DE1900734A1 - Elektrolyt und Elektrolytkondensator - Google Patents
Elektrolyt und ElektrolytkondensatorInfo
- Publication number
- DE1900734A1 DE1900734A1 DE19691900734 DE1900734A DE1900734A1 DE 1900734 A1 DE1900734 A1 DE 1900734A1 DE 19691900734 DE19691900734 DE 19691900734 DE 1900734 A DE1900734 A DE 1900734A DE 1900734 A1 DE1900734 A1 DE 1900734A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrolyte
- copolymer
- ethylene glycol
- electrolytic capacitor
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims description 65
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 39
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 75
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 34
- RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N anisole Chemical compound COC1=CC=CC=C1 RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 12
- OTRAYOBSWCVTIN-UHFFFAOYSA-N OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N Chemical compound OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N OTRAYOBSWCVTIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N methoxybenzene Substances CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 229930188620 butyrolactone Natural products 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 11
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 9
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 9
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 9
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- UPBDXRPQPOWRKR-UHFFFAOYSA-N furan-2,5-dione;methoxyethene Chemical compound COC=C.O=C1OC(=O)C=C1 UPBDXRPQPOWRKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- SZUVGFMDDVSKSI-WIFOCOSTSA-N (1s,2s,3s,5r)-1-(carboxymethyl)-3,5-bis[(4-phenoxyphenyl)methyl-propylcarbamoyl]cyclopentane-1,2-dicarboxylic acid Chemical compound O=C([C@@H]1[C@@H]([C@](CC(O)=O)([C@H](C(=O)N(CCC)CC=2C=CC(OC=3C=CC=CC=3)=CC=2)C1)C(O)=O)C(O)=O)N(CCC)CC(C=C1)=CC=C1OC1=CC=CC=C1 SZUVGFMDDVSKSI-WIFOCOSTSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940126543 compound 14 Drugs 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 1
- REVHBXRQFKQINM-UHFFFAOYSA-N OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.OCCO.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N Chemical compound OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.OB(O)O.OCCO.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N.N REVHBXRQFKQINM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 description 1
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- NGPGDYLVALNKEG-UHFFFAOYSA-N azanium;azane;2,3,4-trihydroxy-4-oxobutanoate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O NGPGDYLVALNKEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- -1 methyl-phenyl- Chemical group 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WYXIGTJNYDDFFH-UHFFFAOYSA-Q triazanium;borate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]B([O-])[O-] WYXIGTJNYDDFFH-UHFFFAOYSA-Q 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Elektrolyt und Elektrolytkondensator
Die Erfindung betrifft einen Elektrolytkondensator und insbesondere einen verbesserten Elektrolyten für diesen Korn'· η Ι or.
Elektrolytkondensatoren, die einen Elektrolyten verwenden, der
in der Hauptsache aus Äthylenglykol und einem Ionogen besteht, sind bekannt und finden allgemein Anwendung. Um den Wirkungsgrad
dieser Kondensatoren zu verbessern, ist es vorteilhaft, die Durchbruchs- oder Überschlagsspannung und Viskosität des Elektrolyten
zu erhöhen. Dies kann z.B. durch Zugabe von Mannit, einem mehrwertigen Alkohol der Formel CII0OII(CIIOIi)14CII0OH, geschehen.
Mannit besitzt jedoch einige Nachteile, die von seiner Wirkung als Additiv herrühren. Ein wesentlicher Nachteil besteht darin,
daß eine beträchtliche Menge dieses Materials verwendet werden muß, um die Durchschlagsspannung des Elektrolyten zu erhöhen
9831/1001
BAD ORIGINAL
und um die Viskosität merklich zu beeinflussen. Die Zugabe
so großer Mengen erhöht den Widerstandskoeffizienten des
Elektrolyten und bewirkt eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften, z.B. des Verlustfaktors des Kondensators,
Gemäß der Erfindung wird daher ein im wesentlichen nicht
wässeriger, flüssiger Elektrolyt für Elektrolytkondensatoren vorgeschlagen, der einen bedeutenden Anteil eines Xfchylenglykols,
einen kleineren eines lonogens und einen rrf ringen
aber meßbaren Anteil eines Mischpolymerisats von Maieinanhydrid
und Methyl-Phenyl-Ä'ther besitzt. Das Mischpolymerisat
kann in verschiedenen Konzentrationen von etwa O,l Gew.% bis
zur Löslichkeitsgrenze des Mischpolymerisats in Äthylenglykol
vorliegen. Vorzugsweise wird eine Konzentration von etwa 0,2 bis 0,6 Gew.% verwendet. Eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung besteht aus einem Elektrolytkondensator, der einen Äthylenglykolelektrolyten besitzt, der Zusätze an Mischpolymerisaten
enthält.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung
mit den Zeichnungen näher beschrieben. Hierbei zeigt:
Figur 1 einen Schnitt durch einen aufgewickelten Elektrolytkondensator,
auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist und
Figur 2 einen Kondensatoraufbau mit dem Kondensatorteil gemäß Figur 1, der in einem Gehäuse eingeschlossen ist.
In den Zeichnungen und besonders in Figur 1 ist ein Schnitt
eines teilweise aufgerollten Kondensatorwickels herkömmlicher
Art dargestellt, der ein Paar Elektrodenfolien 1 und 2 enthält, von denen mindestens eine aus Tantal, Aluminium oder
aus anderen vorteilhaften und geeigneten filmbildenden Metallen
besteht, die, obgleich es nicht notwendig ist, geätzt sind, auf denen ein dielektrischer Oxydfilm vorhanden ist. Im
Betriebszustand des Kondensators besitzen die Folien ver-
.309831/1001
BAD ORIGINAL
schiedene Polarität. Der dielektrische Oxydfilm kann durch filmbildende Verfahren (normalerweise durch eine anodische
Oxydation) hergestellt werden, die bei der Herstellung von Elektrolytkondensatoren allgemein bekannt sind. In einem polarisierten
Kondensator besitzt nur eine der Elektrodenfolien (Anode) einen anodischen dielektrischen Oxydfilm. Bei einem
nicht polarisierten Kondensator besitzen beide Elektrodenfolien
derartige Filme. Zwischen den Folien 1 und 2 sind ein oder mehr Bögen dielektrischen Abstandsmaterials 3, 4, 5 und
6 angeordnet, die z.B. aus Zellulose bestehen, die Papier aus Pflanzenfasern wie beispielsweise "Benares Hemp" oder andere
geeignete permeable Materialien enthalten, das porös und imprägnierbar ist. Diese Bögen sind mit dem Elektrolyten gemäß
der Erfindung imprägniert. Die Anschlüsse oder Anschlußstreifen
8 oder 9 sind mit der entsprechenden Elektrodenfolie verbunden
und weisen in die gleiche oder entgegengesetzte Richtung. Die Elektrodenfolien und die dielektrischen Bögen sind
in einem kompakten Wickel 7 aufgerollt, so daß sie in das Gehäuse 10, wie in Figur 2 dargestellt, eingesetzt werden können.
Figur 2 zeigt den Kondensatorwickel, der in einem Metallgehäuse eingeschlossen ist, mit den Anschlüssen 8 und 9, die durch Isolierstopfen-
oder Scheiben Jl und 12, die das Innere des Gehäuses
wasserdicht abschließen, hindurchgeführt sind. Der Wickel 7 kann durch eine geeignete Vergußmasse 14, die sich
im Gehäuseboden befindet, im Gehäuse 10 befestigt oder gesichert wei'den. Die Vergußmasse 14 kann aus einem Harz bestehen,
das mit. dem Elektrolyten 15 gemäß der Erfindung nicht reagiert und in ihm nicht lösbar ist. Um die Lage des Wickels zu fixieren,
können auch andere bekannte mechanische Mittel verwendet werden. Der Elektrolyt 15, der im folgenden näher beschrieben
wird, füllt das Gehäuse 10 aus.
Auch für andere Elektrolytkondensatoren läßt sich der
Elektrolyt gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden. So kann
„909831/ 1001
BAD
• - 4 -
z.B. der Kondensatorwickel an Stelle der Anordnung gemäß Figur 1 und 2, wobei der Wickel durch eine aufgewickelte Kathoden-
und Anodenfolie gebildet wird, aus einer Elektrodenfolie (Anode)' bestehen, auf der sich ein dielektrischer Film befindet, während die Kathode durch das äußere Gehäuse gebildet wird. In
einer solchen Anordnung wird das Gehäuse speziell aus Silber hergestellt. Eine andere bekannte Kondensatorart, " i der der
Elektrolyt gemäß der Erfindung verwendet werden kann, besteht
aus einem Drahtkondensator, bei dem die Anode aus einem filmbildenden Draht besteht, auf dem ein dielektrisches Oxyd angebracht ist.
Der basische Elektrolyt gemäß der vorliegenden Erfindung besteht grundsätzlich aus einem Gemisch mit einem bedeutenden Anteil von Xthylenglykol und einem kleineren. Anteil von Ionogen.
Das Ionogen besteht vorzugsweise aus Ammonium-Pentaborat, jedoch können auch andere leitende Salze, wie beispielsweise Ammonium-B ibo rat, Ammonium-Azetat, Ammonium-Tartrat oder andere
substituierte Ammoniumsalze oder ihre Äquivalente verwendet werden. Das..Verhältnis der Bestandteile in dem basischen Elektrolyten besteht vorzugsweise aus etwa 68 % Xthylenglykol und
etwa 32 % Ammonium-Pentaborat.
Man hat festgestellt, daß die Zugabe eines Mischpolymerisats
von Maleinanhydrid und Methyl-Phenyl-Äther zum basischen Elektrolyten die Durchbruchsspannung, und die Viskosität merklich
erhöht. Das Mischpolymerisat ist z.B. von der General Aniline und Filmcompanie unter dem Namen "Gantrez Resin" im Handel erhältlich. Dieses Harz ist in verschiedenen Molekulargewichten
erhältlich. Man hat jedoch ermittelt, daß die gleichen befriedigenden Ergebnisse mit einer geringeren Menge eines Harzes
mit hohem Molekulargewicht verglichen mit einer größeren Menge eines Materiales mit niedrigem Molekulargewicht erzielt werden
können.
.^09831/1001
BAD ORIGINAL
Das Mischpolymerisat ist besonders wirksam, wenn es in sehr geringen,
aber bedeutenden Konzentrationen, hinzugefügt wird und zwar von etwa 0,1 Gew.% bis zur Löslichkeitsgrenze in Äthylenglykol
(die von der Temperatur und der Äthylenglykolkonzentration abhängt). Ein bevorzugter Konzentrationsbereich liegt
zwischen O,2 bis 0,6 Gew.% und eine besonders bevorzugte Konzentration
liegt bei 0,37 %. Die obere Konzentrationsgrenze des Mischpolymerisats wird aus praktischen Gründen primär dadurch
bestimmt, daß es die innen befindliche Luft ersetzen muß, wobei der Kondensatorwickel imprägniert wird. Bei hohen Konzentrationen
des Mischpolymerisats ist die Viskosität des Elektrolyten bei den Imprägnierungstemperaturen zu hoch, um eine vollständige
Imprägnierung in einer wirtschaftlich vertretbaren Zeit
durchführen zu können. Da ferner die Luft im Kondensatorwickel wegen der sehr hohen Viskosität nicht vollständig entfernt werden
kann, ergibt sich ein sehr hoher Verlustfaktor und eine geringe Kapazität.
Für den Fall, daß das Mischpolymerisat relativ unlöslich ist oder sich in dem basischen Elektrolyten nur schwer !.löst, wie
das z.B. bei einem Äthylenglykolelektrolyten der Fall ist, so kann es mit einem zweiten, damit verträglichen Lösungsmittel
gelöst werden und kann dann, um die gleichen Wirkungen zu erzielen, mit dem Elektrolyten vereinigt werden. Beispiele von
entsprechenden zweiten Lösungsmitteln sind Dirnethyl-Formanide,
N-Methy1-Pyrolidone, Butyrolaktone oder ähnliche Stoffe.
Der basische Elektrolyt, der das Mischpolymerisat enthält, ist im wesentlichen eine nicht wässrige Flüssigkeit. Der vorhandene
geringfügige Wasseranteil kommt in den meisten Fällen von der Kristallisation des Ionogens. Die bevorzugte Viskosität des
Elektrolyten ist etwa 40 bis 50mal geringer als Wasser. In einer anderen zweiten Ausführungsform kann als Elektrolyt vorteilhafterweise
ein thermisch reversibles Gel verwendet werden. Das Mischungsverhältnis des basischen Elektrolyten ist nicht besonders
kritisch und kann sich innerhalb weiter Grenzen bewegen.
£09831/1001
Die maximale Athylenglykolkonzentration wird durch den spezifischen
Widerstand festgelegt. Sie sollte jedoch nicht 95 Gew.% des Elektrolyten überschreiten. Ein Elektrolyt, der mehr als
95 Gew.% enthält, würde, einen so großen spezifischen Widerstand besitzen, daß seine praktische Brauchbarkeit begrenzt wäre. Die
untere Grenze des Athylenglykolgemisches wird durch die Löslichkeitsgrenze
des Ionogens im Xthylenglykol bei der niedrigsten Betriebstemperatur des Kondensators festgelegt. ,Sie sollte jedoch.nicht
weniger als 50 Gew.% des basischen Elektrolyten betragen.
Die Tabelle 1 zeigt die Wirkung der Zugabe einer geringen Menge an Mischpolymerisaten gemäß vorliegender Erfindung, zu einem
Elektrolyten, der aus 68 % Xthylenglykol und 32 % Ammonium-Pentaborat besteht.
TABELLE I
Basischer % Gantrez*119 Durchbruchs- Relative
Elektrolyt hinzugegeben spannung Viskosität
(Gleichspannung) bei 25 C
Athylenglykol O 300 1
Ammonium-
Pentaborat 32 % 0,37 460 5
Gantrez 119 ist ein Mischpolymerisat mit dem niedrigsten Molekulargewicht,
das von der Firma "General Aniline und Film11 erhältlich
ist.
Im Vergleich dazu zeigt die Tabelle II die Wirkung der Zugabe von Mannit in verschiedenen Mengen zum gleichen basischen Elektrolyten.
^09831/1001
TABELLE II
Basischer
Elektrolyt
Elektrolyt
% Mannit hinzugegeben
Durchbruchs- Relative spannung Viskosität (Gleichspannung) bei 25 C
Äthylenglykol
68 %
68 %
Ammonium-Pentaborat 32 %
3
6
9
6
9
300
315 335 360
Die vorgenannten Tabellen zeigen deutlich, daß eine sehr kleine Menge Mischpolymerisat schon die gleiche Viskosität erzeugt,
wie die 25-fache Menge an Mannit. Ferner bewirkt die gleiche geringe Menge Mischpolymerisat ein wesentliches Ansteigen der
Durchbruchsspannung, die zu einer Verbesserung von mehr als 50 % dem Werte nach führt.
Es ist auch festgestellt wordei, daß die beobachteten vorteilhaften
Wirkungen, die durch Zugabe einer geringen Menge an Mischpolymerisaten erzielt werden, nicht auf einen Elektrolyten
der Zusammensetzung von 68 % Äthylenglykol und 32 % Ionogen beschränkt
sind. So wird z.B. durch Zugabe von nur 0,15 % des Mischpolymerisates zu einem 90 %-igen Äthylenglykolelektrolyten
die Durchbruchsspannung von 235 Volt Gleichstrom auf 320 Volt Gleichstrom angehoben, was einer Verbesserung von mehr als 35 %
entspricht.
Es ist zu erwarten, daß durch die Zugabe eines Pdymers mit
hohem Molekulargewicht die Viskosität des basischen Elektrolyten ansteigt. Man kann ,jedoch auch annehmen, daß ein Ansteigen
der Viskosität über einen Grundbetrag hinaus ein Absinken der Leitfähigkeiten zur Folge hat, da eine hochviskose Flüssigkeit
auf die Ionen einen Zug ausübt. Dies zeigt sich am ver-
909831/1001
gleichbaren Ansteigen des Widerstandes. Durch Vergleich eines basischen Elektrolyten mit gleicher Viskosität, von dem einer
Mannit und der andere das Mischpolymerisat enthielt, wurde überraschend gefunden, daß der spezifische Widerstand des basischen
Elektrolyten, der das Mischpolymerisat enthielt, etwa 1.300 Ohm/ cm betrug, während der das Mannit enthaltendeElektrolyt einen
spezifischen Widerstand von 1.900 Ohm/cm hatte. Das an sich zu erwartende Ansteigen des spezifischen Widerstandes und die damit
zusammenhängende Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften kommt jedoch bei den Kondensatoren nicht vor, die einen Elektrolyten besitzen, der das Mischpolymerisat gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. .
Die Beziehung, die zwischen der Durchbruchsspannung und dem spezifischen Widerstand nominell besteht, ist allgemein bekannt und !
läßt sich durch folgende Gleichung darstellen:
wobei a und b Konstanten sind, die durch die Eigenschaft des Lösungsmittels und der Lösung bestimmt werden und ? der spezifische
Widerstand der Lösung bedeutet. Da alle Bestandteile außer dem näher zu bestimmenden Agens, wie z.B. Mannit oder das Mischpolymerisat (Gantrez) gleich sind, könnte erwartet werden, daß
der Elektrolyt mit dem geringeren spezifischen Widerstand, der z.B. das Mischpolymerisat enthält, eine geringere Durchbruchsspannung aufweist. Wir haben in überraschender Weise festgestellt, daß sich.dies Ergebnis nicht einstellt, wie aus den Tabellen 1 und 2 näher erläutert wurde, wo die Durchbruchsspannung
des Elektrolyten, der das Mischpolymerisat enthält, wesentlich größer als der des Mannitelektrolyten ist.
Um die elektrischen Eigenschaften zu demonstrieren und um die
Wirkung in Kondensatoren bis zu 500 Volt Gleichspannung aufzuzeigen, wurden mit Gruppen von Elektrolytkondensatoren, die den
^09831/1001
Elektrolyten gemäß der Erfindung enthielten, Lebensdauerversuche durchgeführt. Die Kondensatoren bestanden aus einer geätzten
Aluminiumfolie als Anode (auf die ein dielektrischer Oxydfilm durch anodische Oxydation aufgebracht wurde), aus dielektrischen
Abstandsbögen und einer Kathodenfolie. Je höher bei der anodischen
Oxydation die Spannung ist, um so dicker wird der gebildete Oxydfilm und um So höher die Spannung, mit der der Kondensator
beaufschlagt werden kann. Die Anschlüsse werden sodann an die entsprechenden Elektroden befestigt und die Kathode, die
Anode und das dielektrische Abstandsmaterial wird zu einem Kondensatorwickel aufgerollt. Der aufgerollte Wickel wird dann mit
dem Elektrolyten in bekannter Weise z.B. durch Zentrifugieren oder Vakuumimprägnierung imprägniert. Der Wickel wird dann gealtert
in das Gehäuse eingesetzt und das Gehäuse abgedichtet.
Der Elektrolyt, der zur Imprägnierung des dielektrischen Abstandsmaterials
verwendet wird, besteht aus Äthylenglykol-Ammonium-Pentaborat, das 0,37 Gew.% eines Mischpolymerisats von
Maleinanhydrid und Methyl-Phenyl-A'ther enthält. Der Elektrolyt ■
wurde durch Zugabe einer Lösung eines Mischpolymerisates in Butyrolakton zu einem basischen Elektrolyten, der im wesentlichen
aus einem 68 %-igen Äthylenglykol und einem 32 %-igen Ammonium-Pentabofat
besteht, gewonnen. Der Elektrolyt wird durch Zugabe von 20 ecm einer Lösung von 182 gr "Gantrez 119" pro Liter von
Butyrolakton zu 1.000 gr eines basischen Elektrolyten, wobei der sich ergebende Elektrolyt eine Zusammensetzung von etwa GG,5
Gew.% Äthylenglykol, 31,3 Gew.% Ammonium-Pentaborat und 0,37 Gew%
des Mischpolymerisats und 1,83 % Butylolakton hat.
Die Tabelle III gibt die elektrischen Eigenschaften der Elektrolytkondensatoren
wieder, die den Lebensdauerversuchen bei 150, 200, 350 und 450 Volt Gleichspannung unterworfen wurden.
-9 09831/10 01
Beaufschlagte Spannung bei 85 C
150
200 350 450
Tabelle III | % Verlust | Verluststrom |
Kap. | faktor | (mA bei beaufschlagter |
(/UF) | Spannung) | |
9,4 | .028 | |
356 | 10,1 | .016 |
370 | 9,7 | .011 |
374 | 9,2 | .020 |
366 | 11,2 | . .019 |
358 | 8,8 | .022 |
377 | 6,4 | .019 |
247 | 6,4 | .031 |
249 | 6,4 | .022 |
245 | 7,4 | .011 |
261 | 6,5 | .019 |
247 | 6,4 | .028 |
244 | 4,3 | .051 |
145 | 3,2 | .031 |
146 | 4,3 | .051 |
145 | 3,3 | .031 |
143 | 7,1 | .250 |
133 | 7,1 | .310 |
132 | 4,3 | .260 |
80 | 4,3 | .480 |
80 | 3,9 | .760 |
78 | 4,7 | .480 |
81 | 3,9 | .750 |
77 | 6,3 | .500 |
77 |
Aus der Tabelle III ist ersichtlich, daß der Verlustfaktor bei
höheren Spannungen, mit denen der Kondensator beaufschlagt wurde, günstiger liegt, da er mit sinkender angelegter Spannung ansteigt
Andererseits sinkt die Kapazität bei angelegter steigender Spannung. Dies ergibt sich wegen der ansteigenden Dicke des dielektrischen
Oxydfilms auf der Anode, die notwendig ist, um eine höherer angelegte Spannung zu erhalten. Wie zu erwarten ist,
steigt der Verluststrom mit ansteigender Potentialdifferenz.
Während die vorliegende Erfindung nur anhand der besonderen Bei-
9 0 9 8 31/10 01
spiele beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, daß noch zahlreiche Abwandlungen möglich sind, die noch im Schutzumfang
der Erfindung liegen.
909831/1001
Claims (14)
1. Elektrolyt für Elektrolytkondensator©!!, dadurch
gekennze ich-net, daß dieser einen bedeutenden Anteil
Äthylenglykol, einen kleineren Anteil Ionogen, das darin
gelöst ist, und einen geringen aber wirksamen Anteil eines Mischpolymerisats von Maleinanhydrid und Methyl-Phenyl-Äther
enthält, der ausreicht, die Viskosität und Durchbruchsspannung des Elektrolyten ansteigen zu lassen.
2. Elektrolyt nach Anspruch lfda?durch gekennzeichnet,
daß die Konzentration des Mischpolymerisats von 0,1 Gew.% bis zur Löslichkeitsgrenze des Mischpolymerisats
in Äthylenglykol reicht.
3. Elektrolyt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Konzentration des Mischpolymerisats von 0,2 bis 0,6 Gew.% reicht.
4. Elektrolyt nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Konzentration des Mischpolymerisats 0,37 Gew.% beträgt.
5. Elektrolyt nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennze ichne t, daß als Ionogen ein Ammonium-Pentaborat
verwendet wird.
6. Elektrolyt nach Anspruch 1 bis 5,dadurch
gekennze ichne t, daß ein Lösungsmittel verwendet wird, daß mit Äthylenglykol und dem Mischpolymerisat verträglich
ist.
90983Ί/1001
7. Elektrolyt nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus folgenden Komponenten, angegeben in Gew.%, besteht:
Äthylen/aykol 66,5 %
Ammonium-Pentaborat 31,3 % Butyrolakton 1,83 %
Mischpolymerisat von
Maleinanhydrid und
Methyl-Phenyl-Ä'ther 0,37 %
Maleinanhydrid und
Methyl-Phenyl-Ä'ther 0,37 %
8. Elektrolytkondensator mit einem Elektrodenpaar, wobei mindestens
eine Elektrode aus einem filmbildenden Metall besteht,
auf dem ein dielektrischer Film vorhanden ist, dadurch
gekennze ichne t, daß der Elektrolyt aus einem bedeutenden Anteil Äthylenglykol, einem kleineren Anteil eines
darin gelösten Ionogens und einem geringen aber wirksamen Anteil eines Mischpolymerisats von Maleinanhydrid und Methyl-Phenyl-Ä'ther
besteht, der ausreicht, die Viskosität und Durchbruchsspannung des Elektrolyten zu erhöhen.
9. Elektrolytkondensator nach Anspruch 8, dadu rc h
gekennze ichne t, daß die Konzentration des Mischpolymerisats in dem Elektrolyten sich zwischen 0,1 Gew.% und der
Löslichkeitsgrenze des Mischpolymerisats im Äthylenglykol bewegt.
10. Elektrolytkondensator nach Anspruch 8 oder 9 dadurch,
gekennzeichne t, daß die Konzentration des Mischpolymerisats im Elektrolyten zwischen 0,2 bis 0,6 Gew.% liegt.
11. Elektrolytkondensator nach Anspruch 8 bis 10, dadurch
gekennze ichne t, daß die Konzentration des Mischpolymerisats im Elektrolyten 0,37 Gew.% beträgt.
12. Elektrolytkondensator nach Anspruch 8 bis 11, dadurch
gekennze ichne t, daß als Ionogen ein Ammonium-Pentaborat verwendet wird.
9098 31/1001
13. Elektrolytkondensator nach Anspruch 8 bis 12; dadurch
gekennze ichne t, daß der Elektrolyt ein Lösungsmittel enthält, daß mit Äthylenglykol und dem Mischpolymerisat verträglich
ist.
14. Elektrolytkondensator nach Anspruch 8 bis 13, dadurch
gekennze ichne t, daß der Elektrolyt folgende Zusammensetzung, angegeben in Gew.%, besitzt:
Äthylenglykol 66,5 %
Ammonium-Pentaborat 31,3 % Butyrolakton 1,83 %
Mischpolymerisat von Maleinanhydrid und Methyl-Phenyl-Ä'ther 0,37 %
9098 31/1001
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US69689668A | 1968-01-10 | 1968-01-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1900734A1 true DE1900734A1 (de) | 1969-07-31 |
Family
ID=24798975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691900734 Pending DE1900734A1 (de) | 1968-01-10 | 1969-01-08 | Elektrolyt und Elektrolytkondensator |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3509425A (de) |
DE (1) | DE1900734A1 (de) |
FR (1) | FR2000113A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2844069A1 (de) * | 1977-10-11 | 1979-04-19 | Sangamo Weston | Elektrolyt fuer elektrolytische kondensatoren |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3611056A (en) * | 1970-05-21 | 1971-10-05 | Sprague Electric Co | Electrolytic capacitor |
US9548166B2 (en) * | 2005-06-30 | 2017-01-17 | Medtronic, Inc. | Capacitor electrolyte |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2149086A (en) * | 1935-03-30 | 1939-02-28 | Gen Electric | Electrical capacttor |
US2965690A (en) * | 1958-01-10 | 1960-12-20 | Sprague Electric Co | Electrical capacitors |
US3138746A (en) * | 1960-05-02 | 1964-06-23 | Francis J P J Burger | Electrolytic capacitors and electrolyte therefor |
US2994809A (en) * | 1960-05-20 | 1961-08-01 | Alfred L Jenny | Electrolytic capacitor |
-
1968
- 1968-01-10 US US696896A patent/US3509425A/en not_active Expired - Lifetime
-
1969
- 1969-01-08 DE DE19691900734 patent/DE1900734A1/de active Pending
- 1969-01-09 FR FR6900215A patent/FR2000113A1/fr not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2844069A1 (de) * | 1977-10-11 | 1979-04-19 | Sangamo Weston | Elektrolyt fuer elektrolytische kondensatoren |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3509425A (en) | 1970-04-28 |
FR2000113A1 (de) | 1969-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1918246C3 (de) | Elektrolyt für Elektrolytkondensatoren | |
DE69936537T2 (de) | Festkörperelektrolyt-kondensator und dessen herstellungsverfahren | |
DE69836554T2 (de) | Festelektrolytkondensator und sein herstellungsverfahren | |
DE69533082T2 (de) | Ionenleitender Polymerelektrolyt, Verfahren zur Herstellung des Elektrolyts und seine Verwendung in Kondensatoren | |
DE2118435C2 (de) | Elektrolyt für Elektrolytkondensatoren | |
DE69223731T2 (de) | Herstellungsverfahren für einen elektrolytischen Kondensator | |
CH642768A5 (de) | Kondensator mit schichten aus metallfolien, die mit dielektrischen abstandshaltern alternieren, welche mit einer dielektrischen fluessigkeit impraegniert sind. | |
DE1950052A1 (de) | Elektrochemische Generatoren mit negativen Lithiumelektroden | |
DE69016239T2 (de) | Elektrolyt für elektrolytische Kondensatoren sowie diesen enthaltender Kondensator. | |
DE2611474C3 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Festelektrolytkondensators mit einer molybdänhaltigen Tantalanode | |
DE69315941T2 (de) | Elektrolyt zur Verwendung in Elektrolytkondensatoren und Elektrolytkondensator | |
DE1900734A1 (de) | Elektrolyt und Elektrolytkondensator | |
DE1804542A1 (de) | Elektrischer Kondensator und dielektrisches Material | |
DE1813371C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines mit Rizinusöl imprägnierten elektrischen Kondensators | |
DE69028790T2 (de) | Festelektrolytkondensator und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3045591C2 (de) | Elektrostatisches Aufzeichnungsmaterial | |
DE10201267C1 (de) | Elektrolytlösung und Elektrolytkondensator | |
DE919903C (de) | Elektrolytischer Kondensator fuer Entstoerungszwecke | |
DE2449282C3 (de) | Elektrolyt für elektrolytische Kondensatoren | |
DE977159C (de) | Elektrolytkondensator | |
DE2049098B2 (de) | Elektrolyt für Elektrolytkondensatoren, insbesondere für Niedervolt-Elektrolytkondensatoren | |
DE3340167A1 (de) | Elektrolyt fuer einen elektrolyt-kondensator | |
DE1932233A1 (de) | Elektrolytischer Kondensator | |
DE1204331B (de) | Elektrolytischer Kondensator | |
DE2449282A1 (de) | Elektrolyt fuer elektrolytische kondensatoren und kondensator mit einem solchen elektrolyten |