DE1225301B - Verfahren zur Herstellung einer Tantalelektrode mit vergroesserter, wirksamer Oberflaeche fuer Elektrolytkondensatoren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung einer Tantalelektrode mit vergrößerter, wirksamer Oberfläche für Elektrolytkondensatoren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herst011izng einer biegsamen Tantalfolie mit vergrößerter Oberfläche für die Verwendung als Elektrode in Elektrolytkondensatoren.
• Zur Vergrößerung der Oberflächen von Elektroden bei Elektrolytkondensatoren werden verschiedene Methoden angewendet. Es ist bekannt, auf den Elektrodenkern Metallteilchen aus demselben Metall wie der Elektrodenkern in suspendiertem Zustand aufzutragen und diese sodann mit der Elektrodenoberfläche zusammenzusintern. Zur Herabsetzung des Übergangswiderstandes zwischen kathodischem Elektrolytbehälter und Elektrolytflüssigkeit ist es ferner bekannt, auf die Innenwandung des Behälters Metallpartikeln, die vom Elektrolyten nicht angegriffen werden, in geschmolzenem Zustand feinverteilt aufzusprühen. Gleichfalls ist es bekannt, eine Elektrode aus einer leitfähigen Folie zu verwenden und durch Aufsintern einer zusammenhängenden Decke winziger Metallteilchen die Oberfläche porös zu gestalten. Bei Elektroden aus formierbarem Metall vergrößert man die Oberfläche durch eine aufgebrachte zusammenhängende Schicht formierbarer Metallpartikelchen in der Größenordnung von 250 [um.
• Bei Elektroden, die in Form eines Wickelkörpers im Kondensator eingebaut werden, ist es bekannt, auf ein poröses oder gewebtes Material, wie Papier, Glaswolle, Baumwollgewebe, Metall in geschmolzenem Zustand feinverteilt aufzusprühen, so daß eine leitfähige Schicht der Dicke von 10 bis 30 f sich bildet. Auch ist es bekannt, auf dünne Tantalplättchen bandförmig oder in Form einer dünnen Schicht pulverförmiges Tantal aufzusintern.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tantalelektrode herzustellen, die in einem Kondensator mit möglichst hoher Volumenkapazität verwendet werden soll. Die Tantalelektrode soll eine möglichst große wirksame Oberfläche und eine hohe Biegefestigkeit besitzen.
• Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Tantalpulver, dessen Körner eine unregelmäßige dendritische Gestalt bei etwa gleicher Größe aufweisen, auf die Tantalfolie mit einem Druck von etwa 0,1 t/cm2 aufgewalzt wird und daß danach das Tantalpulver im Hochvakuum unter Anwendung derart hoher Temperaturen (bis 1900° C) in derart kurzer Zeit (einige Minuten) zu einer Schicht von höchstens 100 fm, vorzugsweise 5 bis 30 pm, Dicke aufgesintert wird, daß die Körner des Tantalpulvers ihre Gestalt bei der Sinterung im wesentlichen beibehalten.
• Daß der Verlustfaktor eines Elektrolytkondensators, der mit einer erfindungsgemäßen Elektrode versehen ist, gegenüber dem eines Elektrolytkondensators mit Elektroden aus massivem Tantal nicht wesentlich vergrößert wird, erklärt sich dadurch, daß die Stromwege im Elektrolyten durch die relativ dünne Sinterschicht auf der Folie nicht wesentlich vergrößert werden, im Gegensatz zu den bekannten Sinterkörperelektroden, bei denen, selbst wenn die Elektrodenstromzuführungen in Form von Drähten, Bändern, Platten, verästelten Gerüsten od. dgl. in den starren Körper ein- oder an ihn angesintert sind, die Stromwege ganz erheblich größer sind.
• Bei einer Folie aus massivem Tantal können beiderseitig je eine Schicht pulverisierten Tantals aufgesintert sein.
• Wird das Tantalpulver zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Elektrode nur auf die Folie aufgestreut und dann festgesintert, so ist die Haftung der gesinterten Pulverschicht auf der Folie häufig mangelhaft; insbesondere kann sie leicht abgerieben werden.
• Deshalb wird das pulverisierte Tantal zunächst auf die Oberfläche der Trägerfolie aufgepreßt - etwa mit einem Druck von 0,1 t/cm2 aufgewalzt - und erst dann aufgesintert.
• Um zu erreichen, daß beim Zusammensintern des Pulvers möglichst große Hohlräume im Pulver verbleiben und damit die kapazitiv wirksame Oberfläche der Elektrode möglichst groß gehalten wird, geht man zweckmäßig von einem Tantalpulver aus, dessen Körner unregelmäßige dendritische Gestalt, aber etwa gleiche Größe aufweisen. Es legen sich dann die einzelnen Pulverkörner nur selten Fläche an Fläche gegeneinander. Zur Erhaltung dieses Zustandes der Körper hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Tantalpulver im Hochvakuum unter Anwendung hoher Temperaturen (bis 1904° C) in relativ kurzer Zeit (einige Minuten) aufzusintern. Die hohen Sintertemperaturen bewirken überdies, daß bei der Formierung der Elektrode kleine Restströme erreicht werden.
• Würde die Dicke der aufgesinferten Schicht aus Tantalpulver stärker als 100 [.m gewählt werden, so würde die fertiggestellte Elektrode eine zu geringe Biegefestigkeit aufweisen und der Verlustfaktor unerwünscht vergrößert werden. Ein besonders vorteilhafter Kompromiß ergibt sich, wenn die Dicke der Sinterschicht etwa 5 bis 30 Nm beträgt.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung einer biegsamen Tantalfolie mit vergrößerter Oberfläche für die Verwendung als Elektrode für Elektrolytkondensatoren durch Aufpressen von Tantalpulver auf eine Trägerfolie aus Tantal und Aufsintern des Pulvers, dadurch gekennzeichnet, daß Tantalpulver, dessen Körner unregelmäßige dendritische Gestalt bei etwa gleicher Größe aufweisen, auf die Tantalfolie mit einem Druck von etwa 0,1 tlcm2 aufgewalzt wird und daß danach das Tantalpulver im Hochvakuum unter Anwendung derart hoher Temperaturen (bis 1900° C) in derart kurzer Zeit (einige Minuten) zu einer Schicht von höchstens 100 f, vorzugsweise 5 bis 10 [.m, Dicke aufgesintert wird, daß die Körner des Tantalpulvers ihre Gestalt bei der Sinterung im wesentlichen beibehalten. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 943 303; _ britische Patentschrift Nr. 742 379; französische Patentschrift Nr. 1083 632; USA.-Patentschriften Nr. 2 060 022, 2104 018, 2 375 211, 2 604 517, 2 617 863, 2 743 400, 2744217.