DE1589469B2

DE1589469B2 - Elektrolytkodensatorfolie aus legiertem aluminium

Info

Publication number: DE1589469B2
Application number: DE19671589469
Authority: DE
Inventors: Matthew Scott New Kensing ton Pa Hunter (V St A )
Original assignee: Aluminum Company of America
Current assignee: Howmet Aerospace Inc
Priority date: 1966-09-06
Filing date: 1967-09-06
Publication date: 1971-10-21
Also published as: US3498765A; FR1561945A; GB1138139A; CH480722A; DE1589469A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Folie für elektrolytische Kondensatoren. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer legierten Aluminiumfolie mit einem verbesserten Verhalten bei Ätzbehandlungen, die zur Entwicklung einer erhöhten spezifischen Kapazität vorgenommen werden.

Gemäß der Erfindung wird eine Kondensatorfolie aus legiertem Aluminium vorgeschlagen, welche im wesentlichen aus Aluminium und 0,0002 bis 0,015 Gewichtsprozent Indium oder Cadmium besteht.

Erfindungsgemäß wird durch kleine aber wirksame Mengen von entweder Indium oder Cadmium das Verhalten einer Aluminiumfolie beim Ätzen öder bei ähnlichen Verfahren, die zur Erhöhung der Oberfläche und damit der spezifischen Kapazität vorgenommen werden, beträchtlich verbessert. Die hier vorgeschlagenen Legierungszusätze bestehen aus 0,0002 bis 0,015 % Cadmium oder Indium. Bevorzugt wird der Zusatz von 0,002 bis 0,010 °/o von entweder Cadmium oder Indium, wobei alle Prozentangaben in Gewicht ausgedrückt sind. Das Cadmium und das Indium werden einem Aluminium mit einer für Kondensatoren ausreichenden Reinheit zugesetzt, wobei es sich um Aluminium handelsüblicher Reinheit mit einem Gehalt von mindestens 99 % Aluminium handeln kann, obwohl Sorten mit einer höheren Reinheit wie die übliche 1145-Sorte mit einem Gehalt von 99,45 ⁰Zo Aluminium oder Sorten mit einer noch höheren Reinheit mit einem Gehalt von 99,99 °/o Aluminium ebenfalls brauchbar sind und oft bevorzugt werden. Kleinere Mengen anderer Elemente können in der Aluminiumfolie anwesend sein, wie z. B. bis zu 0,05 Gewichtsprozent Kupfer, 0,05 Gewichtsprozent Mangan, bis zu 0,55 Gewichtsprozent Eisen plus Silizium und bis zu 0,03 Gewichtsprozent anderer zufälliger Elemente. Die Gesamtmenge aller zufälliger, als Verunreinigung vorhandener Elemente sollte jedoch nicht über 1 °/o und vorzugsweise nicht über 0,5 % der gesamten Folien-Zusammensetzung hinausgehen.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene legierte Aluminiumfolie kann durch jedes bekannte Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise kann ein Gießling heiß und kontinuierlich, in eine Platte gewalzt werden, welche dann in eine Folie mit einer für Kondensatoren geeigneten Stärke von im allgemeinen rund 0,025 bis 0,15 mm kalt ausgewalzt werden können. Gegebenenfalls können mit der Folie Temper- und teilweise Temperbehandlungen vorgenommen werden. Diese Behandlungen bestehen, kurz gesagt, im allgemeinen darin, daß die Folie auf eine Temperatur von ungefähr 150 bis 650° C erhitzt wird.

Es ist in der Technik bereits seit einiger Zeit bekannt, die spezifische "Kapazität einer Kondensatoraluminiumfolie durch chemische oder elektrochemische Ätzbehandlungen zu erhöhen, wodurch die Oberflächentextur der Folie aufgerauht wird. Die damit verbundene Erhöhung der tatsächlichen Oberfläche ergibt eine Erhöhung der spezifischen Kapazität, das ist der Kapazitätswert eines gegebenen Foliengewichts (amount of foil). Die betreffenden Ätztechniken sind allgemein bekannt und brauchen hier nicht näher beschrieben werden. Nach dem Ätzen wird die Folie, sofern sie als Anode dienen soll, mit einem dielektrischen Film versehen, und zwarmeistens durch anodische Oxydation der Folie. Diese anodische Oxydation wird als Formierung bezeichnet.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung und der damit erzielten Vorteile.

Beispiel 1

Eine Aluminiumfolie von 0,075 mm Dicke, die sich aus Aluminium mit einer Reinheit von mindestens 99,99 % und 0,007 »/0 Cadmium sowie zufällig anwesenden Elementen in Mengen nicht über den oben angegebenen zusammensetzte, wurde kalt auf die genannte Endstärke ausgewalzt und 1 st bei 510° C getempert. Die Folie wurde dann elektrolytisch in einer Lösung von 200 g/l Natriumchlorid in Wasser bei 90° C IVa min geätzt Die dabei angewendete Stromdichte betrug 0,74 A/cm². Nach dem Ätzen wurde ein dielektrischer Film bei einer Spannung von 30 V hergestellt. Die Kapazität dieser Aluminiumfolie wurde gemessen und mit der Kapazität einer Standardfolie verglichen, die in jeder Hinsicht (Zusammensetzung, Herstellungsgeschichte usw.) identisch war, wobei jedoch kein Cadmium zugesetzt worden war. Das Kapazitätsverhältnis wurde dann zu 1,78 bestimmt. Wie bekannt ist das Kapazitätsverhältnis ein zweckmäßiges Maß für den Vergleich einer Standardprobe mit einer Testprobe und ist einfach das Verhältnis der Kapazität der Testprobe (welche Cadmium enthält) dividiert durch die Kapazität der Standardprobe (welche kein Cadmium enthält). Ein Kapazitätsverhältnis von 1,78 bedeutet dann eine Verbesserung um 78 % über die Standardprobe. . , ,

Beispiel 2

Eine Aluminiumfolie, die mit der in Beispiel 1 beschriebenen identisch war, wurde hergestellt, mit dem Unterschied, daß an Stelle des Cadmiums 0,006 °/o Indium verwendet wurden. Die Folie wurde dann in der in Beispiel 1 angegebenen Weise geätzt und formiert. Wiederum wurde die Kapazität der Folie gemessen und wie in Beispiel 1 mit der Kapazität der Standardprobe verglichen. Es wurde ein Kapazitätsverhältnis von 1,10 gefunden. Eine Verbesserung in dieser Größenordnung von 10% ist in der Kondensatorindustrie sehr bedeutend.

Beispiel 3

Eine Aluminiumfolie, die mit der in Beispiel 1 beschriebenen identisch war, wurde hergestellt, mit dem Unterschied, daß die Folie 0,005 °/o Cadmium enthielt und daß sie 1st bei einer Temperatur von 555° C getempert wurde. Die Folie wurde in einer Lösung von 80 g/l Natriumchlorid in Wasser bei 90° C elektrolytisch geätzt. Die Stromdichte betrug 0,124 A/cm². Nach dem Ätzen wurde bei einer Spannung von 540 V ein dielektrischer Film hergestellt. Die Kapazität dieser Folie wurde gemessen und mit der Kapazität einer Standardfolie verglichen, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist. Das Kapazitätsverhältnis betrug 1,15, was eine Verbesserung von 15 % bedeutet.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrolytkondensatorfolie aus legiertem Aluminium, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben Aluminium 0,0002 bis 0,015 Gewichtsprozent Indium oder Cadmium enthält.

2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Cadmium oder Indium in einer

Menge von 0,002 bis 0,010 Gewichtsprozent vorliegt und das Aluminium vorzugsweise eine Reinheit von mindestens 99,45 % aufweist.

3. Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie bis zu 0,05 Gewichtsprozent Kupfer, bis zu 0,05 Gewichtsprozent Mangan und bis zu 0,55 Gewichtsprozent Eisen plus Silizium enthält.