DE1564005C3

DE1564005C3 - Elektrolytkondensator

Info

Publication number: DE1564005C3
Application number: DE19661564005
Authority: DE
Inventors: Alfred Leh Columbia S.C. Jenny (V.StA.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1965-05-24
Filing date: 1966-05-20
Publication date: 1976-02-26

Description

Beispiel 2

Ein nichtpolarer Flachkondensator lieferte mit der Zusammensetzung von Beispiel 1 und bei 290 V Gleichspannung und 25°C folgende Daten:

Versuchs	Tempe	Kapazität	Verlust	Lecks trom
stunden	ratur		faktor	(Mikro
				ampere)
				bei 25° C
	(⁰Q	(Prozent)	(Prozent)
0	25	120,0	3,25	0,8
504	25	98,5	3,50	0,8
1000	25	100,0	4,25	0,5
2000	25	100,0	4,25	2,3

B e i s ρ i e 1 3

Gewichtsprozent

Butyrolacton 38,54

N-Methylpyrrolidon 15,20

Dimethylformamid 46,20

Ammoniumnitrat 0,06

Der Lebensdauerversuch wurde an einem polaren Flachkondensator mit dieser Elektrolytzusammensetzung durchgeführt. Bei 450 V Gleichspannung und 25°C ergaben sich folgende Daten:

Versuchs	Tempe	Kapazität	Verlust	Leckstrom
stunden	ratur		faktor	(Mikro
				ampere)
				bei 25⁰C
	CQ	(Prozent)	(Prozent)

1029

2133

25
25
25
25

100,0
93,6
96,8
99,1

4,85
8,25
6,00
3,90

13,4 3,0 8,2 3,9

B e i s ρ i e 1 4

Gewichtsprozent

Butyrolacton 50,90 bis

N-Methylpyrrolidon 18,30 bis 16,7

Dimethylformamid 30,69 bis 26,9

Oxalsäure 0,1 bis 10

Ammoniumoxalat 0,01 bis 0,1

Bei fünf nichtpolaren 250 V Gleichstromkondensatoren, bei denen die vorstehend aufgeführte Elektrolytzusammensetzung verwendet wurde, ergab eine Lebensdauerprüfung bei 85°C folgende gemittelte Werte:

Test- Leckstrom
stunden (Mikroampere)

Vorwärts Rückwärts

Kapazität

(Mikrofarad)

Verlustfaktor

(Prozent)

0
2000

1,5
3,1

1,1
5,0

1,96
1,98

1,05 2,0

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 ' 2 unabhängigen spezifischen Widerstand auf, so daß die Patentansprüche: Kapazität des Elektrolytkondensators nach der Erfindung innerhalb eines 150 bis 200° C umfassenden Tem-

1. Elektrolytkondensator, bei dem mindestens peraturbereiches im wesentlichen konstant bleibt. Weieine Elektrode mit einer dielektrischen Schicht aus 5 terhin bleibt auc.h die Kapazität des Elektrolytkonden-Metalloxyd versehen ist und in dem die physika- sators nach der Erfindung über eine lange Betriebslisch durch einen mit ihnen in ständiger Berührung dauer hin konstant.

stehenden Elektrolyten getrennt sind, der aus Das elektrisch leitende Salz kann als Kationen bei-

N-Methylpyrrolidon, Butyrolacton, einer die Vis- spielsweise Ammonium oder mit organischen Gruppen

kosität ändernden Verbindung und einem in Lösung io substituierte Ammoniumradikale enthalten, während

befindlichen, ein. Kation und ein filmbildendes die filmbildenden Anionen beispielsweise Acetat-,

Anion enthaltenden elektrisch leitenden Salz be- Borat- und Phosphationen sein können. Zweckmäßi-

steht sowie bei 25° C einen spezifischen Widerstand gerweise verwendet man jedoch als elektrisch leitendes

von 150 bis 2500 Ωαη aufweist, dadurch Salz Lithiumnitrat und Ammoniumnitrat. Von den die

gekennzeichnet, daß der Elektrolyt zu- 15 Viskosität ändernden Verbindungen wird vorzugsweise

sammengesetzt ist aus 15,2 bis 21,8% N-Methyl- Dimethylformamid eingesetzt. Zweckmäßigerweise be-

pyrrolidon, 38,5 bis 55,0% Butyrolacton, 21,4 bis steht mindestens eine Elektrode des Elektrolytkonden-

46,2% Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Di- sators aus Aluminium.

methylpropionamid, N-Äthylacetamid, Äthylgly- Bei der Herstellung des Elektrolyten des Elektrolytkol, Dimethylsulfoxyd, Diäthylcyanamid oder Tri- 20 kondensator nach der Erfindung wird das elektrisch butylamin und 0,06 bis 4,0% elektrisch leitendem leitende Salz zunächst in einem entsprechenden GeSalz, misch aus Butyrolacton und N-Methylpyrrolidon auf-

2. Elektrolytkondensator nach Anspruch 1, da- gelöst und dann erst wird die die Viskosität ändernde durch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Verbindung zugesetzt.

Salz Lithiumnitrat oder Ammoniumnitrat ist. 25 In den Zeichnungen zeigt

3. Elektrolytkondensator nach Anspruch 1 oder F i g. 1 eine Ansicht eines Kondensatorwickels und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine F i g. 2 einen Querschnitt durch einen Elektrolyt-Elektrode aus Aluminium besteht. kondensator.

F i g. 1 zeigt einen teilweise abgewickelten Konden-

30 satorwickel 10 mit den Elektroden 11 und 12. Wenigstens eine der Elektroden besteht aus Aluminium

Die Erfindung betrifft einen Elektrolytkondensator, oder einem anderen filmbildenden Metall. An den bei dem mindestens eine Elektrode mit einer dielektri- Elektroden 11 und 12 sind Anschlüsse 13 und 14 besehen Schicht aus Metalloxyd versehen ist und in dem festigt. Zwischen den Elektroden 11 und 12 sind als die Elektroden physikalisch durch einen mit ihnen in 35 Abstandshalter Schichten 15, 16, 17 und .18 aus einem ständiger Berührung stehenden Elektrolyten getrennt geeigneten durchlässigen oder porösen und tränkbaren sind, der aus N-Methylpyrrolidon, Butyrolacton, einer Material, beispielsweise Zellulose, vorgesehen. Der die Viskosität ändernden Verbindung und einem in aufgerollte Kondensatorwickel wird zur Imprägnierung Lösung befindlichen, ein Kation und ein filmbildendes mit dem Elektrolyten in ein entsprechendes Gehäuse Anion enthaltenden elektrisch leitenden Salz besteht 40 eingesetzt.

sowie bei 25⁰C einen spezifischen Widerstand von 150 F i g. 2 zeigt einen in das Kondensatorgehäuse 19

bis 2500 Ωαη aufweist. . . . eingesetzten Kondensatorwickel 10, wobei sich die

Ein Elektrolytkondensator der vorgenannten Art ist Anschlüsse 13 und 14 durch die isolierenden Abschluß-

bereits aus der FR-PS 13 80 346 bekannt. Der bekannte kappen 20 und 21 erstrecken.

Elektrolytkondensator kann auf Grund der Elektrolyt- 45 Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungszusammensetzung in einem Bereich von ungefähr —75 beispielen näher erläutert:
bis+200⁰C betrieben werden, jedoch sind seine elek- . .
trischen Kennwerte sehr stark von der Temperatur ab- ■ B e 1 s ρ 1 e 1 1
hängig, da der spezifische Widerstand des Elektrolyten ' Gewichtsprozent

mit abnehmender Temperatur außerordentlich stark 50 Butyrolacton 38,5

ansteigt. N-Methylpyrrolidon 15,2

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Dimethylformamid ' 46,2

einen innerhalb eines weiten Temperaturbereiches ein- Ammoniumnitrat 0,1

setzbaren Elektrolytkondensator zu schaffen, der eine

möglichst lange Lebensdauer aufweist und dessen elek- 55 Diese Zusammensetzung wurde als Elektrolyt in

trisehen Kennwerte möglichst wenig von der Tempera- einem nichtpolaren Flachkondensator verwendet, der

tür abhängig sind. bei einem Lebensdauerversuch bei 250 V Gleichspan-

Diese Aufgabe wird durch einen Kondensator der nung und 25°C folgende Ergebnisse lieferte:

eingangs genannten Art gelöst, der erfindungsgemäß : ^:—

dadurch gekennzeichnet ist, daß der Elektrolyt zusam- 60 Versuchs- Tempe- Kapazität Verlust- Leckstrom

mengesetzt ist aus 15,2 bis 21,8% N-Methylpyrrolidon, stunden ratur faktor (Mikro-

38,5 bis 55,0% Butyrolacton, 21,4 bis 46,2% Dimethyl- be?25^oC

formamid, Dimethylacetamid, Dimethylpropionamid, (⁰C) (Prozent) (Prozent)

N-Äthylacetamid, Äthylglykol, Dimethylsulfoxyd, Di-

äthylcyanamid oder Tributylamin und 0,06 bis 4,0 % 65 0 25 100,0 0,75 9,4

elektrisch leitendem Salz. 500 25 100,0 2,87 14,0

Der Elektrolyt des Elektrolytkondensators nach der 1000 25 100,8 3,00 41,7

Erfindung weist einen weitgehend von der Temperatur 2000 25 102,4 2,85 88,0