festen Elektrolyten umfasst, wird bereitgestellt. Die Anode wird aus einer Vielzahl (z. B. zwei oder mehr) getrennter Komponenten gebildet, was es ermöglicht, die Eigenschaften jeder Komponente (z. B. Dichte, Qualität usw.) während der Herstellung leichter zu steuern. Die Komponenten werden mit Hilfe einer feuerfesten Metallpaste (z. B. Tantalpaste) miteinander verbunden, die unter Bildung einer starken und zuverlässigen Verbindung mit den Komponenten verschweißt wird. Die Fähigkeit, getrennte Komponenten zuverlässig miteinander zu verbinden, ermöglicht die Verwendung einer Vielzahl von möglichen Querschnittsprofilen für jede einzelne Komponente. Zum Beispiel können die Komponenten ein relativ komplexes Profil besitzen, das eine oder mehrere Einkerbungen und/oder Vorsprünge enthält, um die Oberfläche zu erhöhen. Trotz des komplexen Profils können die Komponenten gemäß der Erfindung leicht unter Bildung der Anode miteinander verbunden werden.

Description

Hintergrund der Erfindung
Festelektrolytkondensatoren (z. B. Tantalkondensatoren) haben hauptsächlich zur Miniaturisierung von elektronischen Schaltungen beigetragen und ermöglichten die Anwendung solcher Schaltungen in extremen Umgebungen. Herkömmliche Festelektrolytkondensatoren werden häufig dadurch gebildet, dass man ein Metallpulver (z. B. Tantal) um einen Anschlussdraht herum presst, den gepressten Teil sintert, die gesinterte Anode anodisiert und danach einen festen Elektrolyten aufträgt. Während der Verwendung fließt Strom durch Kontaktpunkte zwischen dem Anschlussdraht und kleinen Verschmelzungsstellen der gesinterten Teilchen der porösen Anode. Zur Reduktion des Widerstands gegen diesen Stromfluss wurden verschiedene Techniken entwickelt, um die Querschnittsfläche der Anode zu erhöhen. Zum Beispiel wurden geriffelte Anoden entwickelt, die ein Querschnittsprofil aufweisen, das Einkerbungen enthält, die die Weglänge durch den internen festen Elektrolyten reduzieren und die Querschnittsfläche erhöhen, damit Strom durch den externen festen Elektrolyten fließt. Trotz der erreichten Vorteile ist die elektrische Leistungsfähigkeit, die von solchen geriffelten Anoden erreicht werden kann, aufgrund der Schwierigkeit, Teile mit hochkomplexer Form zu pressen, jedoch begrenzt. Daher bleibt ein Bedürfnis nach Verbesserung.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Festelektrolytkondensator offenbart, der eine Anode umfasst, die eine erste Anodenkomponente und eine zweite Anodenkomponente umfasst, welche durch eine feuerfeste Metallpaste elektrisch miteinander verbunden sind. Eine dielektrische Schicht bedeckt wenigstens einen Teil der ersten Anodenkomponente und der zweiten Anodenkomponente. Eine Kathode bedeckt wenigstens einen Teil der dielektrischen Schicht, wobei die Kathode einen festen Elektrolyten umfasst.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Anode zur Verwendung in einem Elektrolytkondensator offenbart. Die Anode ist aus einer ersten einzeln kompaktierten Anodenkomponente und einer zweiten einzeln kompaktierten Anodenkomponente gebildet, die durch eine feuerfeste Metallpaste elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die erste Anodenkomponente und die zweite Anodenkomponente Tantal, Niob oder ein elektrisch leitfähiges Oxid davon umfassen.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bildung einer Anode eines Elektrolytkondensators offenbart, das Folgendes umfasst: das Pressen eines ersten Pulvers unter Bildung einer ersten Anodenkomponente, das Pressen eines zweiten Pulvers unter Bildung einer zweiten Anodenkomponente, das Auftragen einer feuerfesten Metallpaste auf die erste Anodenkomponente, die zweite Anodenkomponente oder beide, das Positionieren der ersten Anodenkomponente neben der zweiten Anodenkomponente und das Sintern der feuerfesten Metallpaste, um die erste Anodenkomponente elektrisch mit der zweiten Anodenkomponente zu verbinden.
Weitere Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind im Folgenden ausführlicher dargelegt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Im Rest der Beschreibung und unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen ist eine vollständige und nacharbeitbare Offenbarung der vorliegenden Erfindung einschließlich ihrer besten Realisierung für den Fachmann insbesondere dargelegt; dabei sind:
1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform von zwei getrennten Anodenkomponenten, die gemäß der vorliegenden Erfindung elektrisch miteinander verbunden werden können;
2 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform von zwei getrennten Anodenkomponenten, die gemäß der vorliegenden Erfindung elektrisch miteinander verbunden werden können;
3 eine Querschnittsansicht der Anodenkomponenten von 1 nach der Verbindung;
4 eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der Anode der vorliegenden Erfindung, die aus zwei getrennten Komponenten gebildet ist;
die 5 bis 7 Querschnittsansichten noch anderer Ausführungsformen der Anode der vorliegenden Erfindung, die aus drei getrennten Komponenten gebildet sind;
8 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform von zwei getrennten Anodenkomponenten, die gemäß der vorliegenden Erfindung elektrisch miteinander verbunden werden können;
9 eine perspektivische Ansicht der Anodenkomponenten von 8 nach der Verbindung;
10 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Festelektrolytkondensators der vorliegenden Erfindung; und
11 eine Querschnittsansicht eines Kondensators, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet ist.
Bei mehrfacher Verwendung von Bezugszeichen in der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen sollen diese dieselben oder analoge Merkmale oder Elemente der vorliegenden Erfindung repräsentieren.
Ausführliche Beschreibung von repräsentativen Ausführungsformen
Der Fachmann sollte sich darüber im Klaren sein, dass die vorliegende Diskussion nur eine Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen ist und die breiteren Aspekte der vorliegenden Erfindung nicht einschränken soll.
Allgemein gesagt betrifft die vorliegende Erfindung einen Festelektrolytkondensator, der ein Kondensatorelement enthält, das eine Anode, eine dielektrische Schicht und einen festen Elektrolyten umfasst. Die Anode wird aus einer Vielzahl (z. B. zwei oder mehr) getrennter Komponenten gebildet, was es ermöglicht, die Eigenschaften jeder Komponente (z. B. Dichte, Qualität usw.) während der Herstellung leichter zu steuern. Die Komponenten werden mit Hilfe einer feuerfesten Metallpaste (z. B. Tantalpaste) miteinander verbunden, die unter Bildung einer starken und zuverlässigen Verbindung mit den Komponenten verschweißt wird. Die Fähigkeit, getrennte Komponenten zuverlässig miteinander zu verbinden, ermöglicht die Verwendung einer Vielzahl von möglichen Querschnittsprofilen für jede einzelne Komponente. Zum Beispiel können die Komponenten ein relativ komplexes Profil besitzen, das eine oder mehrere Einkerbungen und/oder Vorsprünge enthält, um die Oberfläche zu erhöhen. Trotz des komplexen Profils können die Komponenten gemäß der Erfindung leicht unter Bildung der Anode miteinander verbunden werden. In dieser Hinsicht werden jetzt verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.
Die zur Bildung der Anodenkomponenten verwendete Zusammensetzung kann eine Ventilmetallzusammensetzung mit einer hohen spezifischen Ladung umfassen, wie etwa 40 000 μF·V/g oder mehr, in einigen Ausführungsformen etwa 50 000 μF·V/g oder mehr, in einigen Ausführungsformen etwa 60 000 μF·V/g oder mehr und in einigen Ausführungsformen etwa 70 000 μF·V/g bis etwa 700 000 μF·V/g. Die Ventilmetallzusammensetzung enthält ein Ventilmetall (d. h. ein Metall, das zur Oxidation befähigt ist) oder eine Verbindung, die auf einem Ventilmetall beruht, wie Tantal, Niob, Aluminium, Hafnium, Titan, Legierungen davon, Oxide davon, Nitride davon usw. Zum Beispiel kann die Ventilmetallzusammensetzung ein elektrisch leitfähiges Oxid von Niob enthalten, wie ein Nioboxid mit einem Atomverhältnis von Niob zu Sauerstoff von 1:1,0 ± 1,0, in einigen Ausführungsformen 1:1,0 ± 0,3, in einigen Ausführungsformen 1:1,0 ± 0,1 und in einigen Ausführungsformen 1:1,0 ± 0,05. Bei dem Nioboxid kann es sich zum Beispiel um NbO_0,7, NbO_1,0, NbO_1,1 und NbO₂ handeln. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung NbO_1,0, ein leitfähiges Nioboxid, das auch nach dem Sintern bei hohen Temperaturen chemisch stabil bleiben kann. Beispiele für solche Ventilmetalloxide sind in den US-Patenten Nr. 6,322,912 (Fife), 6,391,275 (Fife et al.), 6,416,730 (Fife et al.), 6,527,937 (Fife), 6,576,099 (Kimmel et al.), 6,592,740 (Fife et al.) und 6,639,787 (Kimmel et al.) und 7,220,397 (Kimmel et al.) sowie in den US-Patentanmeldungen Veröffentlichungsnummer 2005/0019581 (Schnitter), 2005/0103638 (Schnitter et al.) und 2005/0013765 (Thomas et al.) beschrieben, auf die alle hier ausdrücklich für alle Zwecke Bezug genommen wird.
Zur Bildung der Anodenkomponenten können im Allgemeinen herkömmliche Herstellungsverfahren verwendet werden. In einer Ausführungsform wird zuerst ein Tantal- oder Nioboxidpulver mit einer bestimmten Teilchengröße ausgewählt. Zum Beispiel können die Teilchen flockenartig, eckig, knotenförmig sowie Gemische oder Variationen davon sein. Die Teilchen haben auch typischerweise eine Siebgrößenverteilung von wenigstens etwa 60 mesh, in einigen Ausführungsformen etwa 60 bis etwa 325 mesh und in einigen Ausführungsformen etwa 100 bis etwa 200 mesh. Ferner beträgt die spezifische Oberfläche etwa 0,1 bis etwa 10,0 m²/g, in einigen Ausführungsformen etwa 0,5 bis etwa 5,0 m²/g und in einigen Ausführungsformen etwa 1,0 bis etwa 2,0 m²/g. Der Ausdruck ”spezifische Oberfläche” bezieht sich auf die Oberfläche, die durch das Verfahren der physikalischen Gasadsorption (B. E. T.) von Brunauer, Emmet und Teller, Journal of American Chemical Society, Band 60, 1938, S. 309, mit Stickstoff als Adsorptionsgas bestimmt wurde. Ebenso beträgt die Schüttdichte (oder Scott-Dichte) typischerweise etwa 0,1 bis etwa 5,0 g/cm³, in einigen Ausführungsformen etwa 0,2 bis etwa 4,0 g/cm³ und in einigen Ausführungsformen etwa 0,5 bis etwa 3,0 g/cm³.
Um den Bau des Anodenkörpers zu erleichtern, können noch weitere Komponenten zu den elektrisch leitfähigen Teilchen gegeben werden. Zum Beispiel können die elektrisch leitfähigen Teilchen gegebenenfalls mit einem Bindemittel und/oder Gleitmittel gemischt werden, um zu gewährleisten, dass die Teilchen ausreichend aneinander haften, wenn sie zum Anodenkörper gepresst werden. Zu den geeigneten Bindemitteln gehören etwa Campher, Stearin- und andere Seifenfettsäuren, Carbowax (Union Carbide), Glyptal (General Electric), Naphthalin, Pflanzenwachs, Mikrowachse (gereinigte Paraffine), polymere Bindemittel (z. B. Polyvinylalkohol, Poly(ethyl-2-oxazolin) usw.) usw. Das Bindemittel kann in einem Lösungsmittel gelöst und dispergiert werden. Beispielhafte Lösungsmittel sind Wasser, Alkohole usw. Wenn Bindemittel und/oder Gleitmittel verwendet werden, kann ihr Prozentanteil von etwa 0,1 bis etwa 8 Gew.-% der Gesamtmasse variieren. Man sollte sich jedoch darüber im Klaren sein, dass Bindemittel und Gleitmittel in der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich sind.
Das resultierende Pulver kann kompaktiert werden, wobei man irgendeine herkömmliche Pulverpressvorrichtung verwendet. Die Pressform kann zum Beispiel eine Einplatz-Kompaktierpresse sein, bei der eine Matrize und ein oder mehrere Stempel verwendet werden. Alternativ dazu können auch Kompaktierpressformen des Ambosstyps verwendet werden, bei denen nur eine Matrize und ein einziger Unterstempel verwendet werden. Einplatz-Kompaktierpressformen sind in mehreren Grundtypen erhältlich, wie Nocken-, Kniehebel- und Exzenter-/Kurbelpressen mit unterschiedlichen Fähigkeiten, wie einfach wirkend, doppelt wirkend, Schwebemantelmatrize, bewegliche Werk zeugaufspannplatte, Gegenstempel, Schnecke, Schlag, Heißpressen, Prägen oder Kalibrieren. Das Pulver kann gegebenenfalls um einen Anodenanschluss (z. B. Tantaldraht) herum kompaktiert werden, so dass der Anschluss innerhalb einer Anodenkomponente eingebettet ist. Der Anodenanschluss kann in Form eines Bandes, Drahtes, Bleches usw. vorliegen und kann aus einer Ventilmetallverbindung, wie Tantal, Niob, Nioboxid usw., bestehen. Man sollte sich weiterhin darüber im Klaren sein, dass der Anodenanschluss nach dem Pressen und/oder Sintern des Anodenkörpers alternativ auch an der Anodenkomponente befestigt (z. B. daran geschweißt) werden kann.
Falls gewünscht, kann gegebenenfalls vorhandenes Bindemittel/Gleitmittel nach dem Pressen entfernt werden, indem man den Pressling mehrere Minuten lang im Vakuum auf eine bestimmte Temperatur (z. B. etwa 150°C bis etwa 500°C) erhitzt. Alternativ dazu kann das Bindemittel/Gleitmittel auch entfernt werden, indem man den Pressling mit einer wässrigen Lösung in Kontakt bringt, wie es im US-Patent Nr. 6,197,252 (Bishop et al.) beschrieben ist, auf das hier ausdrücklich für alle Zwecke Bezug genommen wird.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass einzelne Anodenkomponenten getrennt gebildet und anschließend miteinander verbunden werden können. Dies erweitert die Fähigkeit, Komponenten mit komplexen Querschnittsprofilen zu bilden. Das heißt, eine Komponente kann so gebildet (z. B. gepresst) werden, dass sie ein erstes Profil aufweist, und eine andere Komponente kann so gebildet werden, dass sie ein zweites Profil aufweist. Wenn sie miteinander verbunden werden, kombinieren sich die Querschnittsprofile jeder Komponente unter Bildung des gewünschten Profils des Anodenteils. Anstatt ein einzelnes Anodenteil mit dem komplexen Querschnittsprofil zu bilden, wird das Verfahren also in mehrere Schritte unterteilt, um den Herstellungsaufwand zum Erreichen eines solchen Profils zu erleichtern. Das Querschnittsprofil der Komponenten kann in jeder gewünschten Weise variieren. Zum Beispiel kann eine Komponente ein texturiertes Querschnittsprofil haben, das gekrümmt, wellenförmig, rechteckig, U-förmig, V-förmig, dreieckig usw. ist. Solche texturierten Profile enthalten im Allgemeinen eine oder mehrere Einkerbungen und Vorsprünge (oder ”Riffel”). Verschiedene Beispiele für ”geriffelte” Anoden, die Einkerbungen und Vorsprünge enthalten, sind zum Beispiel in den US-Patenten Nr. 5,949,639 (Maeda et al.) und 7,116,548 (Satterfield et al.) beschrieben, auf die alle hier ausdrücklich für alle Zwecke Bezug genommen wird.
Unabhängig von ihren Querschnittsprofilen wird eine feuerfeste Metallpaste eingesetzt, um die einzelnen Anodenkomponenten elektrisch miteinander zu verbinden. Die Paste enthält im Allgemeinen Teilchen einer relativ geringen Größe, wie solche mit einer mittleren Größe von etwa 0,01 bis etwa 20 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen etwa 0,1 bis etwa 15 Mikrometer und in einigen Ausführungsformen etwa 1 bis etwa 10 Mikrometer. Zum Teil aufgrund der relativ geringen Größe der Teilchen kann die Paste eine relativ niedrige Viskosität haben, so dass sie während der Herstellung des Kondensators leicht gehandhabt und auf einen Anodenanschluss und/oder Anodenkörper aufgetragen werden kann. Die Viskosität kann zum Beispiel im Bereich von etwa 5 bis etwa 200 Pascalsekunden, in einigen Ausführungsformen etwa 10 bis etwa 150 Pascalsekunden und in einigen Ausführungsformen etwa 20 bis etwa 100 Pascalsekunden betragen, gemessen mit einem Brookfield-DV-1-Viskometer unter Verwendung einer Spindel Nr. 18, die mit 12 U/min und bei 25°C arbeitet. Falls gewünscht, können Verdickungsmittel oder andere Viskositätsmodifikatoren in der Paste eingesetzt werden, um die Viskosität zu erhöhen oder zu senken. Weiterhin kann die Dicke der aufgetragenen Paste auch relativ gering sein und dennoch die gewünschte Bindung des Anschlusses an den Anodenkörper erreichen. Zum Beispiel kann die Dicke der Paste etwa 0,01 bis etwa 50 Mikrometer, in einigen Ausführungsformen etwa 0,5 bis etwa 30 Mikrometer und in einigen Ausführungsformen etwa 1 bis etwa 25 Mikrometer betragen.
Die in der Paste verwendeten Teilchen bestehen aus einer Zusammensetzung, die ein feuerfestes Metall, wie Wolfram, Molybdän, Niob, Tantal, Rhenium, Osmium, Iridium, Ruthenium, Hafnium, Zirconium, Vanadium, Chrom, sowie elektrisch leitfähige Legierungen, Oxide und Nitride dieser Metalle umfasst. Vorzugsweise ist die Zusammensetzung dieselbe oder im Wesentlichen die gleiche wie das Material, das zur Bildung des Anodenkörpers verwendet wird. In einer besonderen Ausführungsform werden für die Bindung an Tantalanodenkomponenten zum Beispiel Teilchen aus Tantalmetall eingesetzt.
Zur Bildung der Paste können die Teilchen zunächst in einem Lösungsmittel dispergiert werden. Eine Vielzahl von Lösungsmitteln können eingesetzt werden, wie Wasser, Glycole (z. B. Propylenglycol, Butylenglycol, Triethylenglycol, Hexylenglycol, Polyethylenglycole, Ethoxydiglycol und Dipropylenglycol), Glycolether (z. B. Methylglycolether, Ethylglycolether und Isopropylglycolether), Ether (z. B. Diethylether und Tetrahydrofuran), Alkohole (z. B. Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol und Butanol), Triglyceride, Ketone (z. B. Aceton, Methylethylketon und Methylisobutylketon), Ester (z. B. Ethylacetat, Butylacetat, Diethylenglycoletheracetat und Methoxypropylacetat), Amide (z. B. Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dimethylcapryl-/-caprinfettsäureamid und N-Alkylpyrrolidone); Nitrile (z. B. Acetonitril, Propionitril, Butyronitril und Benzonitril), Sulfoxide oder Sulfone (z. B. Dimethylsulfoxid (DMSO) und Sulfolan) usw. Ein besonderer Vorteil der vorliegendehn Erfindung besteht darin, dass wässrige Lösungsmittel (z. B. Wasser) eingesetzt werden können. Tatsächlich kann Wasser etwa 20 Gew.-% oder mehr, in einigen Ausführungsformen etwa 50 Gew.-% oder mehr und in einigen Ausführungsformen etwa 75 Gew.-% bis 100 Gew.-% der in der Paste verwendeten Lösungsmittel ausmachen.
Die Gesamtkonzentration der in der Paste eingesetzten Lösungsmittel kann variieren, beträgt jedoch typischerweise etwa 1 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-%, in einigen Ausführungsformen etwa 5 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% und in einigen Ausführungsformen etwa 10 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% der Paste. Selbstverständlich hängt die spezielle Menge der eingesetzten Lösungsmittel zum Teil von dem gewünschten Feststoffgehalt und/oder der gewünschten Viskosität der Paste ab. Zum Beispiel kann der Feststoffgehalt im Bereich von etwa 40 bis etwa 98 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen etwa 50 und etwa 96 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt zwischen etwa 60 und etwa 95 Gew.-% liegen. Durch Variieren des Feststoffgehalts der Paste kann die Anwesenheit der feuerfesten Metallteilchen gesteuert werden. Zur Bildung einer Paste mit einer größeren Menge an Teilchen kann die Zubereitung zum Beispiel mit einem relativ hohen Feststoffgehalt versehen sein, so dass ein größerer Prozentsatz der Teilchen in die Paste eingebaut wird.
In der Paste kann auch ein Kleber eingesetzt werden, der dabei hilft, die Teilchen in einer unzerstörten Position zu halten und/oder die Haftung der Paste an der gewünschten Oberfläche zu unterstützen. Obwohl ein beliebiger Kleber eingesetzt werden kann, sind organische Kleber für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung besonders gut geeignet. Beispiele für solche Kleber sind zum Beispiel Epoxyverbindungen (z. B. zweikomponentiger UHU-Epoxykleber), Polyvinylbutyral, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Cellulosepolymere, wie Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Ethylcellulose, Hydroxyethylcellulose und Methylhydroxyethylcellulose, ataktisches Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenglycol (z. B. Carbowax von Dow Chemical Co.), Siliciumpolymere, wie Polymethylsiloxan, Polymethylphenylsiloxan; Polystyrol, Poly(butadien/styrol); Polyamide, Polyimide und Polyacrylamide, hochmolekulare Polyether; Copolymere von Ethylenoxid und Propylenoxid; Fluorpolymere, wie Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid und Fluorolefin-Copolymere, sowie Acrylpolymere, wie Natriumpolyacrylat, Poly(niederalkylacrylate), Poly(niederalkylmethacrylate) und Copolymere von Niederalkylacrylaten und -methacrylaten.
Neben Klebern kann die Paste auch andere Komponenten umfassen. Zum Beispiel können in der Paste ein oder mehrere Dispergiermittel eingesetzt werden, um die Oberflächenspannung der Suspension zu reduzieren. Eine Klasse von geeigneten Dispergiermitteln umfasst anionische Verbindungen, die Säuregruppen aufweisen, oder Salze davon. Solche Verbindungen können zum Beispiel wenigstens ein ethylenisch ungesättigtes säurehaltiges Monomer und gegebenenfalls wenigstens ein ethylenisch ungesättigtes nichtionisches Monomer enthalten. Zu den geeigneten Säuremonomeren gehören Monomere mit Carbonsäuregruppen, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Fumarsäure, Krotonsäure, Maleinsäure, Monomethylitaconat, Monomethylfumarat und Monobutylfumarat; Anhydride, wie Maleinsäureanhydrid und Itaconsäureanhydrid; oder Kombinationen davon. Zu den geeigneten ethylenisch ungesättigten Mono meren gehören Alkylester von (Meth)acrylsäure, wie Ethylacrylat, Butylacrylat und Methylmethacrylat; Hydroxyester von (Meth)acrylsäure, wie Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat und Hydroxypropylmethacrylat; aromatische Monomere, wie Styrol und α-Methylstyrol; sowie Alkene, wie Diisobutylen.
Ein Netzmittel oder Tensid kann in der Paste ebenfalls eingesetzt werden, um die Bildung von homogen gleichmäßigen Pasten mit wünschenswerter Verteilbarkeit zu erleichtern. Zu den geeigneten Tensiden gehören kationische Tenside, nichtionische Tenside, anionische Tenside, amphotere Tenside usw. Nichtionische Tenside können zum Beispiel eine hydrophobe Base, wie eine langkettige Alkylgruppe oder eine alkylierte Arylgruppe, und eine hydrophile Kette, die eine bestimmte Anzahl (z. B. 1 bis etwa 30) an Ethoxy- und/oder Propoxy-Struktureinheiten umfasst, aufweisen. Beispiele für einige Klassen von nichtionischen Tensiden, die verwendet werden können, sind unter Anderem ethoxylierte Alkylphenole, ethoxylierte und propoxylierte Fettalkohole, Polyethylenglycolether von Methylglucose, Polyethylenglycolether von Sorbit, Ethylenoxid-Propylenoxid-Blockcopolymere, ethoxylierte Ester von (C₈-C₁₈)-Fettsäuren, Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit langkettigen Aminen oder Amiden, Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit Alkoholen sowie Gemische davon. Besonders gut geeignete nichtionische Tenside sind etwa die Polyethylenoxid-Kondensate von 1 mol Alkylphenol, das etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatome in einer geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppe enthält, mit etwa 5 bis 30 mol Ethylenoxid. Spezielle Beispiele für Alkylphenolethoxylate sind Nonylphenol, das mit etwa 9,5 mol Ethylenoxid pro Mol Nonylphenol kondensiert ist, Dinonylphenol, das mit etwa 12 mol Ethylenoxid pro Mol Phenol kondensiert ist, Dinonylphenol, das mit etwa 15 mol Ethylenoxid pro Mol Phenol kondensiert ist, und Diisooctylphenol, das mit etwa 15 mol Ethylenoxid pro Mol Phenol kondensiert ist.
Weichmacher können ebenfalls in der Paste eingesetzt werden, um die filmbildenden Eigenschaften der Paste zu verstärken. Weichmacher sind wohlbekannt, und es kann eine Vielzahl von Weichmachern eingesetzt werden. Beispiele für typische Weichmacher sind Mineralöl, Glycole, wie Propylenglycol, Phthalsäure ester, wie Dioctylphthalat und Benzylbutylphthalat, sowie langkettige aliphatische Säuren, wie Ölsäure und Stearinsäure, sowie Gemische davon.
Die Konzentration jeder Komponente der Paste kann in Abhängigkeit von der gewünschten Menge der Teilchen, der Nassaufnahme des verwendeten Auftragsverfahrens usw. variieren. Zum Beispiel liegt die Menge der Teilchen innerhalb der Paste im Allgemeinen im Bereich von etwa 20 Gew.-% bis etwa 90 Gew.-%, in einigen Ausführungsformen etwa 40 Gew.-% bis etwa 85 Gew.-% und in einigen Ausführungsformen etwa 60 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-%. Kleber können ebenfalls etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, in einigen Ausführungsformen etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% und in einigen Ausführungsformen etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der Paste ausmachen. Andere Komponenten, wie Dispergiermittel, Tenside, Weichmacher usw., können jeweils etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, in einigen Ausführungsformen etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% und in einigen Ausführungsformen etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% der Paste ausmachen.
Eine Vielzahl von Techniken kann im Allgemeinen eingesetzt werden, um die feuerfeste Metallpaste auf den Anodenkörper aufzutragen, wie Wärmebehandlung, thermisches Sintern, Kathodenzerstäubung, Siebdruck, Tauchbeschichtung, elektrophoretische Beschichtung, Elektronenstrahlabscheidung, Sprühen, Walzenpressen, Streichen, Rakelgießen, Vakuumabscheidung, Beschichtung usw. Nach dem Auftragen kann die feuerfeste Metallpaste gegebenenfalls erhitzt werden, um vorhandenen Kleber/Gleitmittel zu entfernen. Unabhängig davon wird die Paste gesintert, so dass die Teilchen eine Verbindung sowohl zum Anodenanschluss als auch zum Anodenkörper bilden. Das Sintern der Paste gemäß der vorliegenden Erfindung kann vor und/oder nach dem Sintern des Anodenkörpers erfolgen. In einer besonderen Ausführungsform wird die feuerfeste Metallpaste mit dem Anodenkörper gemeinsam gesintert. Die Temperatur, bei der die Paste gesintert wird, kann zum Beispiel in einem Bereich von etwa 1000°C bis etwa 2500°C, in einigen Ausführungsformen von etwa 1000°C bis etwa 2000°C und in einigen Ausführungsformen von etwa 1200°C bis etwa 1800°C liegen. Das Sintern kann bei jedem gewünschten Druck erfolgen. In einer bestimmten Ausführungsform kann das Sintern bei einem relativ niedrigen Druck erfolgen, wie weniger als etwa 200 Millitorr, in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 100 Millitorr und in einigen Ausführungsformen weniger als etwa 50 Millitorr. Die Gesamtzeit des Sinterns kann auch in einem Bereich von etwa 10 Minuten bis etwa 1 Stunde liegen.
Die Art und Weise, wie die Paste auf die Komponenten aufgetragen wird, hängt zum Teil von der besonderen Form der Komponenten ab. In den 1 und 3 ist zum Beispiel eine Ausführungsform gezeigt, in der eine Anode 11 aus einer ersten Komponente 20 und einer zweiten Komponente 30 gebildet wird. Die erste Komponente 20 hat eine im Wesentlichen rechteckige Form und kann über die zweite Komponente 30 montiert werden, wie es durch den Richtungspfeil in 1 gezeigt wird. Die zweite Komponente 30 hat ebenfalls eine im Wesentlichen rechteckige Form und weist eine obere Fläche auf, von der einander gegenüberliegende Vorsprünge 31 ausgehen. Ein Anschlussdraht 36 kann ebenfalls im Körper der zweiten Komponente 30 eingebettet sein und sich von diesem weg erstrecken. In dieser besonderen Ausführungsform befindet sich eine feuerfeste Metallpaste 47 zwischen den Enden der ersten Komponente 20 und den jeweiligen Vorsprüngen 31 der zweiten Komponente 30, um die Komponenten elektrisch miteinander zu verbinden. Aufgrund der Verwendung von Vorsprüngen während der Verbindung definiert die resultierende Anode 11 einen Innenraum 46. Der Raum 46 kann die Fähigkeit eines festen Elektrolyten, die Poren und die Oberfläche der Komponenten 20 und 30 zu imprägnieren, erhöhen und dadurch die elektrischen Eigenschaften insgesamt verbessern. Die Fähigkeit, die Imprägnierung durch den festen Elektrolyten zu verbessern, kann noch weiter erhöht werden, indem man die Oberfläche der Vorsprünge erhöht. In 2 ist zum Beispiel eine Anode 13 gezeigt, die aus der oben beschriebenen ersten und zweiten Komponente 20 und 30 gebildet wird, außer dass Vorsprünge 32 an den Ecken der zweiten Komponente 30 oder in der Nähe solcher Ecken eingesetzt werden. Die Vorsprünge 32 sind entlang der Breite und Länge der Komponenten unterbrochen und können so die Oberfläche erhöhen und die Fähigkeit zum Imprägnieren der Anode 13 erhöhen.
Während die oben genannten Ausführungsformen zwei (2) getrennte Komponenten einsetzen, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass die vorliegende Erfindung keineswegs auf irgendeine bestimmte Zahl von getrennten Anodenkomponenten beschränkt ist. In 4 ist zum Beispiel eine Anode 12 gezeigt, die eine innere Anodenkomponente 50 umfasst, die sich zwischen einer ersten äußeren Komponente 23 und einer zweiten äußeren Komponente 25 befindet. Eine feuerfeste Metallpaste 51 wird eingesetzt, um die innere Komponente 50 elektrisch mit der ersten äußeren Komponente 23 zu verbinden, und eine feuerfeste Metallpaste 53 wird eingesetzt, um die innere Komponente 50 elektrisch mit der zweiten äußeren Komponente 25 zu verbinden. In 4 enthält die innere Komponente 50 Vorsprünge 53 zum Kontakt mit den äußeren Komponenten. In dieser besonderen Ausführungsform haben die Vorsprünge 53 ein im Wesentlichen kreisförmiges Querschnittsprofil, um besser einen Anodenanschlussdraht 56 unterbringen zu können.
Die Vorsprünge können auch andere Formen und/oder Größen besitzen. Zum Beispiel zeigt 7 eine Ausführungsform, in der eine Anode 300 eine innere Komponente 301 enthält, die trapezförmige Vorsprünge 301 enthält. Eine solche Form kann den Grad des Oberflächenkontakts zwischen der inneren Komponente 301, der Paste 307 und äußeren Komponenten 303 und 305 verstärken. Falls gewünscht, können die äußeren Komponenten 303 und 305 auch vertiefte Bereiche 321 bzw. 323 enthalten, die komplementär zu der Form der Vorsprünge sind und diese aufnehmen. Wie gezeigt, enthält die innere Komponente 301 von 7 auch einen einzelnen Anodenanschlussdraht 306. In bestimmten Ausführungsformen können jedoch auch mehrfache Anodenanschlussdrähte eingesetzt werden. In 6 ist zum Beispiel eine Anode 200 gezeigt, die eine innere Komponente 201 und zwei getrennte Anodenanschlussdrähte 206 enthält. Die innere Komponente 201 enthält Vorsprünge 231 und 233, die über eine Paste 209 elektrisch mit äußeren Komponenten 203 bzw. 205 verbunden sind. Infolge dieses Aufbaus definiert die Anode 200 zwei (2) getrennte Innenräume 215 und 217, um die Fähigkeit zum Imprägnieren der Poren und der Oberfläche der Komponenten zu erhöhen.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer dreikomponentigen Anode 100, die eine innere Komponente 101 umfasst, welche einen Anodenanschlussdraht 106 aufweist und sich zwischen einer ersten äußeren Komponente 103 und einer zweiten äußeren Komponente 105 befindet. Im Gegensatz zu den Ausführungsformen der 6 und 7 ist die innere Komponente in dieser Ausführungsform im Wesentlichen rechteckig, und die äußeren Komponenten 103 und 105 enthalten Vorsprünge 107 bzw. 111. Die Vorsprünge 107 und 111 sind über feuerfeste Metallpasten 109 bzw. 113 elektrisch mit der inneren Komponente 101 verbunden.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Anodenanschluss für die anschließende Verbindung mit einem Anodenende innerhalb von einer oder mehreren der Anodenkomponenten eingebettet. Man sollte sich jedoch darüber im Klaren sein, dass der Anodenanschluss nicht innerhalb der Komponenten eingebettet zu sein braucht. Zum Beispiel kann der Anodenanschluss mit Hilfe der feuerfesten Metallpaste elektrisch mit einer oder mehreren Komponenten verbunden sein. In den 8 bis 9 ist zum Beispiel eine Ausführungsform einer Anode 500 gezeigt, die aus einer ersten Komponente 501 und einer zweiten Komponente 503 gebildet ist. Die erste Komponente enthält Vorsprünge 505 und 507, und die zweite Komponente enthält Vorsprünge 509 und 511. Wie in 8 durch den Richtungspfeil gezeigt wird, können die Komponenten miteinander verbunden werden, indem man den Vorsprung 507 der ersten Komponente mit einer Fläche der zweiten Komponente 503 und den Vorsprung 509 mit einer Fläche der ersten Komponente 501 in Kontakt bringt. Eine feuerfeste Metallpaste 524 wird eingesetzt, um die Komponenten an den angegebenen Stellen miteinander zu verbinden. Wenn sie in dieser Weise miteinander verbunden werden, werden verschiedene Innenräume 550, 551 und 552 gebildet, um die Imprägnierung mit dem festen Elektrolyten zu verbessern. Weiterhin kann anschließend, obwohl es nicht ausdrücklich gezeigt ist, ein Anodenanschluss in einen der Räume (z. B. Raum 550) eingesetzt und mit Hilfe einer feuerfesten Metallpaste (nicht gezeigt) mit den Komponenten verbunden werden. Nach dem Sintern kann eine starke Bindung zwischen den Teilchen der feuerfesten Metallpaste sowie zwischen dem Metall der beiden Anodenkomponenten und dem Anodenanschluss gebildet werden.
Nachdem die Anode gebildet wurde, kann sie anodisiert werden, so dass eine dielektrische Schicht auf und/oder innerhalb der Anode entsteht. Anodisierung ist ein elektrochemisches Verfahren, bei dem die Anode oxidiert wird, so dass ein Material mit einer relativ hohen Dielektrizitätskonstante entsteht. Zum Beispiel kann eine Tantalanode zu Tantalpentoxid (Ta₂O₅) anodisiert werden. Typischerweise wird die Anodisierung durchgeführt, indem man zunächst einen Elektrolyten auf die Anode aufträgt, etwa durch Eintauchen der Anode in den Elektrolyten. Der Elektrolyt liegt im Allgemeinen in Form einer Flüssigkeit vor, etwa als Lösung (z. B. wässrig oder nichtwässrig), Dispersion, Schmelze usw. In dem Elektrolyten wird im Allgemeinen ein Lösungsmittel eingesetzt, wie Wasser (z. B. deionisiertes Wasser), Ether (z. B. Diethylether und Tetrahydrofuran), Alkohole (z. B. Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol und Butanol), Triglyceride, Ketone, (z. B. Aceton, Methylethylketon und Methylisobutylketon); Ester (z. B. Ethylacetat, Butylacetat, Diethylenglycoletheracetat und Methoxypropylacetat); Amide (z. B. Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dimethylcapryl-/caprinfettsäureamid und N-Alkylpyrrolidone), Nitrile (z. B. Acetonitril, Propionitril, Butyronitril und Benzonitril), Sulfoxide oder Sulfone (z. B. Dimethylsulfoxid (DMSO) und Sulfolan) usw. Das Lösungsmittel kann etwa 50 Gew.-% bis etwa 99,9 Gew.-%, in einigen Ausführungsformen etwa 75 Gew.-% bis etwa 99 Gew.-% und in einigen Ausführungsformen etwa 80 Gew.-% bis etwa 95 Gew.-% des Elektrolyten ausmachen. Obwohl es nicht unbedingt erforderlich ist, ist die Verwendung eines wässrigen Lösungsmittels (z. B. Wasser) häufig wünschenswert, um dabei zu helfen, das gewünschte Oxid zu erreichen. Tatsächlich kann Wasser etwa 50 Gew.-% oder mehr, in einigen Ausführungsformen etwa 70 Gew.-% oder mehr und in einigen Ausführungsformen etwa 90 Gew.-% bis 100 Gew.-% der in dem Elektrolyten verwendeten Lösungsmittel ausmachen.
Der Elektrolyt ist ionenleitend und kann eine Ionenleitfähigkeit von etwa 1 Millisiemens pro Zentimeter (”mS/cm”) oder mehr aufweisen, in einigen Ausführungsformen etwa 30 mS/cm oder mehr und in einigen Ausführungsformen etwa 40 mS/cm bis etwa 100 mS/cm, bestimmt bei einer Temperatur von 25°C. Um die Ionenleitfähigkeit des Elektrolyten zu verstärken, kann eine Verbindung eingesetzt werden, die in dem Lösungsmittel unter Bildung von Ionen dissoziieren kann. Geeignete ionische Verbindungen für diesen Zweck sind zum Beispiel Säuren, wie Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Polyphosphorsäure, Borsäure, Boronsäure usw., organische Säuren einschließlich Carbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Salicylsäure, Sulfosalicylsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Apfelsäure, Ölsäure, Gallsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Ameisensäure, Essigsäure, Glycolsäure, Oxalsäure, Propionsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Glutarsäure, Gluconsäure, Milchsäure, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Itaconsäure, Trifluoressigsäure, Barbitursäure, Zimtsäure, Benzoesäure, 4-Hydroxybenzoesäure, Aminobenzoesäure usw., Sulfonsäuren, wie Methansulfonsäure, Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure, Trifluormethansulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Naphthalindisulfonsäure, Hydroxybenzolsulfonsäure, Dodecylsulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure usw., polymere Säuren, wie Polyacryl- oder Polymethacrylsäure und Copolymere davon (z. B. Maleinsäure-Acrylsäure-, Sulfonsäure-Acrylsäure und Styrol-Acrylsäure-Copolymere), Carrageensäure, Carboxymethylcellulose, Alginsäure usw., usw. Die Konzentration der ionischen Verbindungen wird so gewählt, dass die gewünschte Ionenleitfähigkeit erreicht wird. Zum Beispiel kann eine Säure (z. B. Phosphorsäure) etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%, in einigen Ausführungsformen etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 0,8 Gew.-% und in einigen Ausführungsformen etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% des Elektrolyten ausmachen. Falls gewünscht, können in dem Elektrolyten auch Gemische von ionischen Verbindungen eingesetzt werden.
Ein Strom wird durch den Elektrolyten geleitet, um die dielektrische Schicht zu bilden. Der Wert der Spannung entspricht der Dicke der dielektrischen Schicht. Zum Beispiel kann die Stromquelle zunächst im galvanostatischen Modus betrieben werden, bis die erforderliche Spannung erreicht ist. Danach kann die Stromquelle auf einen potentiostatischen Modus umgeschaltet werden, um zu gewährleisten, dass die gewünschte Dicke des Dielektrikums über der Oberfläche der Anode gebildet wird. Selbstverständlich können auch andere bekannte Verfahren eingesetzt werden, wie potentiostatische Impuls- oder Schrittverfahren. Die Spannung liegt typischerweise im Bereich von etwa 4 bis etwa 200 V und in einigen Ausführungsformen etwa 9 bis etwa 100 V. Während der anodischen Oxidation kann der Elektrolyt auf einer erhöhten Temperatur gehalten werden, wie etwa 30°C oder mehr, in einigen Ausführungsformen etwa 40°C bis etwa 200°C und in einigen Ausführungsformen etwa 50°C bis etwa 100°C. Die anodische Oxidation kann auch bei Umgebungstemperatur oder darunter durchgeführt werden. Die resultierende dielektrische Schicht kann auf einer Oberfläche der Anode oder innerhalb ihrer Poren gebildet werden.
Der anodisierte Teil kann einem Schritt zur Bildung einer Kathode unterzogen werden, die einen festen Elektrolyten beinhaltet, wie Mangandioxid, ein leitfähiges Polymer usw. Ein fester Elektrolyt aus Mangandioxid kann zum Beispiel durch pyrolytische Zersetzung von Mangan(II)nitrat (Mn(NO₃)₂) gebildet werden. Solche Techniken sind zum Beispiel im US-Patent Nr. 4,945,452 (Sturmer et al.) beschrieben, auf das hier ausdrücklich für alle Zwecke Bezug genommen wird. Alternativ dazu kann auch eine leitfähige Polymerbeschichtung eingesetzt werden, die einen oder mehrere Polyheterocyclen (z. B. Polypyrrole, Polythiophene, Poly(3,4-ethylendioxythiophen) (PEDT), Polyaniline), Polyacetylene, Poly-p-phenylene, Polyphenolate und Derivate davon enthält. Falls gewünscht, kann die leitfähige Polymerbeschichtung überdies auch aus mehreren leitfähigen Polymerschichten gebildet werden. Zum Beispiel kann die Kathode aus dem leitfähigen Polymer in einer Ausführungsform eine aus PEDT gebildete Schicht und eine andere, aus einem Polypyrrol gebildete Schicht enthalten. Verschiedene Verfahren können verwendet werden, um die leitfähige Polymerbeschichtung auf den Anodenteil aufzutragen. Zum Beispiel können herkömmliche Techniken, wie Elektropolymerisation, Siebdruck, Tauchbeschichtung, elektrophoretische Beschichtung und Sprühbeschichtung, verwendet werden, um eine leitfähige Polymerbeschichtung zu bilden. In einer Ausführungsform können zum Beispiel die zur Bildung des leitfähigen Polymers verwendeten Monomere (z. B. 3,4-Ethylendioxythiophen) zunächst unter Bildung einer Lösung mit einem Polymerisationskatalysator gemischt werden. Ein geeigneter Polymerisationskatalysator ist zum Beispiel CLEVIOS C, bei dem es sich um Eisen(III)toluolsulfonat handelt und das von H. C. Starck vertrieben wird. CLEVIOS C ist ein kommerziell erhältlicher Katalysator für CLEVIOS M, bei dem es sich um 3,4-Ethylendioxythiophen handelt, ein PEDT-Monomer, das ebenfalls von H. C. Starck vertrieben wird. Sobald eine Katalysatordispersion gebildet ist, kann der Anodenteil dann in die Dispersion eingetaucht werden, so dass das Polymer auf der Oberfläche des Anodenteils entsteht. Alternativ dazu können der Katalysator und das oder die Monomere auch getrennt auf den Anodenteil aufgetragen werden. In einer Ausführungsform kann der Katalysator zum Beispiel in einem Lösungsmittel (z. B. Butanol) gelöst und dann als Tauchlösung auf den Anodenteil aufgetragen werden. Der Anodenteil kann dann getrocknet werden, um das Lösungsmittel davon zu entfernen. Danach kann der Anodenteil in eine Lösung, die das geeignete Monomer enthält, eingetaucht werden. Sobald das Monomer mit der Oberfläche des Anodenteils, der den Katalysator enthält, in Kontakt tritt, polymerisiert es chemisch darauf. Techniken, wie sie oben beschrieben sind, sind ausführlicher in der US-Veröffentlichungs-Nr. 2008/232037 (Biler) beschrieben.
Außerdem kann der Katalysator (z. B. CLEVIOS C) auch mit dem oder den Materialien, die zur Bildung der fakultativen Schutzbeschichtung verwendet werden (z. B. harzartige Materialien), gemischt werden. In solchen Fällen kann der Anodenteil dann in eine Lösung eingetaucht werden, die das Monomer (CLEVIOS M) enthält. Infolgedessen kann das Monomer innerhalb und/oder auf der Oberfläche der Schutzbeschichtung mit dem Katalysator in Kontakt treten und damit unter Bildung der leitfähigen Polymerbeschichtung reagieren. Techniken, wie sie oben beschrieben sind, sind ausführlicher im US-Patent Nr. 7,460,358 (Biler) beschrieben. Obwohl oben verschiedene Verfahren beschrieben wurden, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass in der vorliegenden Erfindung auch jedes andere Verfahren zum Auftragen der leitfähigen Beschichtung oder Beschichtungen auf den Anodenteil verwendet werden kann. Andere Verfahren zum Auftragen solcher leitfähigen Polymerbeschichtungen sind zum Beispiel in den US-Patenten Nr. 5,457,862 (Sakata et al.), 5,473,503 (Sakata et al.), 5,729,428 (Sakata et al.) und 5,812,367 (Kudoh et al.) beschrieben, auf die hier ausdrücklich für alle Zwecke Bezug genommen wird.
Sobald er aufgetragen ist, kann der feste Elektrolyt geflickt werden. Das Flicken kann nach jeder Auftragung einer festen Elektrolytschicht erfolgen, oder es kann nach der Auftragung der gesamten Beschichtung erfolgen. In einigen Ausführungsformen kann der feste Elektrolyt zum Beispiel geflickt werden, indem man den Pressling in eine Elektrolytlösung, wie eine Lösung einer Säure, eintaucht und danach eine konstante Spannung an die Lösung anlegt, bis die Stromstärke auf ein vorgewähltes Niveau reduziert ist. Falls gewünscht, kann dieses Flicken in mehreren Schritten erfolgen. Nach der Auftragung eines Teils oder der gesamten oben beschriebenen Schichten kann der Pressling dann gegebenenfalls gewaschen werden, um verschiedene Nebenprodukte, überschüssige Katalysatoren usw., zu entfernen. Weiterhin kann in einigen Fällen nach einem Teil oder den gesamten oben beschriebenen Tauchvorgängen getrocknet werden. Ein Trocknen kann zum Beispiel wünschenswert sein, nachdem der Katalysator aufgetragen und/oder nachdem der Pressling gewaschen wurde, um die Poren des Presslings zu öffnen, so dass er bei anschließenden Tauchschritten eine Flüssigkeit aufnehmen kann.
Falls gewünscht, kann gegebenenfalls eine Kohlenstoffschicht (z. B. Graphit) bzw. eine Silberschicht auf das Teil aufgetragen werden. Die Silberbeschichtung kann zum Beispiel als lötbarer Leiter, Kontaktschicht und/oder Ladungskollektor für den Kondensator wirken, und die Kohlenstoffbeschichtung kann den Kontakt der Silberbeschichtung mit dem festen Elektrolyten einschränken. Solche Beschichtungen können einen Teil oder den gesamten festen Elektrolyten bedecken.
Das resultierende Kondensatorelement kann dann mit Enden versehen werden, wobei man in der Technik bekannte Methoden verwendet. In 10 ist zum Beispiel eine Ausführungsform eines Kondensatorelements 530 gezeigt, das eine vordere Fläche 536, hintere Fläche 538, obere und untere Fläche 537 bzw. 539 und Seitenflächen 532 (von denen nur eine gezeigt ist) aufweist. In dieser Ausführungsform enthält das Kondensatorelement 530 eine Anode 550, die aus zwei (2) Anodenkomponenten 20 und 30 gebildet ist, die mittels einer Paste 47 miteinander verbunden sind, wie es in 1 gezeigt und oben beschrieben ist. Ein Anodendraht 36 erstreckt sich ausgehend von der vorderen Fläche 536 der Komponente 30 in Längsrichtung (”y”-Richtung). Das Kondensatorelement 530 enthält auch eine dielektrische Schicht 552, die die Anodenkomponenten 20 und 30 bedeckt und zwischen diesen positioniert ist, eine feste Elektrolytschicht 554, die die dielektrische Schicht 52 bedeckt, eine Graphitschicht 556, die die feste Elektrolytschicht 554 bedeckt, und eine Silberschicht 558, die die Graphitschicht 556 bedeckt. Selbstverständlich sollte man sich darüber im Klaren sein, dass solche Schichten auf eine beliebige Fläche des Kondensators aufgetragen werden können und nicht in der gezeigten Weise aufgetragen zu werden brauchen.
Nach der Bildung des Kondensatorelements 530 können das Anoden- und das Kathodenende elektrisch mit dem Anodendraht 36 bzw. der festen Elektrolytschicht 554 (über die Graphit- und die Silberschicht) verbunden sein. Die spezifische Konfiguration der Enden kann variieren, wie in der Technik wohlbekannt ist. In 11 ist zum Beispiel eine Ausführungsform gezeigt, die ein Anodenende 570 und ein Kathodenende 580 umfasst. In dieser besonderen Ausführungsform enthält das Kathodenende 580 einen Teil 582 in elektrischem Kontakt mit der unteren Fläche 539 des Kondensatorelements 530. Um das Kondensatorelement 530 am Kathodenende 580 zu befestigen, kann ein leitfähiger Kleber eingesetzt werden, wie in der Technik bekannt ist. Der leitfähige Kleber kann zum Beispiel leitfähige Metallteilchen umfassen, die in einer Harzzusammensetzung enthalten sind. Bei den Metallteilchen kann es sich um Silber, Kupfer, Gold, Platin, Nickel, Zink, Bismut usw. handeln. Die Harzzusammensetzung kann ein duroplastisches Harz (z. B. Epoxidharz), Härtungsmittel (z. B. Säureanhydrid) und Kopplungsmittel (z. B. Silan-Kopplungsmittel) umfassen. Geeignete leitfähige Kleber sind in der US-Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2006/0038304 (Osako et al.) beschrieben, auf die hier ausdrücklich für alle Zwecke Bezug genommen wird.
Das Anodenende 570 enthält einen ersten Teil 576, der im Wesentlichen senkrecht zu einem zweiten Teil 574 angeordnet ist. Der zweite Teil 574 enthält einen Bereich 551, der den Anodendraht 36 trägt. Falls gewünscht, kann der Bereich 551 eine ”U-Form” besitzen, um den Oberflächenkontakt und die mechanische Stabilität des Drahtes 36 weiter zu verstärken. Dann kann der Anodendraht 36 mittels eines Lasers mit dem Bereich 551 verschweißt werden. Sobald das Kondensatorelement an den Enden befestigt ist, wird es innerhalb eines Harzgehäuses eingeschlossen, das dann mit Siliciumoxid oder jedem anderen bekannten Einbettungsmaterial gefüllt werden kann. Die Breite und Länge des Gehäuses kann je nach Verwendungszweck variieren. Die Gesamtdicke des Gehäuses ist typischerweise gering, so dass die resultierende Baugruppe leicht in Produkte mit niedriger Bauhöhe (z. B. ”Chipkarten”) eingebaut werden kann. Zum Beispiel kann die Dicke des Gehäuses im Bereich von etwa 4,0 Millimeter oder weniger, in einigen Ausführungsformen etwa 0,1 bis etwa 2,5 Millimeter und in einigen Ausführungsformen etwa 0,15 bis etwa 2,0 Millimeter liegen. Zu den geeigneten Gehäusen gehören zum Beispiel etwa die Gehäuse ”A”, ”B”, ”H” oder ”T” (AVX Corporation). Wenn wir uns wiederum auf 11 beziehen, so ist zum Beispiel eine besondere Ausführungsform eines solchen Einbettungsgehäuses für einen Kondensator 600 als Element 588 gezeigt. Das Einbettungsgehäuse 588 liefert zusätzlichen strukturellen und thermischen Schutz für den Kondensator 600. Nach der Einbettung können exponierte Teile der jeweiligen Anoden- und Kathodenenden altern gelassen, überprüft und zurechtgeschnitten werden. Falls gewünscht, können die exponierten Teile gegebenenfalls zweimal entlang der Außenseite des Gehäuses 588 gebogen werden (z. B. in einem Winkel von ungefähr 90°).
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele besser verständlich.
Testverfahren
Kapazität:
Die Kapazität wurde mit Hilfe eines Keithley-3330-Precision-LCZ-Meters mit Kelvin Leads mit 2 Volt Vorspannung und 1 Volt Signal gemessen. Die Betriebsfrequenz betrug 120 Hz, und die Temperatur betrug 23°C ± 2°C. Wenn die ”Nasskapazität” bestimmt wurde, wurde eine 20%ige wässrige Lösung von Schwefelsäure als Arbeitselektrolyt eingesetzt.
Beispiel 1
Tantalpulver mit 200 000 μF·V/g wurde zu zwei L-förmigen Presslingen gepresst, von denen einer einen Anodendraht enthielt. Die Presslinge wurden unter Verwendung der oben beschriebenen Tantalpaste miteinander verleimt und dann unter Bildung eines porösen Elektrodenkörpers gesintert. Die Presslinge wurden in einem Phosphorsäureelektrolyten in Wasser anodisiert und anschließend einer Schalenformung in Wasser/Ethylenglycol-Elektrolyt unterzogen, wobei die dielektrische Schicht entstand. Ein fester Mangandioxid-Elektrolyt wurde durch die pyrolytische Zersetzung von Mangannitrat (Mn(NO₃)₂) gebildet. Dann wurden die Presslinge mit einer Graphitbeschichtung und einer Silberbeschichtung überzogen. Die fertigen Teile wurden durch herkömmliche Montagetechnik fertiggestellt und vermessen. Die Nasskapazität betrug 780,1 μF, und der endgültige Kapazitätswert betrug 984,0 μF.
Beispiel 2
Ein Teil wurde so gebildet, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist, außer dass in jeden der Presslinge Anodendraht gepresst wurde. Die Nasskapazität betrug 786,3 μF, und der endgültige Kapazitätswert betrug 1003,6 μF.
Diese und andere Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung können vom Fachmann praktisch umgesetzt werden, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Außerdem sollte man sich darüber im Klaren sein, dass Aspekte der verschiedenen Ausführungsformen ganz oder teilweise gegeneinander ausgetauscht werden können. Weiterhin wird der Fachmann anerkennen, dass die obige Beschreibung nur beispielhaften Charakter hat und die Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen näher beschrieben ist, nicht einschränken soll.

1. Festelektrolytkondensator, der ein Kondensatorelement umfasst, wobei das Kondensatorelement Folgendes umfasst: eine Anode, die eine erste Anodenkomponente und eine zweite Anodenkomponente umfasst, welche durch eine feuerfeste Metallpaste elektrisch miteinander verbunden sind; eine dielektrische Schicht, die wenigstens einen Teil der ersten Anodenkomponente und der zweiten Anodenkomponente bedeckt; und eine Kathode, die wenigstens einen Teil der dielektrischen Schicht bedeckt, wobei die Kathode einen festen Elektrolyten umfasst.
2. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 1, wobei die erste Anodenkomponente und die zweite Anodenkomponente Tantal, Niob oder ein elektrisch leitfähiges Oxid davon umfassen.
3. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 1, wobei die erste Anodenkomponente und die zweite Anodenkomponente einzeln kompaktiert werden, bevor sie durch die feuerfeste Metallpaste elektrisch miteinander verbunden werden.
4. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 1, wobei die erste Anodenkomponente, die zweite Anodenkomponente oder beide ein Querschnittsprofil haben, das einen oder mehrere Vorsprünge umfasst.
5. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 4, wobei wenigstens einer der Vorsprünge entlang der Länge und Breite der ersten Komponente, der zweiten Komponente oder beider unterbrochen ist.
6. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 1, wobei die erste Anodenkomponente, die zweite Anodenkomponente oder beide ein Querschnittsprofil haben, das zwei oder mehr Vorsprünge umfasst.
7. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 6, wobei sich wenigstens zwei der Vorsprünge an einander gegenüberliegenden Enden der ersten Anodenkomponente, der zweiten Anodenkomponente oder beider befinden.
8. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 1, wobei ein Innenraum zwischen der ersten Anodenkomponente und der zweiten Anodenkomponente definiert ist.
9. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 1, wobei die Anode weiterhin eine dritte Anodenkomponente umfasst, wobei sich die erste Anodenkomponente zwischen der zweiten Anodenkomponente und der dritten Anodenkomponente befindet.
10. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 9, wobei die erste Anodenkomponente durch eine feuerfeste Metallpaste elektrisch mit der dritten Anodenkomponente verbunden ist.
11. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 9, wobei die erste Anodenkomponente einen oder mehrere Vorsprünge enthält.
12. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 9, wobei die zweite Anodenkomponente, die dritte Anodenkomponente oder beide einen oder mehrere Vorsprünge enthalten.
13. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 1, wobei die Paste eine Vielzahl von Teilchen enthält, wobei die Teilchen sowohl mit der ersten Anodenkomponente als auch mit der zweiten Anodenkomponente verschweißt sind.
14. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 13, wobei die Teilchen aus Tantal bestehen.
15. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 1, wobei der feste Elektrolyt Mangandioxid oder ein leitfähiges Polymer umfasst.
16. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 1, wobei ein Anodenanschluss elektrisch mit der ersten Anodenkomponente, der zweiten Anodenkomponente oder beiden verbunden ist.
17. Festelektrolytkondensator gemäß Punkt 16, der weiterhin Folgendes umfasst: ein Anodenende, das elektrisch mit dem Anodenanschluss verbunden ist; ein Kathodenende, das elektrisch mit der Kathode verbunden ist; und ein Gehäuse, das das Kondensatorelement einbettet und wenigstens einen Teil des Anodenendes und des Kathodenendes exponiert lässt.
18. Anode zur Verwendung in einem Elektrolytkondensator, wobei die Anode aus einer ersten einzeln kompaktierten Anodenkomponente und einer zweiten einzeln kompaktierten Anodenkomponente gebildet wird, die durch eine feuerfeste Metallpaste elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die erste Anodenkomponente und die zweite Anodenkomponente Tantal, Niob oder ein elektrisch leitfähiges Oxid davon umfassen.
19. Anode gemäß Punkt 18, wobei die erste Anodenkomponente, die zweite Anodenkomponente oder beide ein Querschnittsprofil haben, das einen oder mehrere Vorsprünge umfasst.
20. Anode gemäß Punkt 18, wobei die erste Anodenkomponente, die zweite Anodenkomponente oder beide ein Querschnittsprofil haben, das zwei oder mehr Vorsprünge umfasst.
21. Anode gemäß Punkt 18, wobei ein Innenraum zwischen der ersten Anodenkomponente und der zweiten Anodenkomponente definiert ist.
22. Anode gemäß Punkt 18, wobei die Anode weiterhin eine dritte Anodenkomponente umfasst, wobei sich die erste Anodenkomponente zwischen der zweiten Anodenkomponente und der dritten Anodenkomponente befindet.
23. Anode gemäß Punkt 22, wobei die erste Anodenkomponente durch eine feuerfeste Metallpaste elektrisch mit der dritten Anodenkomponente verbunden ist.
24. Anode gemäß Punkt 22, wobei die erste Anodenkomponente einen oder mehrere Vorsprünge enthält.
25. Anode gemäß Punkt 22, wobei die zweite Anodenkomponente, die dritte Anodenkomponente oder beide einen oder mehrere Vorsprünge enthalten.
26. Anode gemäß Punkt 18, wobei die Paste eine Vielzahl von Teilchen enthält, wobei die Teilchen sowohl mit der ersten Anodenkomponente als auch mit der zweiten Anodenkomponente verschweißt sind.
27. Anode gemäß Punkt 26, wobei die Teilchen aus Tantal bestehen.
28. Verfahren zur Bildung einer Anode eines Elektrolytkondensators, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Pressen eines ersten Pulvers unter Bildung einer ersten Anodenkomponente; Pressen eines zweiten Pulvers unter Bildung einer zweiten Anodenkomponente; Auftragen einer feuerfesten Metallpaste auf die erste Anodenkomponente, die zweite Anodenkomponente oder beide; Positionieren der ersten Anodenkomponente neben der zweiten Anodenkomponente; und Sintern der feuerfesten Metallpaste, wobei die erste Anodenkomponente elektrisch mit der zweiten Anodenkomponente verbunden wird.
29. Verfahren gemäß Punkt 28, wobei das erste Pulver und das zweite Pulver Tantal, Niob oder ein elektrisch leitfähiges Oxid davon umfassen.
30. Verfahren gemäß Punkt 28, wobei die erste Anodenkomponente, die zweite Anodenkomponente oder beide ein Querschnittsprofil haben, das einen oder mehrere Vorsprünge umfasst.
31. Verfahren gemäß Punkt 28, wobei die erste Anodenkomponente, die zweite Anodenkomponente oder beide ein Querschnittsprofil haben, das zwei oder mehr Vorsprünge umfasst.
32. Verfahren gemäß Punkt 28, wobei ein Innenraum zwischen der ersten Anodenkomponente und der zweiten Anodenkomponente definiert ist.
33. Verfahren gemäß Punkt 28, das weiterhin Folgendes umfasst: Pressen eines dritten Pulvers unter Bildung einer dritten Anodenkomponente; Positionieren der dritten Anodenkomponente neben der ersten Anodenkomponente, so dass sich die erste Anodenkomponente zwischen der zweiten Anodenkomponente und der dritten Anodenkomponente befindet.
34. Verfahren gemäß Punkt 28, wobei die Paste eine Vielzahl von Teilchen enthält.
35. Verfahren gemäß Punkt 34, wobei die Teilchen etwa 40 Gew.-% bis etwa 98 Gew.-% der Paste ausmachen.
36. Verfahren gemäß Punkt 34, wobei die Paste weiterhin ein Lösungsmittel, einen Kleber, ein Dispergiermittel, Netzmittel, einen Weichmacher oder eine Kombination davon umfasst.
37. Verfahren gemäß Punkt 28, wobei das Sintern bei einer Temperatur von etwa 1000°C bis etwa 2500°C erfolgt.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

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- US 6391275 [0019]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Brunauer, Emmet und Teller, Journal of American Chemical Society, Band 60, 1938, S. 309 [0020]

Claims

Festelektrolytkondensator, der ein Kondensatorelement umfasst, wobei das Kondensatorelement Folgendes umfasst: eine Anode, die eine erste Anodenkomponente und eine zweite Anodenkomponente umfasst, welche durch eine feuerfeste Metallpaste elektrisch miteinander verbunden sind; eine dielektrische Schicht, die wenigstens einen Teil der ersten Anodenkomponente und der zweiten Anodenkomponente bedeckt; und eine Kathode, die wenigstens einen Teil der dielektrischen Schicht bedeckt, wobei die Kathode einen festen Elektrolyten umfasst.
Festelektrolytkondensator gemäß Anspruch 1, wobei die erste Anodenkomponente und die zweite Anodenkomponente Tantal, Niob oder ein elektrisch leitfähiges Oxid davon umfassen.
Festelektrolytkondensator gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Anodenkomponente und die zweite Anodenkomponente einzeln kompaktiert werden, bevor sie durch die feuerfeste Metallpaste elektrisch miteinander verbunden werden.
Festelektrolytkondensator gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Anodenkomponente, die zweite Anodenkomponente oder beide ein Querschnittsprofil haben, das einen oder mehrere Vorsprünge umfasst.
Festelektrolytkondensator gemäß Anspruch 4, wobei wenigstens einer der Vorsprünge entlang der Länge und Breite der ersten Komponente, der zweiten Komponente oder beider unterbrochen ist.
Festelektrolytkondensator gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Anodenkomponente, die zweite Anodenkomponente oder beide ein Querschnittsprofil haben, das zwei oder mehr Vorsprünge umfasst.
Festelektrolytkondensator gemäß Anspruch 6, wobei sich wenigstens zwei der Vorsprünge an einander gegenüberliegenden Enden der ersten Anodenkomponente, der zweiten Anodenkomponente oder beider befinden.
Festelektrolytkondensator gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Innenraum zwischen der ersten Anodenkomponente und der zweiten Anodenkomponente definiert ist.
Festelektrolytkondensator gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anode weiterhin eine dritte Anodenkomponente umfasst, wobei sich die erste Anodenkomponente zwischen der zweiten Anodenkomponente und der dritten Anodenkomponente befindet.
Festelektrolytkondensator gemäß Anspruch 9, wobei die erste Anodenkomponente durch eine feuerfeste Metallpaste elektrisch mit der dritten Anodenkomponente verbunden ist.
Festelektrolytkondensator gemäß Anspruch 9, wobei die erste Anodenkomponente einen oder mehrere Vorsprünge enthält.
Festelektrolytkondensator gemäß Anspruch 9, wobei die zweite Anodenkomponente, die dritte Anodenkomponente oder beide einen oder mehrere Vorsprünge enthalten.
Festelektrolytkondensator gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Paste eine Vielzahl von Teilchen enthält, wobei die Teilchen sowohl mit der ersten Anodenkomponente als auch mit der zweiten Anodenkomponente verschweißt sind.
Festelektrolytkondensator gemäß Anspruch 13, wobei die Teilchen aus Tantal bestehen.
Festelektrolytkondensator gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der feste Elektrolyt Mangandioxid oder ein leitfähiges Polymer umfasst.
Festelektrolytkondensator gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Anodenanschluss elektrisch mit der ersten Anodenkomponente, der zweiten Anodenkomponente oder beiden verbunden ist.
Festelektrolytkondensator gemäß Anspruch 16, der weiterhin Folgendes umfasst: ein Anodenende, das elektrisch mit dem Anodenanschluss verbunden ist; ein Kathodenende, das elektrisch mit der Kathode verbunden ist; und ein Gehäuse, das das Kondensatorelement einbettet und wenigstens einen Teil des Anodenendes und des Kathodenendes exponiert lässt.
Anode zur Verwendung in einem Elektrolytkondensator, wobei die Anode aus einer ersten einzeln kompaktierten Anodenkomponente und einer zweiten einzeln kompaktierten Anodenkomponente gebildet wird, die durch eine feuerfeste Metallpaste elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die erste Anodenkomponente und die zweite Anodenkomponente Tantal, Niob oder ein elektrisch leitfähiges Oxid davon umfassen.
Verfahren zur Bildung einer Anode eines Elektrolytkondensators, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Pressen eines ersten Pulvers unter Bildung einer ersten Anodenkomponente; Pressen eines zweiten Pulvers unter Bildung einer zweiten Anodenkomponente; Auftragen einer feuerfesten Metallpaste auf die erste Anodenkomponente, die zweite Anodenkomponente oder beide; Positionieren der ersten Anodenkomponente neben der zweiten Anodenkomponente; und Sintern der feuerfesten Metallpaste, wobei die erste Anodenkomponente elektrisch mit der zweiten Anodenkomponente verbunden wird.
Verfahren gemäß Anspruch 19, das weiterhin Folgendes umfasst: Pressen eines dritten Pulvers unter Bildung einer dritten Anodenkomponente; Positionieren der dritten Anodenkomponente neben der ersten Anodenkomponente, so dass sich die erste Anodenkomponente zwischen der zweiten Anodenkomponente und der dritten Anodenkomponente befindet.
Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei die Paste eine Vielzahl von Teilchen enthält, wobei die Teilchen etwa 40 Gew.-% bis etwa 98 Gew.-% der Paste ausmachen.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei die Paste weiterhin ein Lösungsmittel, einen Kleber, ein Dispergiermittel, Netzmittel, einen Weichmacher oder eine Kombination davon umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei das Sintern bei einer Temperatur von etwa 1000°C bis etwa 2500°C erfolgt.