DE1211333B - Trockner elektrolytischer Wickelkondensator - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIg

Deutsche Kl.: 21g-10/03

Nummer: 1211333

Aktenzeichen: N 22756 VIII c/211

Anmeldetag: 16. Februar 1963

Auslegetag: 24. Februar 1966

Die Erfindung betrifft einen trocknen elektrolytischen Wickelkondensator mit einer aus Aluminium bestehenden Anodenfolie, die auf der Oberfläche eine dielektrische Aluminiumoxydschicht aufweist, und einer Kathodenfolie, zwischen denen eine mit einem halbleitenden Metalloxyd als Elektrolyt imprägnierte Zwischenlage angeordnet ist.

Es ist ein trockner Elektrolytkondensator bekannt, bei dem eine formierte Aluminiumfolie mit einer Schicht eines halbleitenden Metalloxyds überzogen ist, welche dadurch erhalten wird, daß die formierte Folie verschiedene Male mit einer Lösung eines Metallsalzes benetzt wird, das durch Pyrolyse in sein halbleitendes Oxyd umgewandelt wird, und daß nach jeder Benetzung die Folie schnell auf hohe Temperatur erhitzt wird. Auf dieser Schicht befindet sich eine Gegenelektrode in Form einer Schicht, die einen guten elektrischen Kontakt mit der Schicht des Halbleiteroxyds gewährleisten muß. Diese kann z. B. eine Graphit- oder Silberschicht sein. Darauf befindet sich zur Erhöhung der mechanischen und chemischen Widerstandsfähigkeit des Kondensators eine Zinnfolie und darauf schließlich eine Kupferfolie, an der der Anschlußdraht befestigt ist. Aus technologischen Gründen ist diese Bauart wenig empfehlenswert. Die Folie muß sehr oft mit der Lösung des Salzes benetzt werden, welches das Halbleiteroxyd liefert, worauf jeweils erhitzt werden muß, um eine hinreichend starke Schicht des Halbleiteroxyds zu erzielen. Außerdem ist die Herstellung umständlich, und die Abmessungen des Kondensators sind nicht günstig.

Es wird im übrigen ein Wickelkondensator bevorzugt, bei dem das Material der Zwischenschicht mit dem Halbleiteroxyd imprägniert ist, wie dies bei Wickelkondensatoren mit nassem oder pastenförmigem Elektrolyt üblich ist.

Auf analoge Weise wurde ein trockner Wickelkondensator hergestellt, der aus zwei gemeinsam mit Zwischenmaterial aufgewickelten Streifen Aluminiumfolie bestand, von denen einer formiert und der andere gebeizt war. Das Zwischenmaterial diente als Träger des halbleitenden Metalloxyds. Dieses Metalloxyd konnte angebracht werden, nachdem die Folie bereits aufgewickelt worden war, indem der Wickel einige Male in eine Lösung eines Metallsalzes getaucht wurde, das durch Pyrolyse in das Oxyd umgewandelt wird, worauf bei stark herabgesetztem Druck getrocknet und darauf erhitzt wurde. Als Zwischenmaterial soll selbstverständlich mit Rücksicht auf die hohe Temperatur, die für die Pyrolyse erforderlich ist, ein hitzebeständiges Gewebe verwendet

Trockner elektrolytischer Wickelkondensator

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Auer, Patentanwalt,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Salomon Boone, Zwolle (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 20. Februar 1962 (275 039)

werden. Zu diesem Zweck wurde Glasgewebe gewählt.

Es ergab sich jedoch, daß die endgültige Kapazität des fertigen Kondensators bedeutend niedriger war als die Kapazität der formierten Anodenfolie, da offenbar die Kathodenfolie eine zu niedrige Reihenkapazität hat.

Die Erfindung schafft einen gewickelten Folienkondensator, der eine erheblich höhere Kapazität hat als ein solcher Kondensator mit einer Aluminiumfolie als Kathode.

Gemäß der Erfindung besteht bei einem trocknen elektrolytischen Wickelkondensator eingangs erwähnter Art die Kathodenfolie aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder rostfreiem Stahl.

Der Wickel ist in an sich bekannter Weise in einem Gehäuse untergebracht.

Es sei bemerkt, daß bei den üblichen Elektrolytkondensatoren mit flüssigem Elektrolyt und einer Aluminiumkathode bereits verschiedene Metalle als Anodenmaterial vorgeschlagen wurden, u. a. auch Kupfer, Kupferlegienmgen und rostfreier Stahl. Es ist jedoch nirgendwo ein Vorzug für die zuletzt genannten Kathodenmaterialien gegenüber den anderen bekannten Materialien in bezug auf die Schwierigkeit einer zu niedrigen Kapazität des Kondensators angegeben. Die Gesamtkapazität eines Kondensators ändert sich nämlich bei Verwendung verschiedener Kathodenmetalle. Dies läßt sich nur dadurch erklären, daß auch bei Kathoden, die keine Deckschicht bilden, eine sich nachteilig auswirkende

609 509/270

Kapazität entsteht. Diese nachteilige Kapazität ist bei Kathoden aus Aluminium relativ klein, so daß auch die Gesamtkapazität klein bleibt. Stellt man die Kathode jedoch gemäß· der Erfindung aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder aus rostfreiem Stahl her, so weisen die entsprechenden Kondensatoren sehr viel höhere Gesamtkapazitäten auf, was sich praktisch nur durch eine Vergrößerung der Kathodenkapazität erklären läßt. Dieser Vorteil tritt allerdings nur bei Verwendung der drei genannten Metallsorten auf, wenn sie als Kathodenmetall bei trocknen Wickelkondensatoren mit Aluminiumanode und einem halbleitenden Metalloxyd als Elektrolyt verwendet werden.

Um den Vorteil der Bauart nach der Erfindung zu erläutern, werden nachstehend die erfindungsgemäßen Kondensatoren mit einem trocknen Aluminiumkondensator mit einer Kathode aus gebeizter Aluminiumfolie verglichen.

Streifen einer Aluminiumfolie mit einer Länge von 46 mm, einer Breite von 10 mm und einer Stärke von 100 μ, an denen auf einer der kurzen Seiten ein Anschlußdraht befestigt war, wurden bei einer Spannung von 19 V in einer Lösung formiert, die aus Glykol, Ammoniak und Borsäure bestand. Gleich große Streifen Aluminium, Kupfer, Messing und Chromnickelstahl mit einer Stärke von etwa 40 μ, an denen auch ein Anschlußdraht befestigt war, wurden leicht in 8 n-Salpetersäurelösung gebeizt und darauf gemeinsam mit einem Glasgewebeband mit etwas größerer Breite und Länge zwischen den beiden Folien aufgewickelt. Zunächst wurden die Wickel nachformiert bei einer Spannung von 16 V in einer 2% Zitronensäurelösung und darauf während 10 Minuten auf 200° C erhitzt. Die Zitronensäurelösung wurde dadurch vollständig entfernt.

Die Wickel wurden durch Tauchen in eine Lösung von Mangannitrat [Mn(NO₃)₂-4H₂O] in dem eigenen Kristallwasser imprägniert und darauf unter einem Druck von 0,5 mm Hg während IV2 Stunden auf 275° C und anschließend während 12 Minuten auf 400° C erhitzt. Die Wickel wurden nochmal mit Mangannitrat imprägniert, auf gleiche Weise erhitzt und schließlich während 8 Stunden auf 8 V nachformiert, wobei zwischen den zwei Nachformierungsperioden die Wickel während 10 Minuten bei 200° C getrocknet wurden.

In der nachfolgenden Tabelle sind die Kapizität des Kondensators, der Reihenwiderstand (R_s), der Reststrom bei 6,4 V eines Folienkondensators mit einer Kathode aus

1. gebeizter Aluminiumfolie,

2. Messingfolie,

3. Chromnickelstahlfolie und

4. Kupferfolie

angegeben. Es sei noch erwähnt, daß die Kapazität der Anodenfolie nach dem Formieren 67 μΡ betrug.

	Nach	erster Pyrolyse	Reststrom μΑ	Nach	zweiter Pyrolyse	Reststrom μΑ	Nach erster Nachformierung	RS(.Q)	Reststrom μΑ	Nach zweiter Nachformierung	Rs(ß)	Reststrom μΑ
	Kap. μΡ	Rs(ß)	422	Kap. μΡ	ÄS(Q)	1020	Kap. μΡ	14,6	116	Kap. μΡ	12,4	33
1	52,1	8,7	460	34,7	16	1060	25,8	55	175	22,5	69	32
2	60	58,1	145	49,8	29,5	185	33,5	10,8	41	27	12,2	28,4
3	57,3	17	315	53,3	6,8	286	45,5	11	286	36,5	11	40
4	55,5	15	34	11	34	30

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Trockner elektrolytischer Wickelkondensator mit einer aus Aluminium bestehenden Anodenfolie, die auf der Oberfläche eine dielektrische Aluminiumoxydschicht aufweist, und einer Kathodenfolie, zwischen denen eine mit einem gnierte Zwischenlage angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenfolie aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder rostfreiem Stahl besteht.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   halbleitenden Metalloxyd als Elektrolyt imprä- 50 USA.-Patentschrift Nr. 1 906 691.

   609 509/270 2.66 © Bundesdruckerei Berlin