DE1121221B

DE1121221B - Elektrolytkondensator

Info

Publication number: DE1121221B
Application number: DES50993A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Kurt Knoblauch; Dipl-Phys Werner Kugelstadt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-10-25
Filing date: 1956-10-25
Publication date: 1962-01-04

Description

Elektrolytkondensator Die Erfindung betrifft einen Elektrolytkondensator mit einem Gehäusedurchmesser von einigen Millimetern, z. B. 2 mm, einer Anode aus formiertem Ventilmetall, einer aus einem Nichtventilmetall in einem Stück gebildeten Kathode sowie mit einem zwischen Anode und Kathode befindlichen flüssigen oder pastenförmigen Elektrolyten.
Es ist bekannt, die Gehäuse derartiger Elektrolytkondensatoren als langgestreckte Hohlzylinder auszubilden und sie als kathodische Elektrode zu benutzen. während im Gehäuse der Elektrolyt und die aus Ventilmetall bestehende Anode untergebracht sind.
Wählt man die Abmessungen eines zu fertigenden Elektrolytkondensators immer geringer. so treten bei einer bestimmten Dimensionierung zusätzliche Probleme auf: Es zeigt sich, daß bei kleiner werdendem Kondensator die Anodenoberfläche in unerwünschter Weise so abnimmt, daß sie unter Umständen geringer als die Kathodenoberfläche wird. Gleichzeitig tauchen Kontaktierungsschwierigkeiten auf, welche sich bei der Fertigung dadurch bemerkbar machen, daß die Kontaktflächen der Anode wegen ihrer Kleinheit einer Verlötung oder mechanischen Befestigung eines Anschlußdrahtes innerhalb des Kondensators Schwierigkeiten entgegen"ctzen: zu deren Behebung hat man mannigfaltige Lösungen angegeben. Verzichtet man auf eine Kontaktierunc innerhalb des Kondensators, indem man Anode und Anschlußdraht aus einem Stück fertigt, so läßt sich der Anschlußdraht, wenn er aus nicht lötbarem Material, wie z. B. Aluminium, besteht, nur schlecht kontaktieren.
Eine Anode mit kleinerer Oberfläche als die Kathode wird zwar dann vermieden, wenn, wie bereits bekannt, das Gehäuse nicht als Elektrode benutzt wird, sondern der im Gehäuse untergebrachte Anodenkörper rohrförmig ausgeführt wird und in seinem Innern die Kathode angeordnet wird. Abgesehen davon, daß dadurch die weiteren obengenannten Nachteile der bekannten Anordnungen nicht beseitigt werden können, bringt diese Konstruktion auch keinerlei Vorteile, denn es wird dabei lediglich die Kathodenoberfläche verkleinert, statt. wie gewünscht, die Anodenoberfläche vergrößert. Darüber hinaus bringt die isolierte Herausführung zweier Elektroden, wie sie hierbei erforderlich ist, neue Probleme mit sich.
Zur Vermeidung der genannten Nachteile wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das auf der - gegebenenfalls zur Oberflächenvergrößerung aufgerauhten -Innenseite des Elektrolytkondensators mit einer Formierschicht versehene, die Anode bildende Gehäuse als langgestreckter Hohlzylinder ausgebildet und konzentrisch in diesem Zylinder die ebenfalls langgestreckte, z. B. Stab- oder wendelförmige. aus einem Stück geformte Kathode gehaltert ist, von der ein Ende als Stromanschluß dient, der durch eine den Elektrolyten nach außen hin abdichtende Isoliermasse. vorzugsweise Gummi. geführt ist.
In der Fig. 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kondensators dargestellt. Ein aus einem Aluminium der Reinheit 99,99 bestehender, sorgfältig gereinigter Gehäusebecher 1 vom Durchmesser 2 ± 1 mm ist als Anode geschaltet. Der Becher wird innen durch Atzen oberflächenvergrößert (außen wird er gegen Ätzangriffe geschützt) und anschließend formiert. Auf dem Becherboden befindet sich ein Napf 2, der zur Abstützung einer Kathode 3 dient. Der Napf besteht aus Isoliermaterial zur Vermeidung eines Kontaktes zwischen den Elektroden. Er wird zweckmäßig konisch geformt, damit bei Einführung der Kathode 3 in den Becher 1 eine automatische Zentrierung eintritt. Vor Einführung der Kathode wird der Becher 1 mit einem hochleitfähigen Elektrolyten 4 von niedrigem Dampfdruck gefüllt. Die geeignet (z. B. als Spirale) geformte Kathode 3 ist aus eventuell platiniertem Silberdraht und ruht mit ihrem einen Ende 3' im Napf 2, während ihr anderes Ende 3", durch einen Gummipfropfen 5 nach außen geführt, den Anschlußdraht darstellt. Der Durchmesser der Kathode ist so gewählt, daß ihr Abstand von der Anode möglichst klein ist, wodurch der Verlustfaktor verbessert wird. Der Gummipfropfen 5 ist durch eine Sicke 6 mit dem Gehäuse fest verbunden. Den Anschlußdraht 7 für die Anode kann man nach irgendeinem Verfahren am Aluminiumgehäuse anbringen. Eine Berührung zwischen den Elektroden wird durch Abstandhalter oder Distanzstücke von geeignetem Material, z. B. Papier, verhindert. Die Kathode wird zweckmäßig als durchbrochener Hohlzylinder (Fig. 2) mit den Öffnungen 8 ausgebildet, damit sie so als Elektrolytvorratsbehälter dienen kann.
Aus der Beschreibung ist zu erkennen, daß der erfindungsgemäße Kondensator die bei den Kleinstelektrolytkondensatoren auftretenden, eingangs geschilderten Nachteile nicht mehr aufweist. Durch die Ausbildung des Gehäusebechers als Anode läßt sich verhindern, daß die Anodenoberfläche kleiner als die Kathodenoberfläche wird. Ferner sind wegen der Möglichkeit, einen gut lötbaren Stoff als Kathode wählen zu können, Kontaktierungsschwierigkeiten in und außerhalb des Kondensators ausgeschaltet.
Da die hier angeführte Silberkathode nicht formierbar ist, erlangt der Kondensator den Vorzug der Schaltfestigkeit. Schließlich ist festzustellen, daß die Materialkosten des erfindungsgemäßen Kondensators im Vergleich zu den Tantalkondensatoren, die bisher als Kleinstelektrolytkondensatoren von hoher Kapazität eingesetzt wurden, wesentlich geringer sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrolytkondensator mit einem Gehäusedurchmesser von einigen Millimetern, z. B. 2 mm, einer Anode aus formiertem Ventilmetall, einer aus einem Nichtventilmetall in einem Stück gebildeten Kathode sowie mit einem zwischen Anode und Kathode befindlichen flüssigen oder pastenförmigen Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß das auf seiner - gegebenenfalls zur Oberflächenvergrößerung aufgerauhten - Innenseite mit einer Formierschicht versehene, die Anode bildende Gehäuse als langgestreckter Hohlzylinder (1) ausgebildet und konzentrisch in diesem Zylinder die ebenfalls langgestreckte, z. B. Stab- oder wendelförmige, aus einem Stück geformte Kathode (3) gehaltert ist, von der ein Ende (3") als Stromanschluß dient, der durch eine den Elektrolyten nach außen hin abdichtende Isoliermasse (5), vorzugsweise Gummi, geführt ist.
2. Elektrolytkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anodische Gehäuse (1) aus Aluminium, die Kathode (3) aus einem Nichtventilmetall, vorzugsweise aus gut lötbarem Material, z. B. Silber, besteht.
3. Elektrolytkondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sich im Gehäuse (1) befindliche Ende der Kathode (31 durch eine gegen das Gehäuse isolierende Zentrierung (2) gehalten ist.
4. Elektrolytkondensator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus elastischem Material bestehende Abdichtung (5) einen verhältnismäßig langen Teil der Stromzuführung umfaßt und durch Sicken (6) mit dem Kondensatorgehäuse verbunden ist.
5. Elektrolytkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (3) als durchbrochener Hohlkörper ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 845 605, 899 672, 1083 632, 1104 734, 1122 558; britische Patentschrift Nr. 722 789; USA.-Patentschrift Nr. 2 010 758.