DE102019128471A1

DE102019128471A1 - Kondensator mit einer als Wickel ausgebildeten Kondensatorzelle

Info

Publication number: DE102019128471A1
Application number: DE102019128471.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2021-04-22

Abstract

Kondensator (100) mit einer als Wickel ausgebildeten Kondensatorzelle, wobei der Wickel eine Anodenfolie (10), eine mittels eines Separators (20) von der Anodenfolie (10) getrennte Kathodenfolie (30), einen Anodenanschluss (40') und einen Kathodenanschluss (50) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anodenanschluss (40') als eine sich entlang der einen Längsseite der Anodenfolie (10) erstreckende Metallfolie ausgebildet ist, deren Längserstreckung entlang der Längsseite der Anodenfolie (10) größer als deren Erstreckung quer zur Längsseite der Anodenfolie (10) ist und die wenigstens abschnittsweise mit der Anodenfolie (10) verbunden und mit dieser aufgewickelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensator mit einer als Wickel ausgebildeten Kondensatorzelle, wobei der Wickel eine Anodenfolie, eine mittels eines Separators von der Anodenfolie getrennte Kathodenfolie, einen Anodenanschluss und einen Kathodenanschluss aufweist.
Der grundsätzliche Aufbau eines derartigen Kondensators nach dem Stand der Technik ist beispielhaft in 1 dargestellt. Der Kondensator 100 weist eine als Wickel ausgebildete Kondensatorzelle auf, die aus einer Anodenfolie 10, einer mittels eines Separators 20 von der Anodenfolie 10 getrennten Kathodenfolie 30, einer Mehrzahl von Anodenanschlüssen 40 und einer Mehrzahl von Kathodenanschlüssen 50 besteht.
Die Anodenanschlüsse 40 und die Kathodenanschlüsse 50 bestehen aus zwei oder einer Mehrzahl von zwischen den einzelnen Lagen angeordneten Anschlussfähnchen, die entweder mit der Anodenfolie 10 oder der Kathodenfolie 20 verbunden und quer zur Längserstreckung der aufgewickelten Folien ausgerichtet sind. Zum Anschluss an die externen Anschlüsse des Kondensators 100 ist bei der Herstellung des Kondensators 100 darauf zu achten, dass sich ein Wickel ergibt, bei dem die Mehrzahl der Anodenanschlüsse 40 und die Mehrzahl der Kathodenanschlüsse 50 jeweils in einer Flucht angeordnet sind, sodass die Anodenanschlüsse 40 und die Kathodenanschlüsse 50 voneinander getrennt sind und untereinander kontaktiert werden können.
Der Nachteil dieser Kondensatoren besteht einerseits in der sehr zeit- und arbeitsaufwändigen Herstellung. Andererseits weisen die Anschlüsse derartiger Kondensatoren nur eine begrenzte Stromtragfähigkeit auf.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kondensator zu schaffen, der einfach herzustellen ist und der eine hohe Stromtragfähigkeit aufweist. Zusätzlich soll die Wärmeübertragung nach Außen erheblich verbessert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Kondensator mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird auch durch das Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 9 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Grundgedanke der Erfindung ist es, den Anodenanschluss statt als quer zur Anodenfolie verlaufende Anschlussfähnchen als einen sich parallel zur Anodenfolie erstreckenden Streifen auszubilden, der mit der Anodenfolie verbunden und mit dieser aufgewickelt wird. Daraus ergibt sich ein Wickel, auf dessen einen Seite ein über die aus Anodenfolie, Kathodenfolie und dazwischen angeordnetem Separator gebildeten Lagen hinausgehender Anodenanschluss angeordnet ist, der leicht kontaktiert werden kann und eine hohe Stromtragfähigkeit aufweist. Insbesondere bietet sich für die Kontaktierung eines derart gewickelten Anodenanschlusses auch die Verwendung eines aus Metall gefertigten Deckels an, der über die einfache Kontaktierung hinaus auch eine verbesserte Wärmeabfuhr gewährleistet. Diese Ausgestaltung wirkt sich insbesondere aufgrund der gegenüber der Kathodenfolie etwa 4- bis 5-fachen Dicke der Anodenfolie besonders positiv auf die Wärmeabfuhr aus.
Erfindungsgemäß wird also ein Kondensator mit einer als Wickel ausgebildeten Kondensatorzelle vorgeschlagen, wobei der Wickel eine Anodenfolie, eine mittels eines Separators von der Anodenfolie getrennte Kathodenfolie, einen Anodenanschluss und einen Kathodenanschluss aufweist, wobei der Anodenanschluss als eine sich entlang der einen Längsseite der Anodenfolie erstreckende Metallfolie ausgebildet ist, deren Längserstreckung entlang der Längsseite der Anodenfolie größer als deren Erstreckung quer zur Längsseite der Anodenfolie ist und die wenigstens abschnittsweise mit der Anodenfolie verbunden und mit dieser aufgewickelt ist.
Bevorzugt erstreckt sich der Anodenanschluss über die gesamte Länge des Anodenfolie. Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass der Anodenanschluss über dessen Länge vollständig mit der Anodenfolie verbunden ist.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass sich der Anodenanschluss nur über eine vorbestimmte Strecke entlang der Anodenfolie erstreckt, die geringer als die Länge der Anodenfolie ist. Dabei mag der Anodenanschluss jeweils nur abschnittsweise mit der Anodenfolie verbunden sein, wobei sichergestellt sein muss, dass sich Anodenfolie und Anodenanschluss gemeinsam aufgewickelt werden können. Die Längsseite der Anodenfolie bzw. des Anodenanschlusses bildet somit die Stirnseite des Wickels.
Der Anodenanschluss ist insbesondere mit der Anodenfolie verschweißt, speziell laserverschweißt. Besonders bevorzugt sind die Längsseite der Anodenfolie und die Längsseite des Anodenanschlusses miteinander verbunden, insbesondere laserverschweißt.
Der Kondensator ist weiterhin bevorzugt derart ausgestaltet, dass der Anodenanschluss und der Kathodenanschluss auf sich gegenüberliegenden Seiten des Wickels angeordnet sind. Der Kathodenanschluss kann wie bekannt durch Anschlussfähnchen gebildet sein. Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Kathodenanschluss jedoch aus dem Wickel herausgewickelt und entsprechend nicht mit Anschlussfähnchen versehen.
Der Anodenanschluss ist bevorzugt als (unbehandelte) Aluminiumfolie ausgebildet, dass heißt, dass diese keine durch entsprechende Behandlung geätzten Oberflächen aufweist.
Der erfindungsgemäß ausgestaltete Wickel eignet sich zur Verwendung in einem als Elektrolyt-Kondensator, Polymer-Kondensator oder Hybrid-Polymer-Kondensator ausgestalteten Kondensator.
Schließlich wird ein Verfahren zum Herstellen einer wenigstens einen Anodenanschluss aufweisenden Anodenfolie vorgeschlagen mit den Schritten:

a. Verbinden der Längsseite einer Anodenfolie mit der Längsseite eines sich entlang der Anodenfolie erstreckenden Anodenanschlusses, wobei die Längsseite des Anodenanschlusses länger als dessen Stirnseite ist,
b. Aufwickeln der mit dem Anodenanschluss verbundenen Anodenfolie.

Mit anderen Worten wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Anodenfolie geschaffen, die mit einem parallel zur Anodenfolie ausgerichteten als Anodenanschluss ausgebildeten Streifen verbunden ist.
Das Verbinden der Anodenfolie mit dem Anodenanschluss erfolgt bevorzugt mittels Laserschweißen.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete Anodenfolie ist bevorzugt eine elektrochemisch geätzte Aluminiumfolie, wobei der Anodenanschluss bevorzugt eine unbehandelte Aluminiumfolie ist.
Die so gebildete Anodenfolie kann in einem weiteren Schritt direkt zu einem Wickel einer Kondensatorzelle verarbeitet werden. Eine bevorzugte Ausgestaltung wird jedoch dann erreicht, wenn die aufgewickelte Anodenfolie in einem weiteren Schritt c) für das Herstellen des erfindungsgemäßen Kondensators bereitgestellt wird. Das Bereitstellen erfolgt insbesondere durch Vorratshalten und Zwischenlagern der vorbereiteten aufgewickelten Anodenfolie.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der beigefügten Zeichnungen 2 dargestellten, besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
2 zeigt einen besonders bevorzugt ausgestalteten Kondensator 100 mit einer als Wickel ausgebildeten Kondensatorzelle, wobei der Wickel eine Anodenfolie 10 und eine mittels eines Separators 20 von der Anodenfolie 10 getrennte Kathodenfolie 30 aufweist.
Der Anodenanschluss 40' ist als eine sich entlang der einen Längsseite der Anodenfolie 10 erstreckende Metallfolie ausgebildet ist, deren Längserstreckung entlang der Längsseite der Anodenfolie 10 größer als deren Erstreckung quer zur Längsseite der Anodenfolie 10 ist und die wenigstens abschnittsweise mit der Anodenfolie 10 verbunden und mit dieser aufgewickelt ist.
Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Anodenanschluss 40'um einen sich parallel zur Anodenfolie erstreckenden Streifen 40', der mit der Anodenfolie 10 verbunden und mit dieser aufgewickelt ist.
Der Kathodenanschluss 50 ist im gezeigten Beispiel herkömmlich mit einer Mehrzahl von Anschlussfähnchen ausgebildet, die auf der dem Anodenanschluss 40' gegenüberliegenden Seite des Wickels angeordnet sind. Dabei ist zu erkennen, dass der Anodenanschluss 40' über den den Wickel im Übrigen bildenden Abschnitt von Anodenfolie 10, Kathodenfolie 30 und Separator 20 hinausragt, sodass dieser einfach und sicher zu kontaktieren ist.

Claims

Kondensator (100) mit einer als Wickel ausgebildeten Kondensatorzelle, wobei der Wickel eine Anodenfolie (10), eine mittels eines Separators (20) von der Anodenfolie (10) getrennte Kathodenfolie (30), einen Anodenanschluss (40') und einen Kathodenanschluss (50) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anodenanschluss (40') als eine sich entlang der einen Längsseite der Anodenfolie (10) erstreckende Metallfolie ausgebildet ist, deren Längserstreckung entlang der Längsseite der Anodenfolie (10) größer als deren Erstreckung quer zur Längsseite der Anodenfolie (10) ist und die wenigstens abschnittsweise mit der Anodenfolie (10) verbunden und mit dieser aufgewickelt ist.
Kondensator (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Anodenanschluss (40') über die gesamte Länge des Anodenfolie (10) erstreckt.
Kondensator (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anodenanschluss (40') über dessen Länge vollständig mit der Anodenfolie (10) verbunden ist.
Kondensator (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anodenanschluss (40') mit der Anodenfolie (10) verschweißt ist.
Kondensator (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anodenanschluss (40') mit der Anodenfolie (10) laserverschweißt ist.
Kondensator (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anodenanschluss (40') und der Kathodenanschluss (50) auf sich gegenüberliegenden Seiten des Wickels angeordnet sind.
Kondensator (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anodenanschluss (40') als Aluminiumfolie ausgebildet ist.
Kondensator (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (100) ein Elektrolyt-Kondensator, ein Polymer-Kondensator oder ein Hybrid-Polymer-Kondensator ist.
Verfahren zum Herstellen einer wenigstens einen Anodenanschluss (40') aufweisenden Anodenfolie (10), gekennzeichnet durch die Schritte: a. Verbinden der Längsseite einer Anodenfolie (10) mit der Längsseite eines sich entlang der Anodenfolie (10) erstreckenden Anodenanschlusses (40'), wobei die Längsseite des Anodenanschlusses (40') länger als dessen Stirnseite ist, b. Aufwickeln der mit dem Anodenanschluss (40') verbundenen Anodenfolie (10).
Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt: c. Bereithalten der aufgewickelten Anodenfolie (10) für das Herstellen eines Kondensators nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden mittels Laserschweißen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodenfolie (10) eine elektrochemisch geätzte Aluminiumfolie und der Anodenanschluss (40') eine unbehandelte Aluminiumfolie ist.