DE1936267C3 - Elektrolyt zur Formierung von Aluminiumfolien für Elektrolytkondensatoren - Google Patents
Elektrolyt zur Formierung von Aluminiumfolien für ElektrolytkondensatorenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektrolyten zur Formierung von Aluminiumfolien für Elektrolytkondensatoren,
insbesondere für Niedervolt-Elektrolytkondensatoren.
Bei der Vorformierung durchläuft die Aluminiumfolie einen oder mehrere Formier- und Waschbehälter.
In den Formiertanks werden unter Ausnutzung der Dissoziationserscheinungen die aus dem Elektrolyten
stammenden sauerstoffhaltigen Anionen durch Anlegen einer Spannung an die Aluminiumfolie gebracht
und dabei die Aluminiumobeifläche oxydiert. Die Stärke dieser Oxidschicht ist abhängig von der Höhe
der angelegten Spannung.
Derartige oxydierte Aluminiumfolren können als Anoden in Elektrolytkondensatoren verwendet werden,
v/obei die Oxidschicht als Dielektrikum wirkt. Sie werden dabei gewöhnlich mit Papierzwischenlagen
zu einem Wicke! verarbeitet, und dieser Wickelkörper wird anschließend mit emem geeigneten Betriebselektrnlyten
imprägniert. Zur Weiterbildung der beim Vorformieren aufgebrachten Oxidschicht wird
diese nachformiert. Bei der Nachformierung ist der fertige Kondensatorkörper normalerweise schon im
Gehäuse eingebaut.
Bei der Nachformierung entwickelt der Elektrolytkondensator
verhältnismäßig große Gasmengen. Diese Gasmengen bewirken das Aufplatzen der schon abgedichteten
Gehäuse. Die, Gasentwicklung ist in starkem Maße abhängig von der Art der Oxidschicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, beim Vorformieren auf der Aluminiumfolie eine Oxidschicht herzustellen,
weiche bei der Nachformiering nur wenig Ladungsmengen verbraucht. Die Gasentwicklung ist daher
gering.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Elektrolyt für die Vorformierung von Aluminiumfolie»
aus einer wäßrigen Adipinsäurelösung, welcher Borate zugesetzt sind, besteht.
Dieser Vorformierelektrolyt eignet sich zur Herstellung von Kondensatorfolie!! für den gesamten
Niedervoltbereich, d.h. für Badspannungen bis herauf zu 150 V. Elektrolytkondensatoren, welche aus Folien
hergestellt werden, die im erfindungsgemäßen Elektm-
lyten vorformiert worden sind, zeichnen sich dur^h
niedrige Restströme und durch überraschend gute Lagerfestigkeit aus. Während der Nachformierung
und des Dauerspannungstestes sind keine Ausfälle der Elektrolytkondensatoren zu verzeichnen.
Aus der Patentschrift Nr. 18 528 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin ist es bekannt,
als Betriebselektrolyten Adipinsäure zu verwenden.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1 259 468 ist . s
ao bekannt, Adipinsäure und Borsäure in Verbind!·.-^
mit anderen Bestandteilen als Betriebselektrolyten n\ verwenden.
Der erfindungsgemäße Vorformierelektrolyt wird durch Zusetzen von Borax zu wäßriger Adipinsäure lösung
hergestellt. Das Verhältnis von Adipinsäure zu Borax ist dabei so zu bestimmen, daß die pH-Werte
der Lösungen im Bereich 4,5 bis 5,5 und iüo
Leitfähigkeiten (etwa bei 3O0C) im Bereich 5 b;·,
15 mS/cm liegen.
3= Beispiele für den erfindungsgemäßen Elektrolyten aus Adipinsäure (COOH-(CH.,)4-COOH) und Bora;
(Na2B4O7-10H2O) sind:
1. 5 g Adipinsäure + 10 g Borax/1 Lösung
£i? 1,55 Mol Na/Mol Adipinsäure; pH«5.5;
Leitfähigkeit (30° C) fw 5 mS/cm.
2. 15 g Adipinsäure + 25 g Borax/1 Lösung
^ 1,3 Mol Na/Mol Adipinsäure; pH «5; Leitfähigkeit
(30° C) « 8,7 mS/cm.
3. 15 g Adipinsäure +-3Og Borax/1 Lösung
^ 1.55 Mol Na/Mol Adipinsäure: pH « 5.i;
Leitfähigkeit (30° C) «s 11 mS/cm. '
Beim Vorformieren in den erfindungsgemäßen Elektrolyten erfahren hochaufgerauhte Aluminiumfolien
durch das »In-Lösung-Gehen« von Aluminium keinen merklichen Kapazitätsveriüst, denn es werden
nur geringe Mengen von Aluminium von der Folie abgelöst, verglichen mit den Mengen, welche zu elektrisch
sperrendem Oxid oxydiert werden.
Soll die Leitfähigkeit des vorformicrenden Elektrolyten
noch weiter erhöht werden, so muß Borax durch die entsprechenden Borate von Kalium oder
Ammonium ersetzt werden. Die genannten Borate sind K2B4O7 · 4 H2O und (NHJ2B4O7 · 4 H2O. Es
kommen dann die gegenüber Na+ höheren lonenbeweglichkciten
von K+ oder NH4 + zur Geltung. In
der Praxis wird man vorteilhaft äquivalente Mengen von Borsäure und Kalilauge bzw. Ammoniak zusammenwägen.
Durch dieses Verfahren ergibt sich
eine einfache Möglichkeit, das Molverhültnis zwischen
K und NH4 und Borsäure zu variieren. Dieses Verfahren ergibt entweder eine Borsäureeinsparung
oder bei gleichbleibenden Gehalten an Adipinsäure oder Borsäure Leitfähigkeitserhöhungen.
f.. Die Vorformierbadtempcratur soll nicht höher als
35 oder 40° C sein. Andernfalls verliert man den Vorteil der kleinen Restströme im fertigen Kondensator.
Die Vorformierung führt man bis zu Badspannungen von 50 V einstufig durch und für Badspannungen
oberhalb 50 V zweistufig. Beim zweistufigen Verfahren entspricht die Spannung der ersten Stufe
etwa der Hälfte der Spannung der zweiten Stufe. Die Vorformterdauer beträgt etwa 20 Minuten. Nach der
Vorformierung werden die Prüflinge mit entionisiertem Wasser gespült und an Luft getrocknet.
Durch die mit erfindungsgemäßen Vorformierelektrolytcn
behandelten Folien fließen beim Nachformieren sehr geringe Ladungsmengen, so daß sich nur
wenig Gase entwickeln. Die Erfindung ist deshalb insbesondere bei Aluminiumfolien, welche einen sehr
hohen Aufrauhgrad besitzen, von Vorteil. Aluminiumfolien, welche in erfindungsgemäßen Vorformierelektrolyten
behandelt worden sind, lassen sich im ge-
samten Niedervoltbereich verwenden. Außerdem sind die Kondensatoren hinsichtlich ihres Reststromverhaltens
und der Kapazitätsänderung sehr lagerfest. Die Verlustfaktoränderungen sind unmerklich. Bei
Dauerspannungstesten gab es keinerlei Ausfälle von
ίο Kondensatoren, welche mit Aluminiumfolien bestückt
waren, die im erfindungsgemäßen Elektrolyten vorformiert waren.
Claims (8)
1. Elektrolyt zur Formierung von Aluminiumfolien für Elektrolytkondensatoren, insbesondere
bei Niedervolt-Elektroiytkondensatoren, d adurch gekennzeichnet, daß einer wäßrigen
Adipinsäurelösung Borate zugesetzt sind.
2. Elektrolyt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Borax zugesetzt ist.
3. Elektrolyt nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die pH-Werte der Lösung im
Bereich 4,5 bis 5,5 und die Leitfähigkeiten bei 30° C im Bereich 5 bis 15 mS/cm liegen.
4. Elektrolyt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 5 g Adipinsäure 10 g Borax/l
Lösung zugesetzt sind.
5. Elektrolyt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 15gAdipinsäure 25gBorax/l
Lösung zugesetzt sind.
6. Elektrolyt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß 15 g Adipinsäure 30 g Borax/I Lösung zugesetzt sind.
7. Elektrolyt nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
Kaliumborat (K2B4O7 · 4 H2O) zugeselzt ist.
8. Elektrolyt nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
Ammoniumborat ((NH4).,B,O. · 4 H2O) zugesetzt
ist.
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Families Citing this family (3)
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1969
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