DE1025695B

DE1025695B - Verfahren zum Aufrauhen von Aluminiumelektroden

Info

Publication number: DE1025695B
Application number: DES45143A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Kurt Knoblauch; Dr Phil Annelise Wendt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-08-11
Filing date: 1955-08-11
Publication date: 1958-03-06

Description

Verfahren zum Aufrauhen von Aluminiumelektroden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufrauhen von Aluminiumelektroden, bei dem das Aluminium zunächst erhitzt wird und danach erst die Oberfläche der Elektrode chemisch, insbesondere elektrochemiisch, au.fgerauht wird.
Es ist bekannt, bei der Herstellung von Aluminiumfolien von Elektrolytkondensatoren diese Folien nach dem Walzen bei etwa 300°C weich zu glühen. Hierbei entsteht auf dem Aluminium, das insbesondere eine hohe Reinheit von 99,99 % hat, eine Oxydschicht, deren Dicke ungefähr 50 AE -beträgt: Die Struktur dieses Oxyds ist jedoch amorph. Von etwa 40ß'C"anbeginnt das amorphe Oxyd langsam zu kristallisieren, wobei die Höhe des Umwandlungspunktes von der Orientierung der Kristallite des Aluminiums an der Oberfläche der Aluminiumfolie abhängig ist.
Es ist weiterhin bekannt, daß sich in manchen Aluminiumfolien, wenn sie auf etwa 600° C über 1 Stunde erhitzt werden, Hohlräume bilden, die sich insbesondere als Blasen kenntlich machen. Diese Erscheinung ist vermutlich auf einen Wasserstoffgehalt der Aluminiumfolien zurückzuführen; sie ist jedenfalls unregelmäßig, nicht zu reproduzieren und daher im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht verwertbar.
Es wurde nun gefunden, daß hohe Aufrauhgrade reproduzierbar zu erzielen sind, wenn das Aluminium vor seiner chemischen oder elektrochemischen Aufrauhung so hoch und so lange erhitzt wird, bis sich das auf seiner Oberfläche bildende, zunächst amorphe Oxyd weitgehend kristallisiert hat. Ein derart geschütztes Aluminium kann einem wesentlich stärkeren Ätzangriff ausgesetzt werden als das nur mit einer amorphen Oxydschicht geschützte, ohne daß dabei die Folie zerstört wird, obwohl die für diese Ätzung verwendeten Mittel eine nicht erfindungsgemäß vorbehandelte Folie schnell zerstören. Der Vorteil einer Ätzung mit an sich bekannten Mitteln, die so stark das Metall der Folie aufzulösen vermögen, besteht neben einer Beschleunigung des Ätzvorganges darin, daß es zu einer weiteren Erhöhung des Aufrauhungsgrades infolge einer ausgesprochenen Tiefenätzung kommt. Während z. B. eine bei 300° C oder nur kurzzeitig bei 500° C geglühte Folie sich in einem Elektrolyten, der aus einer Salzsäurelösung mit Nickelchloridzusatz besteht, bereits ohne zusätzliche elektrische Enerige sofort auflöste, wurde eine erfindungsgemäß geglühte Folie in dem gleichen Elektrolyten mit einer Strombelastung bei 40 Coul/cm2 geätzt und führte zu Aufrauhgraden, die weit über den ; Aufrauhgraden liegen, die bei sonst gleicher Behandlung der gleichen Folie, jedoch ohne die erfindungsgemäße Erhitzung .erzielt werden.
Die durch die Ausbildung des kristallisierten Aliiminiumoxyds erzielte Erhöhung des Aufrauhgrades gegenüber den nicht erfindungsgemäß geglühten Folien ist erheblich und führt zu einer Steigerung der spezifischen Kapazität der Folie bis zu etwa 50 0/0. Durch die zusätzliche Verschärfung des Ätzangriffes mittels Elektrolyten, die z. B. durch Nickelzusatz das Herauslösen des Aluminiums stark unterstützen, kann die spezifische Kapazität weiter erheblich bis auf etwa 60 °/o gegenüber den bisherigen Aufrauhgraden gesteigert werden, ohne daß die mechanische Festigkeit der dünnen Folie, die zweckmäßig etwa 100 stark ist, zu stark in Mitleidenschaft gezogen wird.
Die bei der Glühung angewendeten Temperaturen liegen zweckmäßig bei 600 bis 630° C, also verhältnismäßig dicht unter dem Schmelzpunkt des Aluminiums (658° C). Die Zeiten, die für die Erzielung der gewünschten Wirkung besonders günstig sind, betragen mehrere Stunden, insbesondere etwa 10 bis 12 Stunden.
Sehr vorteilhaft ist es, die Temperatur möglichst hoch zu wählen. Während z. B. bei 500° C selbst ein verhältnismäßig sehr langes Glühen praktisch noch nicht zu einer ausreichenden Kristallitbildung führt, wird auch bei 560° C und 10stündiger Glühung nur eine geringe Erhöhung der spezifischen Kapazität erzielt. Sprunghaft wird jedoch die notwendige Temperungszeit verkürzt bzw. bei gegebener Temperungszeit der Aufrauhgrad erhöht, wenn man auf Temperaturen von etwa 600 bis 630° C geht. Bei diesen hohen Temperaturen kommt man also mit verhältnismäßig geringen Temperungszeiten aus, während bei geringeren Temperaturen diese Zeiten sehr erheblich verlängert werden müssen, um zu gleichen oder wenigstens annähernd gleichen Ergebnissen zu kommen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Aufrauhen von Aluminiumelektroden, bei dem das Aluminium zunächst erhitzt wird und danach erst die Oberfläche der Elektrode chemisch oder elektrochemisch, insbesondere unter gleichzeitigem Stromdurchgang durch den Elektrolyten zur Elektrode, aufgerauht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium vor dem Aufrauhen so lange, insbesondere mehrere Stunden, und so hoch, insbesondere auf etwa 600 bis 630° C, erhitzt wird, bis die bei der Erhitzung amorph gebildete Oxydschicht weitgehend kristallisiert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Elektrolyten mit einem korrosions- und elementenbildenden Zusatz an Metallsalz, der das insbesondere aus hochreinem Aluminium mit einem Reinheitsgrad von 99,99 % bestehende Elektrodenmaterial, wenn es ohne die kristallisierte Schicht dem Elektrolyten ausgesetzt wird, ohne zusätzlichen Strom stark angreift.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines ein Nickelsalz, insbesondere Nickelchlorid, enthaltenden Elektrolyten. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 702 750; schweizerische Patentschrift Nr. 203 783: »Nature (London) «, 1953, Bd. 172, S. 729; 730, ref. im Chem. Zentralblatt 195=1, S. 7738.