DE2018540B2 - Electrolyte for electrolytic capacitors - Google Patents

Electrolyte for electrolytic capacitors

Info

Publication number
DE2018540B2
DE2018540B2 DE19702018540 DE2018540A DE2018540B2 DE 2018540 B2 DE2018540 B2 DE 2018540B2 DE 19702018540 DE19702018540 DE 19702018540 DE 2018540 A DE2018540 A DE 2018540A DE 2018540 B2 DE2018540 B2 DE 2018540B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrolyte
water
voltage
capacitor
oxide film
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.)
Ceased
Application number
DE19702018540
Other languages
German (de)
Other versions
DE2018540A1 (en
Inventor
Shiro Asakawa
Katsue Hasegawa
Susumu Yoshimura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP44031792A external-priority patent/JPS4912050B1/ja
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of DE2018540A1 publication Critical patent/DE2018540A1/en
Publication of DE2018540B2 publication Critical patent/DE2018540B2/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/022Electrolytes; Absorbents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektrolyten für Elektrolytkoiidensatoren, enthaltend ein Salz eines sauren Nitrobenzolderivats, ein organisches Lösungsmittel und, bezogen auf sein Gesamtgewicht, 0,05 bis 5 Gewichtsprozent Wasser.The invention relates to an electrolyte for Elektrolytkoiidensatoren containing a salt of a acidic nitrobenzene derivative, an organic solvent and, based on its total weight, 0.05 to 5 percent by weight water.

Wie in der Technik bekannt ist, ist der elektrolylische Kondensator Gegenstand intensiver Forschungen gewesen und es wurde dieser -,vährend des letzten halben Jahrhunderts der Verwendung zugeführt. Insbesondere wurden Kondensatoren dieses Typs mit Anoden hergestellt, bestehend aus geformtem Aluminium oder Tanta.. Elektrolyte werden aus zahlreichen Kategorien ausgewählt, und die Patent- und technische Literatur beschäftigt nich häufig mit Vorschlägen für Ionogene sowie Elektroiyte fir Eiektrolytkondensatoren mit einem Gehalt an in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Wasser und mehrwertigem Alkohol, wie Äthylenglykol, aufgelöster Borsäure oder Borat, wie Ammoniumborat, sind bekannt.As is known in the art, this is electrolytic Capacitor has been the subject of intense research, and it became this - during the last half a century of use. In particular, capacitors of this type were using Anodes are made up of molded aluminum or tanta .. Electrolytes are made up of numerous Categories selected, and the patent and technical literature is not often preoccupied with suggestions for ionogens and electrolytes for electrolytic capacitors with a content of in a suitable solvent, such as water and polyhydric alcohol such as ethylene glycol, dissolved boric acid or borate, such as ammonium borate, are known.

Die Elektrolyte des genannten Typs sind zur Verwendung in Kondensatoren, welche extrem hohen oder niedrigen Temperaturen und anderen spezifischen Arbeitsbedingungen ausgesetzt werden sollen, nicht zufriedenstellend, da die Elektrolyte eine unstabile elektrische Leitfähigkeit besitzen, welche beträchtlich mit den Temperaturen variiert. Anoden unter Verwendung von Tantal als sogenanntes Ventilmetall haben technische Bedeutung wegen der großen Stabilität des gebildeten Oxydfilnies gewonnen. Bei bekannten Tantalkondensatoren, welche zum Betrieb bei etwa über 100° C liegenden Temperaturen geeignet sind, wird Schwefelsäure als Elektrolyt verwendet. Obwohl Schwefelsäure eine ausreichende Leitfähigkeit erzeugt, treten andere ernsthafte Probleme bezüglich der Auswahl der Bauelemente, der Versiegelung, der Gasabfuhreinrichtung u.dgl. auf. insbesondere weil die Schwefelsäure in flüssiger Phase auftritt.The electrolytes of the type mentioned are for use in capacitors, which are extremely high or low temperatures and other specific Working conditions should be exposed to unsatisfactory, since the electrolyte is an unstable Have electrical conductivity which varies considerably with temperatures. Anodes under Use of tantalum as a so-called valve metal have technical importance because of the large Stability of the formed oxide film gained. In known tantalum capacitors which are used for operation are suitable at temperatures above 100 ° C, sulfuric acid is used as the electrolyte. Although sulfuric acid produces sufficient conductivity, there are other serious problems related to it the selection of the components, the seal, the gas discharge device and the like. in particular because sulfuric acid occurs in the liquid phase.

Andererseits unterliegen Aluminiumkondensatoren unter Verwendung des Elektrolyten des vorstehenden Typs Störungen des auf der Aluminiumanode gebildeten Oxydfilms, wenn die Kondensatoren hohen Temperaturen während der anfänglichen Bildung oder anschließenden Rückbildung des Anodenoxydfilms ausgesetzt werden. Die Störung der dielektrischen Eigenschaften des Oxydfilms erhöht den Kriechstrom. Wenn der Kriechstirom des Kondensators beim Betrieb erhöht wird, wird Wasserstoffgas an der Kathode des Kondensators erzeugt, was zum Anstieg des Druckes im Kondensatorgehäuse führt.On the other hand, aluminum capacitors using the electrolyte are subject to the above Type disturbances of the oxide film formed on the aluminum anode when the capacitors are high Temperatures during the initial formation or subsequent regression of the anode oxide film get abandoned. The disturbance of the dielectric properties of the oxide film increases the Leakage current. When the leakage current of the capacitor is increased during operation, it becomes hydrogen gas generated at the cathode of the capacitor, which leads to an increase in pressure in the capacitor housing.

Ferner sind Elektrolyte bekannt, die Ammoniumpikrat, einen Glykoläther und Wasser enthalten und auch solche aus Dimethylformamid oder dessen Homologen, sowie einer geringen Menge Wasser bestehen und als lonogen Pikrinsäure und/oder ein Alkali-Furthermore, electrolytes are known which contain ammonium picrate, a glycol ether and water and also those made of dimethylformamide or its homologues, as well as a small amount of water and as ionogenic picric acid and / or an alkali

,5 pikrat enthalten., 5 picrates included.

Schließlich sind Elektrolyte für elektrolytische Kondensatoren mit Aluniiniumelektroden vorgeschlagen worden, die ein in einem wasserfreien Lösungsmittel gelöstes Pikrat enthalten, wobei das PikratFinally, electrolytes for electrolytic capacitors with aluminum electrodes are proposed which contain a picrate dissolved in an anhydrous solvent, the picrate

:io in Form von Cyclohexylaminpikrat in Äthi lenglycolmonomethyläther gelöst ist.: io in the form of cyclohexylamine picrate in Äthi lenglycolmonomethyläther is resolved.

Alle diese bekannten Elektrolyte enthalten ein Pikratsalz als lonogen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei gegebener Stiomdichte die Formierungsspan-All of these known electrolytes contain a picrate salt as an ionogen. However, it turned out that for a given stiom density the formation span

nung bei derartigen Elektrolyten relativ gering ist und eine Entladung bereits bei relativ niedriger Spannung auftritt.voltage with such electrolytes is relatively low and a discharge occurs even at a relatively low voltage.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, einen neuen Elektrolyten für Elektrolytkundcrs: atoren mitAccordingly, it is an object of the invention to provide a new electrolyte for electrolyte customers with

so hoher und stabiler Leitfähigkeit über einen weiten Beieich von Arbeitstemperaturen zu schaffen.so high and stable conductivity over a wide area To create at working temperatures.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Elektrolyt erfindungsgemäß ein Ammonium-, Triäthylammonium-, Calcium- oder Barium-p-nitro-phenolat, ein Amid, einen mehrwertigen Alkohol oder einen Alkyläther eines mehrwertigen Alkohols als organisches Lösungsmittel und, bezogen auf sein Gesamtgewicht, 0,05 bis 5 Gewichtsprozent Wasser enthält.The solution to this problem is according to the invention that the electrolyte according to the invention Ammonium, triethylammonium, calcium or barium p-nitro-phenolate, an amide, a polyvalent one Alcohol or an alkyl ether of a polyhydric alcohol as an organic solvent and, based on its total weight, contains 0.05 to 5 percent by weight of water.

Versuche haben gezeigt, daß der p-Nitrophenolat enthaltende erfindungsgemäße Elektrolyt eine beträchtlich höhere Formierungsspannung aufweist als der pikrat-haltige Elektrolyt, bei dem eine Entladung bei relativ niedriger Spannung von etwa 100 Volt im Vergleich zu 175 Volt bzw. 148 Volt des p-Nitrophenolat enthaltenden Elektrolyten auftritt. Irr allgemeinen wächst die Formierungsspaniuing eines Elektrolyten mit dem Anstieg des Wassergehaltes im Elektrolyten an: trotzdem ist ein Elektrolyt des bekannten Typs, enthaltend als ionogenes Ammoniumpikrat selbst bei einem Wassergehalt von 10 Gewichtsprozent hinsichtlich der Formierungsspannung gegenüber dem p-nitrophenolat-haltigen Elektrolyten der Erfindung bedeutend unterlegen. Schließlich wcisen die Pikrinsäure und Pikrat enthaltenden bekannten Elektroiyte den weiteren Nachteil auf. daß sie schwierig zu handhaben sind infolge der starken Verfärbung, wodurch das Aussehen des Elektrolyten nachteilig beeinflußt wird.Experiments have shown that the p-nitrophenolate containing electrolyte according to the invention has a considerably higher formation voltage than the picrate-containing electrolyte, in which a discharge occurs at a relatively low voltage of about 100 volts in the Compared to 175 volts or 148 volts of p-nitrophenolate containing electrolytes occurs. In general, the formation voltage of an electrolyte increases with the increase in the water content in the electrolyte: nevertheless an electrolyte is known Type containing as ionic ammonium picrate even with a water content of 10% by weight in terms of forming voltage significantly inferior to the p-nitrophenolate-containing electrolyte of the invention. Finally toilet the known electrolytes containing picric acid and picrate have the further disadvantage. that they are difficult to handle due to the severe discoloration, reducing the appearance of the electrolyte is adversely affected.

5p Im einzelnen wird die Erfindung nachstehend in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben.5p More specifically, the invention is described below in Connection described with the drawings.

Fig. I und 2 sind graphische Darstellungen der Abhängigkeit der Spannungserhöhung des Kondensators von dessen Feuchtigkeitsgehalt bei Anwendung einer konstanten Stromdichte;FIGS. 1 and 2 are graphical representations of the dependence of the increase in voltage of the capacitor on its moisture content when a constant current density is applied;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Beispiel für eine praktische Konstruktionscinrichtung des clcktrolytischcn Kondensators gemäß der Erfindung darstellt.3 is a perspective view showing a Example of a practical construction device of the electrolytic capacitor according to the invention represents.

Die Elektrolyten der Erfindung besitzen filmbildende Eigenschaften für die Oberflächen des Ventilmetalls. The electrolytes of the invention have film-forming properties for the surfaces of the valve metal.

Im allgemeinen sollte ein für elektrolytische Kondensatoren anwendbarer Elektrolyt folgende Forderungcn erfüllen:In general, an electrolyte applicable to electrolytic capacitors should meet the following requirements fulfill:

1. Die Fähigkeit, Sauerstoff für den Oxydfilm auf der Metallanode zu liefern.1. The ability to provide oxygen to the oxide film on the metal anode.

2. Elektrolytisch^ Leitfähigkeit von 5 X 10"' bis2. Electrolytic conductivity from 5 X 10 "'to

I χ ΙΟ"1 υ cm"1; undI χ ΙΟ " 1 υ cm"1; and

3. keinerlei Bildung von Wasserstoffgas,3. no formation of hydrogen gas,

Die erste Forderung bedeutet, daß die Scintillations- oder die Sättigungsspannung mindestens das l,5fache der Arbeitsspannung betragen solite.The first requirement means that the scintillation or saturation voltage should be at least that 1.5 times the working voltage are solite.

Die Erfindung basiert auf der Entdeckung, daß der ionische Elektrolytbestandteil aus einem organischen Salz mit einem speziellen Typ des Anions bestehenThe invention is based on the discovery that the ionic electrolyte component consists of an organic Salt with a special type of anion

sollte, das in diesem Fall ein Phenolatanion mit einer — .—6w...,„ _..o , _ .should, in this case, a phenolate anion with a - .— 6 w ..., "_ .. o , _.

Nitrogrnppe oder Nitrogruppen ist, die ein Wasser- 10 wird, daß es kein Oxydationsmittel ist. Es wurde einNitrogrnppe or nitrogroups that becomes a water 10 that it is not an oxidizing agent. It became a

des Oxydfilrnes auf den anodischen Metalloberflächen. Dahi-r kann der Schluß gezogen werden, daß die Anstiegsrate beträchtlich von dem Wassergehalt hbhängt und daß kein Oxydfilm gebildet wird, wenn das Lösungsmittel kein Wasser enthält.of the oxide film on the anodic metal surfaces. From this it can be concluded that the rate of increase depends considerably on the water content and that no oxide film is formed when the solvent does not contain water.

Ein ähnlicher Versuch wiwde ausgeführt, um die Rolle des zu dem Lösungsmittel zuzugebenden Wassers festzustellen. Bei diesem Versuch wurde Pyrrol als lonogenes angewendet, von dem angtnowmen ß ki Odiittel ist Es wurde einA similar attempt was made to address the Determine the role of the water to be added to the solvent. In this attempt, pyrrole became used as lonogenes by the angtnowmen ß ki Odiittel is It became a

gpp gppgpp gpp

stoffatom oder -atome substituieren. Dieses Nitrophenol, das bekanntlich die Eigenschaft der Nachformierung des Oxydfilms besitzt, weist eine relativ niedrige Leitfähigkeit wegen dessen geringer Ionisiewird, daß es kein xySubstitute substance atom or atoms. This nitrophenol, which is known to have the property of reforming the oxide film, has a relative low conductivity because of its low ionization becomes that there is no xy

Vergleich bei konstanter Stromdichte von 1 mA/cn zwischen einer nicbc-wäßrigeri Lösung mit einem Gehalt an Pyrrol und Dimethylformamid und einer Lösung, welche ferner 5% Wasser enthielt, angestellt, ll dh di dhenen bzw gestrichelComparison at a constant current density of 1 mA / cn between a nicbc aqueous solution with a content on pyrrole and dimethylformamide and a solution which also contained 5% water, employed, ll ie di dhenes or dashed lines

""■""f -~""""6?-" "*-5^" uvM„ii By.nU6^. xUi..ai^- sung, welche ferner 5% Wasser e, g rungSKonstante bei Auflösung m Wasser oder organi- 15 dargestellt durch die durchgezogenen bzw. gestricheltn Linien in Fig 2 Wie aus dieser Abbildung er"" ■ "" f - ~ """" 6 ? - "" * -5 ^ "uv M " ii B yn U 6 ^. X U i .. ai ^ - solution, which also contains 5% water e, g tionSKonstante with dissolution in water or organic 15 represented by the solid or dashed lines in Fig. 2 As from this figure he

sehen Lösungsmitteln auf. Es wurde jedoch gefunden, daß das Anion eine hohe Leitfähigkeit von 5 X 10 ~λ bis I X 10"2 υ cm"1 besitzt, wenn es als Elektrolyt mit einem geeigneten Kation, wie einem Ammoniumion, verwendet wird. Ferner wurde gefunden, daß die Nitrogruppe des Anions mit dem Proton (H4) reagiert, welches in der Elektrolytlösung mit Ionogenen und Lösungsmitteln erzeugt wird, Sj daß die Erzeugung von Wasserstoffgas während des Betriebes vermieden wird. Diese Wirkung ist insbesondere im holien Temperaturbereich vorherrschend, wobei eine »xtrem stabile Arbeitsweise selbst bei etwa 125° C gewährleistet wird.see solvents on. However, it has been found that the anion has a high conductivity of 5 × 10 −λ to IX 10 " 2 ½ cm" 1 when it is used as an electrolyte with a suitable cation such as an ammonium ion. It has also been found that the nitro group of the anion reacts with the proton (H 4 ) which is generated in the electrolyte solution with ionogens and solvents, so that the generation of hydrogen gas is avoided during operation. This effect is particularly prevalent in the holien temperature range, whereby an »extremely stable mode of operation is guaranteed even at around 125 ° C.

Darüber hinaus wurde gefunden, daß die Nachfordargestellt durch die dugg
ten Linien in Fig. 2. Wie aus dieser Abbildung ersichtlich ist, steigt die Formierspannung beträchtlich im Verlaufe der Zeit an und es wird daher die Bildung des Oxydfilnnes auf der Metallanode auf die Gegen-
In addition, it was found that the Nachford represented by the dugg
As can be seen from this figure, the forming voltage increases considerably with the lapse of time and the formation of the oxide film on the metal anode on the counter

-.VJ wart von Wasser zurückgeführt, selbst wenn Pyrrol ohne Oxydierungswirkdn?, in diesem Versuch angewendet wird:.-.VJ was returned by water, even if pyrrole without oxidizing effect, used in this experiment will:.

Aus den vorstehend diskutierten Versuchen können die praktisch wichtigen Schlüsce abgeleitet wer-The practical importance Keyring can advertising derived c e of the above discussed tests

den, daß die Erzeugung eines Oxydfilmes allein vom Wassergehalt in einem Lösungsmittel abhängt, da diese Erzeugung bei der Elektrolyse von Wasser auftritt, und daß die Art eines Ionogens für die Eigenschaften des erzeugten Oxydfilms in enger Beziehungthe fact that the production of an oxide film depends solely on the water content in a solvent, since this generation occurs in the electrolysis of water, and that the nature of an ionogen for the properties of the generated oxide film in close relation

Vlilmetalls verVlilmetalls ver

mierung des Oxydfilms in Gegenwart von Feuchtig- 30 zur Korrosion des angewendeten Ventilmetall·; verkeit sehr wirksam wird, obwohl eine solche Wirksam- antwortlich ist. Es folgt daher, daß der in einem elekkeit in dem nicht-wäßrigen System im wesentlichen trolytischen Kondensator bevorzugt verwendete Hernachlässigbar ist. Dies wird mehr im Detail unter Elektrolyt ein solches Ionogen enthält, das nicht abBezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erläutert. Darüber bauend auf einen Oxydiilm wirkt und ein geeignetes hinaus wurde gefunden, daß^die Entladungsspannung, 35 organisches Lösungsmittel und eine gegebene Wassermenge enthalten sollte. Die Wassermenge soll vorzugsweise auf innerhalb eines Bereiches von 0,05 bis 5 Prozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Elektrolyts liegen, da zuviel Wasser zur Beeinträchtigung 40 der Kondensatorleistung sowie zur Korrosion des Schutzoxydfilmes auf dem Metall führt.mation of the oxide film in the presence of moisture to corrode the valve metal used ·; verity becomes very effective, although such an effective one is responsible. It follows, therefore, that the one in an elekkeit preferably used in the non-aqueous system essentially trolytic condenser Is negligible. This is explained in more detail under Electrolyte contains such an ionogen that is not referred to to Figs. 1 and 2 explained. Building on an Oxydiilm acts and a suitable one In addition, it was found that ^ the discharge voltage, 35 organic solvent and a given amount of water should contain. The amount of water should preferably be within a range from 0.05 to 5 percent, based on the total weight of the electrolyte, because there is too much water for impairment 40 of the capacitor performance and leads to corrosion of the protective oxide film on the metal.

Gewünschtenfalls können die Anioncn und Kationen des erfindungsgemaßen h'oktrolyten in Form ihrer Ionogene angewendet ·, 'erden, welches - nachstehend in ihrer nichl-dissoziiertcn form aufgeführt Ammonium-p-nitrophenolat, Triathylammoium-pnitrophenolaUTriiithunolaiiimonium-p-nitrophenohit und Culicum- oder Barium-p-nitrophenolat sind Es können verschiedene Lösungsmittel gemäß derIf desired, the anions and cations of the octrolyte according to the invention can be in the form of their Ionic applied ·, 'earth, which - hereinafter in its non-dissociated form, ammonium p-nitrophenolate, Triethylammoium-pnitrophenolaUTriiithunolaiiimonium-p-nitrophenohit and are culicum or barium p-nitrophenolate Various solvents can be used according to

welche als bei konstantem Strom gebildete Maximalspannung des Kondensators definiert werden kann, einen Wert annimmt, der von 150 bis 500 Volt je nach der I leitfähigkeit des verwendeten Elektrolyten variiert. Die Abhängigkeit der Entladungsspannung ( K) von der Leitfähigkeit kann empirisch als algebraische Gleichung wie folgt ausgedrückt werden:which can be defined as the maximum voltage of the capacitor formed at constant current, assumes a value which varies from 150 to 500 volts depending on the conductivity of the electrolyte used. The dependence of the discharge voltage (K) on the conductivity can be empirically called algebraic Equation can be expressed as follows:

V=V0- V.lügk, und k variable Größen sind, welche für V = V 0 - V.lügk, and k are variable quantities which for

worin K11 y where K 11 y

die Art des verwendeten Elektrolyten spezifisch sind. Wie aus dieser Gleichung hervorgeht, kann irgendeine geeignete Entladungsspannung innerhalb eines weiten Bereiches von 150 bis 500 V erhalten werden, wennthe type of electrolyte used are specific. As can be seen from this equation, any suitable discharge voltage can be obtained within a wide range of 150 to 500 V if

Bereiches von 150 bis 500 V erhalten werden, wenn _ Range from 150 to 500 V can be obtained if _

die Menge des Anions sowie die Arten des Kations 50 Erfindung angewendet werden, wobei einige von ih-the amount of the anion as well as the types of the cation 50 invention are used, some of them

und des Lösungsmittels einsprechend ausgewählt " ' A ' <*'·■·(, ,;.*r, and the solvent selected accordingly "' A '<*'· ■ · (,,;. * r ,

werden.will.

In Fig. I wird das Verhaltender Fonnierspannung aufgetragen als Funktion der Zeit, bei Variation des Fhikihl i d Elktlt itIn Fig. I the behavior of the forming tension plotted as a function of time, with variation of the Fhikihl i d Elktlt it

ncn auf bestimmte begrenzte Anwendung spezifiziert sind. In einigen Systemen sollte jedoch das Lösungsmittel exakt M) ausgewählt werden, daß die gewünschten Löjilichkcitscigcnschaften und die gewünschtencn are specified for certain limited applications. In some systems, however, the solvent should exactly M) are selected that the desired Löjilichkitscigcnschaften and the desired

i h Säii h Säi

Feuchtigkeitsgehaltes in dem Elektrolyten gezeigt. 55 Leitfähigkeit zur Erzeugung einer gewünschten Sättiwclcher Ammoniumpicrat als lonogenes und Dirne- gungsspannung erreicht werden und ferner zur Er-Moisture content in the electrolyte shown. 55 Conductivity to generate a desired saturation Ammonium picrate can be achieved as ionogenes and directional voltage and furthermore for the

1 "' ·- ' ■- -'■< -—u;;i. mögliduing der Filmbildung - sei es der Filmbildung 1 "'· -' ■ - - '■ < -—u ;; i. Possible film formation - be it film formation

/u Beginn oder der Niichformicrung eines Filmes In/ u Beginning or discontinuation of a film In

p gp g

thylformamid und Wasser als Lösungsmittel enthält. Es wurden Messungen bei einer konstanten Stromdichte von 0,5 mA/cm5 unter Variierung des Wasserh fühContains thylformamide and water as solvents. Measurements were made at a constant current density of 0.5 mA / cm 5 while varying the water level

/u Beginn d g/ u start d g

•dieser Beziehung kann das Lösungsmittel aus der ■" " ' einschließlich Di-• This relationship can be the solvent from the ■ "" 'including di-

gehaltes von 0,1 bis 100 Gewichtsprozent ausgeführt. 60 Amidgruppe ausgewählt werden, einschließlich Di-Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Formierspannung methylformamid und Dimeihylacetamid, inehrwertibei dem angewendeten konstanten Strom allmählich gern Alkohol, wie Äthylenglykol, und Alkyläther von im Verlaufe der Zeit ansteigt. Darüber hinaus ist zu mehrwertigem Alkohol, jedoch ist es bevorzugt, das bemerken, daß die Erhöhung mit dem Anstieg des Dimethylformamid und Äthylenglykolmonomethyl-Wassergehaltes zunimmt und ferner, daß keine Erhö- 65 äthcr wegen ihrer höheren Leitfähigkeit y.u verwcnhung auftritt, wenn ein nicht-wäßriges Lösungsmittel den, insbesondere wenn diese über einen weiten Tcmverwendet wird. Dieser Anstieg der Formierspannung pcraturbercich angewendet werden sollen, ist, wie angenommen wird, das Ergebnis der Bildung Die Art des verwendeten Anodenmetalls hängt na-running content of 0.1 to 100 percent by weight. 60 amide groups can be selected, including Di-Aus Fig. 1 can be seen that the forming tension methylformamide and dimeihylacetamide, inehrwertibei the applied constant current gradually fond of alcohol, such as ethylene glycol, and alkyl ethers of increases over time. In addition, to polyhydric alcohol, however, it is preferred that note that the increase with the increase in the dimethylformamide and ethylene glycol monomethyl water content increases, and furthermore that no increase is required because of its higher conductivity occurs when a non-aqueous solvent is used, especially when used over a wide Tcm will. This increase in the forming voltage should be applied pcraturbercich, is, as is believed, the result of formation The type of anode metal used depends on

tür lieh von der Art der Endanwendung ab. Aluminium und Tantal können vorteilhaft als Anodenmetalle in elektrolytischen Hochtemperaturkondensatoren der Erfindung verwendet werden. Jedoch können andere Ventilmetalle, wie Titan, Zirkonium, Magnesium und Wismut, angewendet werden, sofern ihre speziellen anodischen Eigenschaften der Anwendung gerecht werden. door borrowed from the type of end use. Aluminum and tantalum can advantageously be used as anode metals in high temperature electrolytic capacitors of the invention. However, other valve metals such as titanium, zirconium, magnesium, and bismuth can be used provided their specific anodic properties suit the application .

Nachstehend wird auf Fig. 3 Bezug genommen. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet allgemein einen Kondensator. Reference is now made to FIG. Numeral 10 generally denotes a capacitor.

Die Kondensatorfolie bzw. der Kondensatorwickel ist teilweise unaufgcwickclt gezeigt. Das Bczugszcichen 11 bezeichnet die Anode des Kondensators, welche aus einem sogenannten Ventilmetall, wie Aluminium und Tantal, mit einem entsprechenden auf dessen Oberfläche gebildeten Oxydfilm besteht. Durch das Bezugszeichen 12 wird eine Kathode dargestellt, welche gewöhnlich ebenfalls aus einem Ventilmetall hergestellt ist. Für Gleichstromanwcndungen können die Kathoden 12 aus einer Silber- oder einer anderen Metallfolie bestehen. Die Anode und oder Kathode kann geätzt, perforiert oder anderweitig vor ihrer UiMimn mnriifr/irrt sein, um mi die effektive Oberfläche zu vergrößern. Oe/ugszcidicn 13 stellt einen porösen oder perforierten Abstandshalter dar. hergestellt aus einem Material, welches im elektrochemischen System inert ist und mit einem Elektrolyten der Erfindung imprägniert ist. Hin Paar Anschlußklemmen 14 und 15 sind an die beiden Elcktrodcnfolicn 11 und 12 angeschlossen. Das Gehäuse (nicht gezeigt) für den Kondensator kann aus einem Mctall- oder Nichtmctallbehältcr, beispielsweise aus Aluminium. Silber oder Glas bestehen. Das Gehäuse kann unter Verwendung üblicher Abdichtungsmittd dicht abgeschlossen sein, welche in Abhängigkeit von dem Arbeitstempcratui bereich und von tier Viskosität des Hloktrolyten u.dgl. ausgewählt werden.The capacitor film or the capacitor winding is shown partially unwound. Reference symbol 11 denotes the anode of the capacitor, which consists of a so-called valve metal, such as aluminum and tantalum, with a corresponding oxide film formed on its surface. Reference number 12 represents a cathode which is usually also made from a valve metal. For direct current applications, the cathodes 12 can consist of a silver or other metal foil. The anode and / or cathode can be etched, perforated, or otherwise removed in order to increase the effective surface area. Oe / ugszcidicn 13 represents a porous or perforated spacer. Made of a material which is inert in the electrochemical system and is impregnated with an electrolyte of the invention. A pair of connecting terminals 14 and 15 are connected to the two electrical cables 11 and 12. The housing (not shown) for the capacitor can be made of a metal or non-metal container, for example aluminum. Consist of silver or glass. The housing can be tightly sealed using conventional sealing means, which are selected depending on the working temperature range and the viscosity of the electrolyte and the like.

Außer den dargestellten gewickelten Kondensator ist die Erfindung auf gesinterte, poröse Anoden. Stab- und Drahtanoden u.dgl. für spezielle Zwecke anwendbar. Insbesondere eignen sich die Elcktrolyte außer der Anwendung für ek kl.rolvtisehe Kondensatoren für Gleichrichter und ändert' Systeme, wo ihre Eigenschaften den spezifischen Erfordernissen angepaßt sind.In addition to the wound capacitor shown, the invention applies to sintered, porous anodes. Rod- and wire anodes and the like are applicable for special purposes. The electrolytes are particularly suitable except for use for ek small blind capacitors for rectifiers and changes' systems where their Properties are adapted to the specific requirements.

Die folgenden Beispiele für die Hcrstellunc des Elektrolyten und der clcktrolytisch.cn Kondensatoren dienen zur weiteten Erläuterung der Erfindung. The following examples of the manufacture of the electrolyte and the electrolytic capacitors serve to further illustrate the invention.

Beispiel 1example 1

Es wurde ein Elektrolyt durch Auflösung von 4 g Triäthylammoniuin-p-nitrophenolat in KMIg Äthylenglykolmonomethyläther hergestellt. Der Elektrolyt wies die spezifische Leitfähigkeit von 3,8 X 10~3 ü crn ' bei Raumtemperatur von 25° C auf. Die Scintillationsspannung des Kondensators mit einer Anode aus geformtem Aluminium betrug 180 V, wenn 0,5 Gewichtsprozent Wasser zu dem Elektrolyten zugegeben wurde. An electrolyte was prepared by dissolving 4 g of triethylammonium p-nitrophenolate in KMIg of ethylene glycol monomethyl ether. The electrolyte had the specific conductivity of 3.8 X 10 -3 ü crn 'on at room temperature of 25 ° C. The scintillation voltage of the capacitor with a molded aluminum anode was 180 V when 0.5 weight percent water was added to the electrolyte.

B e i s ρ i c I 2B e i s ρ i c I 2

Es wurde ein Elektrolyt durch Auflösung von 5 g Nitrophenol und 8 g Triäthanolammonium in 100 g Dimethylformamid hergestellt. Die spezifische Leitfähigkeit dieses Elektrolyten betrug 9 X ΙΟ"1 υ cm"' bei 25" C in Gegenwart .von 0,5 Gewichtsprozent Wasser. An electrolyte was prepared by dissolving 5 g of nitrophenol and 8 g of triethanolammonium in 100 g of dimethylformamide. The specific conductivity of this electrolyte was 9 X ΙΟ "1 υ cm"'at 25 "C in the presence .of 0.5 weight percent water.

B e i s ρ i e I 3B e i s ρ i e I 3

Ls wurde ein Elektrolytsystem mit einem Gehalt ' von 5 g Barium-p-nitrophenolat in 100 g Athylenglvkolmonomethylälhcr hergestellt. Das System besaß die spezifische Leitfähigkeit von 7.5 XlO ' ν cm !. Die Scintillationsspannung des Aiuminiumkondcnsa-H)IS überstieg 300 V in Gegenwart von 2 Gewichtsprozent Wasser in dem System.An electrolyte system containing 5 g of barium p-nitrophenolate in 100 g of ethylene glycol monomethyl alcohol was prepared. The system had the specific conductivity of 7.5 XlO ' ν cm ! . The scintillation voltage of the aluminum condenser exceeded 300 V in the presence of 2 weight percent water in the system.

Beispiel 4Example 4

Es wurde ein Elcktroiytsyslem durch Auflösung v(·., 5 g Ammonium-p-nitrophenolat in K)Og Dimethylformamid hergestellt. Die spezifische Leitfähigkeit dieses Systems betrug ! < K) i'cm '.Die Scintillationsspannung betrug 145 V bei einem Kondensator mit einer formierten Aluminiumanodc und dem Elektrolyten mit einem Gehali von 0,5 Gewichtsprozent Wasser. Der Kriechstrom wurde auf c· inA cm reduziert, gemessen 1 Stunde nachdem eine Aluminiumfolie, welche bei einer Spannung bis zu K)(I V formiert wurde, in diesen Elektrolyten eingebracht, und eine konstante Spannung von 9(1 V angelegt worden war. Es wurde gefunden, daß das Ausmaß der I lcabsetzung des Kriechst mines beträchtlich dasjenige de-· Elcktrolytsystems unter Verwendung von Pikrinsäure überstieg. l-.s wurde kein Auftreten von Gasen an derAn Elcktroiytsyslem was prepared by dissolving v (·., 5 g of ammonium p-nitrophenolate in K) Og of dimethylformamide. The specific conductivity of this system was! <K) i'cm '. The scintillation voltage was 145 V for a capacitor with a formed aluminum anodc and the electrolyte with a content of 0.5 percent by weight water. The leakage current was reduced to c · inA cm, measured 1 hour after an aluminum foil formed at a voltage up to K) (IV was placed in this electrolyte, and a constant voltage of 9 (1 V was applied found that the extent of the I lcabsetzung the crawl mines considerably the one de- · Elcktrolytsystems exceeded using picric acid l -. .s was no occurrence of gases in the

4'1 Kathode festgestellt, weder be. Raumtemperatur con 25" C noch hei einer Tempc atm von K)O0C4 ' 1 cathode found neither be. Room temperature con 25 "C still at a temp. Atm of K) O 0 C

Wie aus der vorstehenden Besehreibung hervorgeht, wird durch tue Erl'indu -g ein ausgezeichneter Elektrolyt zur Verwendung in einem clektrolytischcn Kondensator geschaffen. Der Elektrolyt besitzt eine Anzahl günstiger Eigenschaft 11 für ekltrische Kondensatoren und andere Einru htunecn. in denen bekannte Eleklrolytsystcnie mehl zufriedenstellend waren. Beispielsweise besitzt der Elektrolyt eine hohe und stabile elektrische Leitfähigkeit über einen weiten Temperaturbereich von -55 bis +125° C. Daher kann dieser stabil selbst bei einer so hohen Temperatur über eine längere Dauer betrieben werden. Ferner ist der Elektrolyt der Erfindung in der Lage, den ein mal gebildeten Oxydfilm auf anodischen Metallober flächen nachzuformieren und eine Gasentstehung an der Kathode zu vermeiden. As can be seen from the above description, an excellent electrolyte for use in a electrolytic capacitor is created by tue Erl'indu - g. The electrolyte has a number of favorable property for 11 ek l-symmetrical capacitors and other htunecn Einru. in which known electrolyte systems flour were satisfactory . For example, the electrolyte has a high and stable electrical conductivity over a wide temperature range from -55 to + 125 ° C. Therefore, it can be operated stably even at such a high temperature for a longer period of time. Furthermore, the electrolyte of the invention is able to reformulate the once formed oxide film on anodic metal surfaces and avoid gas formation at the cathode.

Hierzu ! Blatt ZeichnungenFor this ! Sheet drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Elektrolyt für Elektrolytkondensatoren, enthaltend ein Salz eines sauren Nitrobenzolderivats, ein organisches Lösungsmittel und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Ammonium-, Triäthylammonium-, Calcium- oder Barium-p-nitrophenolat, ein Amid, einen mehrwertigen Alkohol oder einen Alkyläther eines mehrwertigen Alkohols als organisches Lösungsmittel und, bezogen auf sein Gesamtgewicht, 0,05 bis 5 Gewichtsprozenit Wasser enthält.Electrolyte for electrolytic capacitors containing a salt of an acidic nitrobenzene derivative, an organic solvent and water, characterized in that it is an ammonium, Triethylammonium, calcium or barium p-nitrophenolate, an amide, a polyvalent one Alcohol or an alkyl ether of a polyhydric alcohol as an organic solvent and, based on its total weight, contains 0.05 to 5 percent by weight of water.
DE19702018540 1969-04-18 1970-04-17 Electrolyte for electrolytic capacitors Ceased DE2018540B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3179369 1969-04-18
JP44031792A JPS4912050B1 (en) 1969-04-18 1969-04-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2018540A1 DE2018540A1 (en) 1970-11-19
DE2018540B2 true DE2018540B2 (en) 1974-07-04

Family

ID=26370307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19702018540 Ceased DE2018540B2 (en) 1969-04-18 1970-04-17 Electrolyte for electrolytic capacitors

Country Status (5)

Country Link
CA (1) CA928404A (en)
DE (1) DE2018540B2 (en)
FR (1) FR2045433A5 (en)
GB (1) GB1302965A (en)
NL (1) NL7005567A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4447346A (en) * 1977-10-11 1984-05-08 Sangamo Weston, Inc. Electrolyte system for electrolytic capacitors
JPS62259418A (en) * 1986-05-02 1987-11-11 日本ケミコン株式会社 Electrolyte for electrolytic capacitor

Also Published As

Publication number Publication date
CA928404A (en) 1973-06-12
FR2045433A5 (en) 1971-02-26
GB1302965A (en) 1973-01-10
DE2018540A1 (en) 1970-11-19
NL7005567A (en) 1970-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1918246C3 (en) Electrolyte for electrolytic capacitors
DE3530564A1 (en) METHOD FOR ELECTROCHEMICALLY FORMING A DIELECTRIC OXIDE FILM ON A VALVE METAL, METHOD FORMING VALVE METAL ELECTRODE FOR A CAPACITOR, AND USE OF SUCH A VALVE METAL ELECTRODE IN AN ELECTRODE
DE2821981A1 (en) ELECTROLYSIS CELL WITH SEVERAL ELECTRODE FRAMES LINKED TOGETHER
DE2810509A1 (en) HOUR METER AND ELECTROLYTIC COUNTER TO MEASURE THE TIME
DE2118435C2 (en) Electrolyte for electrolytic capacitors
DE10053736B4 (en) A method of making an anode for a high voltage electrolytic capacitor
DE2018540B2 (en) Electrolyte for electrolytic capacitors
DE925330C (en) Process for the electrolytic etching of tantalum
DE7535394U (en) ELECTROLYTE CAPACITOR
DE3135390A1 (en) ELECTRICAL COMPONENT, ESPECIALLY ELECTRIC CAPACITOR, AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE2642445C3 (en) Electrolytic capacitor
DE3634987A1 (en) CONDENSER WITH FIXED ELECTROLYTE
DE2534997C3 (en) Tantalum electrolytic capacitor and process for its manufacture
DE1614245A1 (en) Process for the production of electrolytic capacitors
DE1614166C2 (en) Electrolytic capacitor
DE2110451C3 (en) Organic solid electrolyte with an electron donor-acceptor complex containing 7.7.8.8-tetracyanoquinodimethane
DE2110450A1 (en) Solid electrolyte and process for its manufacture
EP0046219A1 (en) Electrolytic capacitor
DE977159C (en) Electrolytic capacitor
DE1932233A1 (en) Electrolytic capacitor
DE1193168B (en) Electrolyte for electrolytic capacitors or rectifiers
AT250532B (en) Electrolyte for the electrochemical roughening of electrodes for electrolytic capacitors
CH359785A (en) Electrolytic capacitor with liquid electrolyte
AT246295B (en) Solid electrolytic capacitor and process for its manufacture
DE2449282C3 (en) Electrolyte for electrolytic capacitors

Legal Events

Date Code Title Description
BHV Refusal