DE2060931C3 - Verfahren und Vorrichtung zum anodischen Oxydieren von Anodenkörpern für Elektrolytkondensatoren - Google Patents

Description

weilzeit von etwa 1 bis 20 Sekunden im Elektrolyten haben.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrant eine säure Lösung mit einer elektrischen Leit- 3<> fähigkeit von etwa 0,1 bis 0,001 Ohm"¹ cm verwendet wird.

6. Vorrichtung zur Durchfüh.->ing des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch längs einer Bewegungsbahn der Metallkörper (20) angeordnete, voneinander elektrisch isolierte, rohrförmig ausgebildete Elektroden (10),

die an einem stufenweise zunehmenden Potential

gegenüber den elektrisch leitend miteinander verbundenen und auf konstantem Potential gehal- 40
tenen Metallkörpern (20) liegen und über Leitungen (ISA, 18 B) an einen unter Druck ste- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorhenden Verteilerbehälter (16) für den flüssigen richtung zum anodischen Oxidieren von Anoden-Elektrolyten angeschlossen sind. körpern für Elektrolytkondensatoren in einem flüssi-

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- 45 gen Elektrolyten.

kennzeichnet, daß die Elektroden (10) zu beiden Bei der bekannten anodischen Oxidation eines

Seiten der Bewegungsbahn der Metallkörper (20) Metallkörpers, beispielsweise eines Tintalkörpers,

angeordnet sind. wird auf dessen Oberfläche durch Eintauchen in

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, da- einen Elektrolyten, beispielwseise verdünnte Phosdurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (10) 50 phorsäurelösung, sowie durch Anlegen einer Spanpro Potentialstufe jeweils auf einer Seite "der Be- nung zwischen dem Tantalkörper und einer im Elekwegungsbahn der Metallkörper (20) in Reihe ge- trolyten befindlichen Gegenelektrode ein Oxidfilm »ehaltet sind und pro Potentialstufe in bezug auf gebildet (Formierung). Die Temperatur des Elekdas vorgegebene Potential der Metallkörper (20) trolyten liegt im allgemeinen oberhalb Zimmertemgemeinsam an jeweils verschiedenen Spannungs- 55 peratur, beispielsweise bei etwa 85 ^z C.

quellen (K₁, K₂, K₃,...) liegen. Die die anodische Oxidierung im wesentlichen be-

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 stimmenden Parameter sind:
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Potential

ben Metaii besiehendea Transportstrsjfea (19) mittels Verbindungsstagen (22) verbunden sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis Π, dadurch gekennzeichnet; daß der Transportstreiien (19) außerhalb der Flüssigkeitsstrahlen des Elektrolyten geführt ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, gekennzeichnet durch eine Trennschicht zwischen Metallkörpern (20) und Transportstreifen (19), weicht· den Elektrolyten vom Transportstreifen fernhält

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportstreifen (19) mit den Metallkörpern (20) durch ein Transportrad (32) von einer Abwickelspule (30) abgewickelt, durch die Flüssigkeitsstrahlen des Elektrolyten geführt und über ein Transportraii (34) auf ein Aufwickelrad (35) aufgewickelt wird.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (10) wenigstens zum Teil in einem Halbkreis angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16. d durch gekennzeichnet, daß die Elektroden (10) in einem nichtleitenden mock (ii) befestigt sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, gekennzeichnet durch eine am nichtleitenden Block (11) befestigte Wanne (12) zur Sammlung des von den Elektroden (10) weggesprühten Elektrolyten.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, gekennzeichnet durch einen geschlossenen Elektrolytkreislauf (10,12,14,15,17,18).

der Elektrode (10), vorzugsweise automatisch nach einem vorgegebenen Programm, umschaltbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch gegebenenfalls regelbare Widerstände zur Einstellung des Potentials der Elektroden (10).

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daS die Metallkörper (20) mit einem vorzugsweise aus demsel-Stromdichte,

Elektrolytkonzentration,

Temperatur,

Anodengröße und -geometrie,

Anodenporosität sowie

chemische Reinheit des Tantals.

r>;c zur Qxidbüdung notwendige Ladungsmenge ist proportional zur Dicke des Oxidfilms. Die Wachs-

3 4

tomsgeschwmdigkdt des Oxids ist proportional zur Spannungen nicht aufheizen. Bei Tantal-Anoden-

Sö^adK^, die bs poresea AaodcakGrpem zweck- körpern ist der Oxidfilm normalerweise amorph

maßig in Coulomb pro Gramm oder in Coulomb pro gleichmäßig und homogen.

CV-Kennzahl ausgedrückt Vdrd. Eine Regelung der Unter bestimmten Bedingungen wird jedoch eic iVachstumsgesciiwfadigk^ des Oaids bedeutet dahei 3 kristallines und heterogenes Oxid gebildet, weiches eine Regelung der Stromdichte. Bei kontinuierlichem das amporphe, homogene Oxid zerstört. Dies geWachstum ist die Regelung der Stromdichte probte- schieht bei Tantal auch bei günstigen Oxidationsbe-¹⁵^TT Az u*_ ο dingungen, d. h. bei Einhaltung einer flachen Geome-

Die Stromtfachte muß so gewählt »erden, daß die trie, einer niedrigen Elektrolytkonzentration sowie Aaedeniorper während der Oxidbildung keine un- io einer niedrigen Temperatur, und zwar dann, wenn erwünschten Veränderungen erfahren. Dabei kann es die Oxidbildung bis zn eiaer hoben Spannung fortsich um em vorzeitiges Auskristailisieren des Oxid- schreitet. Je nach den gegebenen Variablen können films infolge «uner erhöhten Temperatur handeln. Da diese Grenzwerte der Spannung bis zu 500 Volt bees «ach in der Regel mn poröse Anodenkorper han- tragen. Gewöhnlich liegen die Werte tiefer. Bei podelt, müssen die Wirkungen des Ionentransports so- ₁₅ rösen Anodenkörpern kann sie nur 200 Volt betragen, wie der Warmeubertragang zwischen dem Inneren der Bei Erreichen dieser Grenzwerte wird der Oxidfilm Anodenkorper und dem umgebenden Elektrolyten für Kondensatoren ungeeignet. Die Formierbedingunberücksichugt werden. Während der Oxidbildung gen müssen daher so eingestellt werden, daß dieser werden WasserstofBoaen an der Grenzfläche Tantal- Grenzwert nicht erreicht wird.
oxid/Elektrolyt erzeugt, welche die lonenkonzentra- ao Der Spannungsgrenzwert hängt direkt von der tion lokal verändern. Electrolyte für eine «modische Konzentration ab. Geringe ElektrolytkonzentrationeD Oxidation besitzen in der Regel eine geringe Leit- werden dann gewählt, wenn höhere Spannungen erfähigkeit Daher muß die Elektrolytkonzentrarion reicht werden sollen,
lokal beeinflußbar sein. _{Eine hohe} Temperatur kann ein Sieden des Elek-

Die maximal erreichbare Formierungsspannung »5 trolyten unter Gasbildung herbeiführen, was einen hängt unter anderem von der Elektrolytkonzentration elektrischen Durchschlag hervorrufen kann. Durchao. Hohe Formien-ygsgeschwindigkeiten führen bei schlagstellen können zu" Kristallisationszentren werporösen Anodenkörpern zu einer Herabsetzung der den, wodurcn der Oxidfilm zerstört wird. Die Temmaximal erreichbaren Formierungsspannung ohne peratur muß daher an der Stelle der Oxidbildung beZerstörung des Anodenkörpers. 30 grenzt werden.

Bei einer gegebenen Stromdichte steigt die Span- Hohe Temperatur sowie hohe Konzentration über-

nung ebenso wie die im sich bildenden Oxidfilm frei lagern sich hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Kri-

werdende Energie linear mit der Zeit an. Die Wärme- stallisation des Oxids.

energie muß im Anodenkorper durch Konvektion ab- Bei der Oxidation von Tantal-Anodenkörpern

geführt werden. Die Aufheizung hängt vom Strom ab. 35 werden Wasserstoffionen gemäß folgender Beziehung

Das Innere des Anodenkörpers darf sich bei höheren erzeugt.

2 Ta + 5 H₂O = Ta₂O₅ + 10 H⁺ aq + 10 e anodische Reaktion
IQH+aq + IQe = 5 H₈ kathodische Reaktion

2 Ta + 5 H₂O = Ta₂O₅ + 5 H₂ Gesamtreaktion

Die Konzentration wird daher in der unmittelbaren toren bekanntgeworden, bei dem die Formierung

Nähe der Anodenoberääcfae verändert. Die Ober- bzw. Oxidation in einem in einem Gefäß befindlichen

flächenkonzentration hängt von der Stromdichte so- 45 Elektrolytbad erfolgt. Dabei läuft ein zu oxidierendes

wie von dem Ionentransport ab. Ein Rühren setzt die Band über Umlenkrollen mindestens einmal durch

Wirkungen des Konzentrationsanstiegs herab. ein Fomier-Elektrodenpaar. Weiterhin kann dabei

In einem porösen Körper werden große Mengen auch mindestens ein wenigstens teilweise in den Elekan Wasserstoffionen erzeugt Konvektion trägt im trolyten eintauchendes isoliertes Elektrodenpaar vorwesentlichen nicht zu einem Konzentrationsausgleich 50 gesehen sein, durch das das zu oxidierende Band auf bei. Diffusion und Wandern der Wasserstoffionen im einem Weg durch den Elektrolyten läuft Dieses mit elektrischen Feld sind die wesentlichen Faktoren für Impulsspannungen betriebene Elektrodenpaar dient den Ionentransport Im Anodeninneren bildet sich dazu, durch Stoßentladung Ionen zu entfernen, die ein Konzentrationsgradient. Die Größe dieses Gra- sich auf der dielektrischen Haut des oxidierenden dienten hängt unter anderem von der Stromdichte ab. 55 Bandes gebildet haben und der Weiterformierung im Je grüßer der Strom ist, desto Steuer ist der Gradient Wege stehen. Diese Hletctroden können von außer- und desto höher ist die Konzentration im Zentrum halb des Elektrolytbades auch mit Elektrolytflüssigder Anode. keit besprüht werden. Es ist daüber hinaus auch vor-

Das bedeutet, daß innerhalb des Anodenkörpers gesehen, das zu oxidierende Band auf seinem Weg die Bedingungen für die Kristallisation am günstigsten 60 durch das Elektrolytbad durch Isolierplatten laufen sind, wobei Strom, Temperatur, Porosität und Größe zu lassen, die ebenfalls von außerhalb des Elektrolytdie Größe des Gradienten, sowie die maximaie Kon- bades mit Elektrolytflüssigkeit besprüht werden konzentration innerhalb der Anodenkorper bestimmen. nen. Durch diese Isolierplatten kann auch bei einem

Stromdichte und Elektrolyltemperatur bestimmen Elektrolyten mit normaler oder hoher Leitfähigkeit

also die Formierung bei höheren Spannungen und 65 ein solcher Spannungsabfall erzeugt werden, daß die

großen Tantal-Anodenkörpern. Spannung an der Formierschicht die Einsatzspannung

Aus der DT-OS 14 89 695 ist ein Verfahren zur unterschreitet und eine zusätzliche Formierung ein-

Formierung von Elektroden für Elektrolytkondensa- geleitet wird.

Damit sind zwar Probleme der Ionenbildung und der Spannungsverteilung im Elektrolyseband günstig beeinflußbar; die grundsätzlichen Nachteile, insbesondere hinsichtlich der Temperaturverteilung bei einer GefäSelsktrclysc im unten angegebenen Sinne, sind dabei nicht vermeidbar.

Aus der FR-PS 15 21 282 ist es bekannt, Anodenkörper für Elektrolytkondensatoren in der Form herzustellen, daß an einem Trägerstreifen eine Vielzahl von Anodenkörpern vorhanden ist. Auch dabei erfolgt die anodische Oxidation in einem in einem Gefäß befindlichen Elektrolysebad.

Eine anodische Oxidation in Gefäßen ist unter Berücksichtigung der obengenannten Kriterien nachteilig. Die Temperatur ist in einem Einzelgefäß in notwendiger Weise gleichmäßig. Die Stromdichte ist zwar regelbar, wobei jedoch der Stromdichteverlauf im vollen Bereich der Formierungsspannungen durch die Geometrie des Gefäßes festgelegt ist.

Bei der Formierung in Gefäßen muß die gesamte Ladung zur Bildung des Oxidfilms auf der gesamten Tantaloberfläche durch ein übliches Trägerband am Gefäßeingang zugeführt werden. Der resultierende Strom hängt unter anderem von der Formiergeschwindigkeit der Kondensator-Nennkapazität ab. Der Strom kann bei der Erhöhung einer dieser Faktoren groß werden. Der Querschnitt des Trägerbandes wird gewöhnlich wegen der hohen Tantalkosten klein gewählt Der hohe Strom führt zu einem Spannungsabfall längs des Bandes, so daß eine richtige Formierung bis zur Endspanaung verhindert wird. Ferner heizt sich das Trägerband übermäßig auf.

Zur Vermeidung dieser Nachteile kann am Trägerband eine Vielzahl von Kontakten vorgesehen werden. Sciäpiciawciac kauii «Jas Trägerband aut einen Pegel oberhalb des Elektrolyten gebracht und mittels eines Walzenkontaktes kontaktiert werden, wobei Schneidkanten in den Oxidfilm eindringen. Die Kontaktierung vom oxidierten Tantal ist jedoch schwierig.

Weiterhin kann Korrosion auftreten, da alle mit dem Band in Kontakt stehenden Metallteile gegenüber dem Elektrolyten auf hohem positivem Potential liegen. Kriechen oder Kondensation des Elektrolyten führt daher zn Korrosion.

Die Formiergeschwindigkeit der Anodenkörper seil zweckmäßig einstellbar sein. In einem Gefäß ist Stromdichte als Funktion der Position im Gefäß durch folgende Parameter gegeben:

a) Gefäßgeometrie, beispielsweise Anordnung der Gegenelektrode und Querschnitt des Elektrolyten als Funktion des Abstandes von der Eintrittsstelle des Bandes;

b) LeSa^Mgfeit des Elektrolyten;

«# FuTmingsgeschwmdigkeit des Sandes, d. h. Fortihi%fcid

p£ neare I^^eiribeit des Bandes.

der Anodenkörper pro liBd

Ia «an«» Gefäßsystem kann nur die Leitfähigkeit des öeSteoIyJten am assug an die Fonmerge-

---=- «nfodieir WeSe geändert werfen.

; innerhalb bestimmter müssen, um optimale Fonnierbedingungen zu gewährleisten. Eine Änderung der Elektrolytleitfähigkeit kann nachteilig sein, da sie die maximale Spannung beeinflußt, bei der die Formierung möglich ist ο Die Temperatur des Elektrolyten muß bei höheren Spannungen herabgesetzt werden, da die Verlustenergie im Oxidfilm zunimmt.

Der Wechsel der Kondensator-Nennkapazität ist in einem Gefäß schwierig, so daß Gefäße in den mei sten Fällen nicht voll ausnutzbar sind. Ein gradueller Wechsel ist nicht möglich.

Das gilt auch füir die Alterung, bei der die Anodenkörper in einer bestimmten Zeit auf einer konstanten Endspannung gehalten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art anzugeben, weiche die vorgenannten Nachteile vermeiden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der ein-

gangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Metallkörper in wenigstens einem Flüssigkeitsstrahl des Elektrolyten anodisch oxidiert werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist emc Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens durch folgende Merkmale gekennzeichnet: längs einer Bewegungsbahn der Metallkörper angeordnete, voneinander elektrisch isolierte, robrföimig ausgebildete Elektroden, die an einem stufenweise zunehmenden Potential gegenüber den elektrisch leitend miteinander ver- bundenen und auf konstantem Potential gehaltenen Metallkörpern liegen und fiber Leitungen an einen unter Druck stehenden Verteilerbehälter für den flüssigen Elektrolyten angeschlossen sind. Merkmale einer weiteren Ausbildung der F.rfin aung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in den Figuren der !Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 a den Verlauf der Spannung in Abhängig-

keit von der Zeit beim anodischen Oxidieren bei konstantem Strom,

F i g. 1 b den Verlauf des Stroms beim anodischen Oxidieren als Funktion der Zeit bei konstanter Spannung,

Fig. Ic den Verlauf des Stroms in Abhängigkeit von der Zeit beim anodischen Oxidieren bei stufenweise ansteigender Spannung; die Spannung nimmt in Stufen V₁ zu; t ist die Zeit; der Strom besitzt nach einer Spannungsänderung eine Spitze i„ und nimmt

danach exponentiell ab,

Fig.2 schematisch eine Vctg zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3 schematisch die Vorrichtung nach Fig. 2 in Aufsicht und

Fig. 4 ein Band ausfumbOdenden Metal, auf dem sich die Anodenkörper befinden.

Bei der Vorrichtung naclli den Fig. 2 und 3 sind zwei Reihen von einander egeshenden, als. Elektroden dienenden Metalhohften It an einem nichtleitenden Block 11 befestigt. !Der Abstand zwischen den einander gegenüberstehenden Rohren WA, 1OB kamt 2p bis 63 mm, beispielsweise

3£ mm, betragen. Der Abstand zwischen steh gegeaaberstehenden Rohrenden Ißann 2ß bis ZSffifli, bei-

. 65 spielsweise 5,1 bis 7,6mm, betragen. Eine laä dem

wendrmg von GefäßenmitTOcb- Block 11 aus Po^teHSflMMSto ~ *

Wanae 12 dient:

anfemander abgestimmt weiden Sich gegenübenätihende laäSöäenroine W sind

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elektrisch miteinander verbunden und liegen an Spannungsquellen, deren Ausgangsspannungen stufenweise zunehmen. Beispielsweise können derartige Spannungsqueiien aus Transformatoren mit Gleichrichtern und im Bedarfsfall variablen oder festen Widerständen bestehen. Statt dessen sind auch Batterien verwendbar. Der positive Pol ist bei G₁ geerdet. Ein noch zu beschreibendes Tantalband ist ebenfalls bei G₂ geerdet.

wird der Elektrolyt durch die Rohre 10 auf die An odenkörper 20 gesprüht. Die Spannung zwischen dei Rohren 10 und den Anodenkörpern 20 ist im Ab schniu Z gleich V₂, im Abschnitt i gleich V₁ und in Abschnitt 3 gleich V₃.

Der Widerstand des Elektrolytstrahls zwischer dem Auslaß des Elektrodenrohres und der diesen zugekehrten Anodenkörperseite bestimmt die An fangsstromspitze (Fig. 1). Diese Stromspitze is

Ein Elektrolyt zirkuliert in der durch die Pfeile in io durch den Abstand des Rohres von dem Anoden F i g. 2 gezeigten Weise durch die Elektrodenrohre. körper einstellbar.

Aus einem temperaturstabilisierten Vorratsbehälter Bei Elektrolyten mit einer hohen Leitfähigkeit

14 wird der Elektrolyt mit vorgegebener Leitfähig- wie beispielsweise Phosphorsäure mit einer Leitfähigkeit mittels einer Pumpe zu einem Elektrolytverteiler keit von 0,10 Ohm~' cm oder darüber kann es zweck-16 geführt. Der Verteiler ist offen und mit einem 15 mäßig sein, ein isolierendes Stück eines Rohres übei überlauf 17 versehen. Dieser steht zur Erhaltung das Elektrodenrohr zu ziehen, um den Elektroiytwej eines konstanten Pegels mit dem Vorratsbehälter 14 zu verlängern und damit seinen Widerstand zu erin Verbindung. Leitungen 18 λ und IS 3 leiten den hüben und den Spiizensirom herabzusetzen, wie dies Elektrolyten von der Unterseite des Verteilers zu den im Prinzip aus der obengenannten DT-OS 14 89 69f Elektrodenrohren. Die Leitungen sind beispielsweise 20 bekannt ist.

dünne Polytetrafluorethylen- oder Polypropylenrohre. Zur Vermeidung einer Oxidation des Trägerstrei-

Durch die Höhe des Verteilers kann die Strömungs- fens wird dieses vorzugsweise außerhalb der Lösung geschwindigkeit des Elektrolyten in den Zuführungs- gehalten. Dann wird ein Kriechen des Elektrolyter leitungen eingestellt werden. Die Länge und der über die Anodenkörper auf den Streifen vermieden Querschnitt der Elektrolytleitungen (beispielsweise as Es kann dabei auch eine nicht benetzende Trenn-3,05 bzw. 2,5 mm Durchmesser) sind so gewählt, daß schicht beispielsweise eine Schicht aus Silikonkautschuk oder eine aus Polytetrafiuoräthylen verwende! werden. Auch die Kontaktfläche zwischen Tantalstreifen und dem Rahmen wird vorzugsweise trocken ge-30 halten. Dies läßt sich beispielsweise durch Erhitzung des Rahmens erreichen.

Bei dem beschriebenen Verfahren wird ein Elektrolyt mit einer Leitfähigkeit von ungefähr 0,10 bis 0,001 Ohm-¹ cm verwendet.

Solche Elektrolyten sind saure Lösungen, wie beispielsweise Phosphorsäure, Zitronensäure, Oxalsäure und Ameisensäure. Ferner können Salze, beispielsweise Alkalisalze, wie Alkalisulfate, Alkaliphosphate, Alkalioxalate sowie Alkaliformiate oder Erdalkalisalze der Säuren verwendet werden.

Die Umlaufgeschwindigkeit des Elektrolyten kann erheblich variieren. Vorzugsweise laufen jedoch ungefähr 50 bis ungefähr 200 ml pro Minute und Roht

_ _ Ulli. i>Clr»|nclSWC13C flVllUCU UV UIS IUVUU piU IVlUlUlC

um eine gleichmäßige Formierung auf beiden Seiten 45 umlaufen. Wird der Elektrolyt kontinuierlich Verwender Anodenkörper 20 zu ermöglichen. det, dann sollte er ungefähr einmal in ein bis zwanzig

Gemäß F i g. 4 sind die Anodenkörper 20 mit dem Stunden und vorzugsweise alle sieben bis dreizehn Streifen 19 durch Verbindlungsstege 22 verbunden. Stunden erneuert werden.

Die Anodenkörper 20 sind zuvor in einer bekannten Der nichtleitende Block 11 nach F i g. 2 soll eine

Weise gesintert worden. Der filmbildende Streifen 19 50 ausreichende Steifigkeit besitzen, um die Metallrohre weist beispielsweise ausgestanzte Löcher 23 auf. Sie tragen zu können. Dazu eignen sich polymere Matedienen zur Bewegung des Streifens gemäß Fig. 3.
Die Anodenkörper und der Streifen können beispielsweise nach dem in der US-PS 3412444 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.

Gemäß Fig. 3 wird der Streuen IS¹ mit den Anodenkörpern 20 von einer Rolle 30 abgewickelt.
Zähne 31 auf einem Transportrad 34 greifen dabei in
die öffnungen 23 im Streifen ein. Entsprechend führen Zähne 33 auf einem Transportrad 34 Streifen 60 anderen, sondern zum Trägerstreifen fBeßL
nach der Oxidation auf em Aufwickelrad 35. Die Spannung kamt von Abschnitt zn Abschnitt

Gemäß Fig. 3 liuft der Streifen durch mehrere Abschnitte S₁, S₂ und S₃. Diese Abschnitte liegen auf verschiedenen Spannungen V_x, F₂ und F_s. Die AnzaH derartiger Abschnitte Eegt je nach Bedarf im allgemeinen zwischen 2 und 100. Innerhalb jeweils eines Abschnittes ist die an den Anodenkörpern 20 liegende Spannung jeweils gleich. In den Abschnitten

ihr Widerstand hoch ist und starke Ströme zwischen den verschiedenen Elektrodenrohren im Elektrolytsystem vermieden werden. Alle Gefäße und Leitungen sind vorzugsweise isolierend.

Gegebenenfalls können sowohl der Vorratsbehälter 14 als auch der Verteiler 16 geerdet sein. Beispielsweise können für diesen Zweck Platinelektroden 14 E und/oder 16 E verwendet werden.

Gemäß der Erfindung werden anodisch zu oxidierende Anodenkörper durch eine Reihe von Flüssigkeitsstrahlen des Elektrolyten geführt, die durch Gegenelektroden unter Spannung stehen. Die Gegenelektrode besteht im vorliegenden Fall aus den Anodenkörpern selbst.

Ein Streifen 19 kann bei Durchführung durch die Elektrodenrohre 10 beispielsweise durch einen Rahmen 21 gehalten werden. Paare sich gegenüberstehende! Elektroden licgcr. auf gleicher Spannung,

55

rialien, wie z. B. Polypropylen, Polyäthylen, Tetrafluoräthylen, Polyvinylchlorid sowie halogeniert* oder nichthalogenierte Vinylpolymere.

Die Elektrodenrohre 10 bestehen vorzugsweise aus Metall, wie rostfreiem Stahl, Tantal, Titan oder Platin oder deren Legierungen. Die Kammern 13 a, 13 6, 13 c müssen so voneinander getrennt sein, so daß dei Strom beispielsweise nicht von einer Kammer zu dei

variieren. Eine Spannung pro Abschnitt beträgt etwa 1 bis 20 Volt. Vorzugsweise beträgt sie pro Abschnitt 3 bis 7 Volt

Die Verweilzeit des Trägerbandes in den Abschnitten kann ebenfalls variieren. Sie liegt jedoch im allgemeinen zwischen 1 and 20 Sekunden und vorzugsweise zwischen 7 und 13 Sekunden pro Abschnitt. Die

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9 10

variablen Stromspitzen in Fig. lc sind vorzugsweise Länge der Elektrodenrohre ... etwa609,6mm

nicht größer als etwa 2 A . Fließgeschwindigkeit der Elek-

Um einen Stromfluß durch den Elektrolyten zwi- _troi_yten ⁶ 100 ml pro Minut

sehen den Spannungsableiter! V₁ und y^ ™ vermci _un(j R_om-

den, können beispielsweise Elektroden 14 E bzw. 16 £ 5

im Elektrolyt-Vorratsbehälter sowie im Elektrolyt- Temperatur der Elektrolyten .. 85° C

verteiler vorgesehen werden, die beispielsweise aus Leitfähigkeit des Elektrolyten

Kohlenstoff oder Platin bestehen. Dadurch wirken (verdünnte H PO ) 10 Ohm cm

alle Elektroden in bezug auf den Tantalstreifen als „ ..„ , „³ « ··· · , „_r ,

Kathoden, so daß zu einer Korrosion der Elektroden- io ^{Große der} Spannungsstufen ... 6 Volt

rohre führende Anodenströme unterdrückt werden. Zeit pro Spannung 10 Sekunden

Die Nennspannung von erfindungsgemäß oxidier- Formiergeschwindigkeit .... 36 Volt/Minute ten Anodenkorpern ist leicht vanierbar. Zu diesem ^B ^

Zweck liegen die letzten Elektrodenpaare auf der CV-Kennzahl 100 μί Volt

höchsten gewünschten Spannung. Betragen beispiels- 15 Endformierspannung 150 Volt

weise die Werte von V₁ bis V₁ 10, 20, 30, 40, 50, 60 _. „ . _, , , ..

bzw. 70 Volt und werden 50-Volt-Anodenkörper ge- p^ie kapazität der Anodenkorper betragt etw

wünscht, dann sollte V. bis V. gleich 50VoIt sein. 0.68 μί + 5 Ve.

Sind andererseits 70-Volt-Anodenkörper erwünscht,

so ist V. = 50 Volt, V₈ = 60 Volt und F₇ = 70 Volt, ao B e i s ρ i e 1 II

Zur Änderung der Nennspannung von Anodenkörpern ist also nur eine Spannungsumschaltung nötig. ^{In emer} Vorrichtung nach den Fig. 2 und 3 sine Dies ist ein Vorteil gegenüber einer anodischen Oxi- ^die Parameter die folgenden: dation in einem Gefäß, da insbesondere die Änderung auch automatisch und kontinuierlich erfolgen 25 Formiergeschwindigkeit 3600 Einheiten

kann, wobei auch der Materialverlust wegen des ge- P^ro Stunden

ringen Abstandes zwischen den einzelnen Abschnitten ~ ^ ^cm P^r0 ^^'

klein ist. CV-Kennzahl 150 μί Volt

Das Formierprofil kann also durch Spannunesum- r· · .·.·,· ™*r n/»*· „,„.,

schaltung extern programmiert und modifiziert wer- 30 ^"^geschwindigkeit ™ Volt/Min, max.

den. Es ist dabei insbesondere keine Änderung der Strombedarf (pro Anodenkörper Elektrolytleitfähigkeit notwendig, wenn beispielsweise bei der maximalen Geschwindig-

die Formierspannung oder die Formiergeschwindig- ^O 0,5 μβ/μί V

k?it ^rt?5ndsrt wird. = mA/Anoden-

Beispiel I 35 körper

_. , . „.... , ,. r . . Spannungsstufenhöhe 5Volt

Ein auf einen Stutzrahmen 21 aufgeschweißter

Streifen von 30 cm Länge wird auf einem beweglichen Bandläinge pro Spannungsstufe 5,08 cm

(nicht dargestellten) Schlitten mit vorhergegebener Zeit pro Spannungsstufe 10 Sekunden

Geschwindigkeit durch eine Reihe von Flüssigkeits- 40 _A. , . . _C1 ,^_ . . ,

strahlen des Elektrolyten geführt, die auf zunehmen- ^^{bstaad der} _f ^Elektroden ™ den

den Spannungen liegen. Spannungsstufen 2,54 mm

Die Parameter sind die folgenden: Abstand zwischen den Span-Anzahl der Spannungsstufsn mmgsstufea 5,08 nun

(Elektrodenrohre) 30 pro 30 cm ⁴⁵ Elektrolyt, verdünnte H₃PO₄ .. 100 Ohm cm

Abstand zwischen den Elek- Temperatur 85° C

trodenrohren 10,16 mm Elektrolyt-Erneuerungszyklus.. 12 Stunden

Durchmesser der Elektroden- n;-n„„ _u · j· 1 ·* ™ 1

u„ 1 η/ίο ο Fließgeschwindigkeit pro Elek-

^rohre 3,048mmaußen *> nodeamhr ...„...". lOOmVMinute

Durchmesser der Elektroden- !?___·„ ~_ηη,τ ₎₄

rohre 0,29972 mm innen ^Fotm«sP**mB ■ ·. 300VoIt

^if^ TifUi? T ^™,n, ^ Aaodenkörper besitzen eine Kapazität von

überstehenden Elektrodenrohren etwa 12,7 mm 55 ungefähr 0,5 u£ + 5«/₀

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum anodischen Oxidieren von Anodenkörpem für Elektrolytkondensatoren in emem flüssigen Elektrolyten, dadurch ge-Eenn^eJchnet, asu die Metallkörper in wenigstens einem Flüssigkeitsstrahl des Elektrolyten anodisch oxidiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkörper auf einem· Trägerstreifen sukzessive durch eine Vielzahl von Flüssigkeitsstrahlen des Elektrolyten mit von der Eintrittsstelle der Metallkörper in die FJüssigkeitsstrahlen bis zur Austrittstelle aus den Flüssigkeitsstrahlen zunehmender Spannung an der *5 Formenstrecke geführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung, an der Formecstrecke stufenförmig, vorzugsweise um einen Wert von etwa 1 bis 24 V pro Stufe, zunimmt *>

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkörper mit einer solchen Geschwindigkeit durch die Flüssigkeitsstrahlen des Elektrolyten geführt