DE2256022C3 - Elektrolyt zum Formieren von Aluminiumfolien für Niedervoltelektrolytkondensatoren - Google Patents

Elektrolyt zum Formieren von Aluminiumfolien für Niedervoltelektrolytkondensatoren

Info

Publication number
DE2256022C3
DE2256022C3 DE19722256022 DE2256022A DE2256022C3 DE 2256022 C3 DE2256022 C3 DE 2256022C3 DE 19722256022 DE19722256022 DE 19722256022 DE 2256022 A DE2256022 A DE 2256022A DE 2256022 C3 DE2256022 C3 DE 2256022C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrolyte
electrolytic capacitors
phosphoric acid
aluminum foils
low
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.)
Expired
Application number
DE19722256022
Other languages
English (en)
Other versions
DE2256022A1 (de
DE2256022B2 (de
Inventor
Harimohan Dipl.-Phys.Dr.Rer.Nat 7920 Heidenheim Sarkar
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19722256022 priority Critical patent/DE2256022C3/de
Publication of DE2256022A1 publication Critical patent/DE2256022A1/de
Publication of DE2256022B2 publication Critical patent/DE2256022B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2256022C3 publication Critical patent/DE2256022C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC 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
    • H01G9/0029Processes of manufacture
    • H01G9/0032Processes of manufacture formation of the dielectric layer

Description

Die Erfindung betrifft einen zum Formieren von AIuminiumfolien für Niedervolteiektrolytkondensatoren bestimmten Elektrolyt.
Formierelektrolyte werden zur Vorformierung von Aluminiumfolienbenutzt, weiche später als Anodenfolie in Sekirolyikondensäiören Verwendung finden. Während des Vorformierprozesses wird die dielektrische Oxidschicht auf die Aluminiumfolie aufgebracht Durch die Güte dieser Oxidschicht werden im wesentlichen die elektrischen Werte des später hergestellten Elektrolytkondensators bestimmt Einer dieser elektrischen Werte, dem bei einem Elektrolytkondensator besondere Bedeutung zukommt, ist der Reststrom. Dies ist der Strom, der durch den Kondensator fließt, wenn eine Gleichspannung (Nennspannung des Kondensators) angelegt wird. Nach längerer spannungsloser Lagerung kann der Reststrom wesentlich erhöht sein.
Aus der DE-OS 19 36 267 ist ein Formierelektrolyt der eingangs genannten Art bekarat Anodenfolien, welche in diesem Elektrolyt formiert werden, sind jedoch nicht kochfest Kochfest bedeutet in diesem Zusammenhang, daß keine Kapazitäts- oder Verlustfaktorzunahme nach 15minutigem Kochen in destilliertem Wasser zu beobachten ist Weiterhin ist ein Anstieg des Reslstroms bei Elektrolytkondensatoren zu verzeichnen, deren Anodenfolien in dem bekannten Elektrolyt vorformiert wurden.
Aus der GB-PS 8 45 698 ist ein Formierelektrolyt für Aluminiumfolien bekannt, der Borsäure oder Borate und Phosphorsäure enthält Die formierten Aluminiumfolien werden in sogenannten Fest-Elektrolytkondensatoren eingesetzt, deren Kathode aus einer pyrolytisch hergestellten Mangandioxidschicht besteht Auch die nach diesem Verfahren hergestellten Aluminiumfolien sind nicht kochfest.
Weiterhin ist aus der DE-OS 19 25 914 ein Verfahren bekannt, bei dem Aluminiumfolien zunächst in Borsäure, Ammoniumborat oder Ammoniumphosphat formiert werden, wobei jedoch ebenfalls eine nicht kochfeste Dielektrikumsschicht erhalten wird. Erst durch eine weitere rein chemische Behandlung in einer wäßrigen Phosphatlösung erhält man verbesserte Oxidschichten. Die behandelten Aluminiumfolien werden für Hochvolt-Elektrolytkondensatoren verwendet; eine Aussage über das Reststromverhalten ist der Druckschrift nicht zu entnehmen. Aus der SU-PS 3 03 662 ist ein Betriebselektrolyt für Aluminiumelektrolytkondensatoren bekannt, der aus Äthylenglykol, Bor-, Adipin- und Phosphorsäure sowie Ammoniak besteht. Dieser Elektrolyt ist jedoch für die Formierung von Aluminiumfolien wenig geeignet.
Aus dem »Journal of the Electrochemical Society«, Nov. 1962, S. 1082 bis 1084 ist es bekannt, Aluminiumfolien in reinen Borat- bzw. Phosphatelektrolyten zu formieren oder eine Zweistufenformierung zuerst in Phosphat und dann in Boratelektrolyten und umgekehrt vorzunehmen. Man erhält zwar kochfeste Oxidschichten bei der Formierung in reinen Phosphatelektrolyten bzw. bei einer Zweistufenformierung zuerst in Borat und dann in Phosphatelektrolyten, jedoch führen derartige Formierverfahren in einkomponentigen Elektrolyten nicht zu Oxidschichten mit den in Elektrolytkonden- satoren angestrebten günstigen elektrischen Werten. In der Druckschrift, die sich mit der lonenbewegung während des Wachstums von anodischen Oxidfilmen auf Aluminium beschäftigt sind keine elektrischen Werte von Elektrolytkondensatoren angeführt, die aus derar tife behandelten Aluminiumfolien hergestellt sind. Auch eine kombinatorische Wirkung weiterer Zusätze zum Formierelektrolyten ist der Druckschrift nicht zu entnehmen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen
Elektrolyt zur Formulierung von Aluminiumfolien für Elektro'ylkondensatoren anzugeben, durch weichen die Reststromstabilität von Niedervoltelektrolytkondensatoren während der spannungslosen Lagerung erheblich verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß wie in den Patentansprüchen angegeben gelöst
Dadurch wird der Vorteil erzielt daß in dem erfindungsgemäß verwendeten Elektrolyt vorformierte Anodenfolien kochfest sind. Weiterhin bleiben die Rest ströme von Elektrolytkondensatoren, in denen mit dem Elektrolyt vorformierte Anodenfolien verwendet wurden, bei spannungsloser Lagerung über einen längeren Zeitraum unverändert Die Vorteile des Formierelektrolyts werden an Hand der folgenden Versuchsergebnisse näher erläutert
Als Vergleichsformierelektrolyt dieme ein Elektrolyt, der pro Liter Lösung 15 g Adipinsäure, 16 g Borsäure und 12 ml 20%iges wäßriges Ammoniak enthielt Diesem Vergleichselektrolyt wurden unttrsdiiedliche Men- gen Phosphorsäure zugesetzt
In der Tabelle 1 sind die Ergebnisse des Kochtestes wiedergegeben. Die Vorformierung erfolgte dabei mit der konstanten Spannung von 10 Volt während einer Zeitdauer von 10 Minuten.
In der Tabelle ist die Zusatzmenge M an Phosphorsäure je Liter Elektrolytlösung in Spalte 1 angegeben. Co bzw. tg όο sind die Anfangswerte von Kapazität bzw. Verlustfaktor, C1 und tg δ\ die entsprechenden Werte nach 15minutigem Kochen in destilliertem Wasser.
Tabelle 1
ΜΛηΜοΙ Q/μΡ 950 tg*/% , tg*/·*
55 0 385 385 19 115
10 388 388 19 18
15 390 365 19 18
35 370 362 18 17
60 365 357 18 17
60 90 360 18 17
Wie der Tabelle zu entnehmen ist ist bereits bei einem Phosphorsäurezusatz von 10 mMol pro Liter Elektrolytlösung eine bedeutende Verbesserung der Werte für die Kapazität bzw. für den Verlustfaktor festzustellen.
Aus einem Teil der vorformierten Aluminiumfolien wurden Modellkondensatoren gebaut. Die elektrischen
Werte dieser Modellkondensatoren wie Kapazität C, Verlustfaktor tg δ und Reststrom Ir (gemessen 5 Minuten nach Anlegen einer Spannung von 8 Volt) in Abhängigkeit von der Konzentration M von Phosphorsäure je Liter Elektrolytlösung sind in der folgenden Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2
AMnMoI OiLF tgJ/% /R/μΑ
0 337 20 6,0
10 336 21 6,0
15 338 21 5,8
35 320 20 5,8
60 318 20 6,0
90 315 20 6,6
Wie der Tabelle zu entnehmen ist, hat die Phosphorsäurekonzentration des Vorformierelektrolyts keinen merklichen Einfluß auf den Verlustfaktor und die Restströme der Modellelektrolytkondensatoreit Dagegen ist ab Konzentrationen von 35 mMol Phosphorsäure pro Liter Elektrolytlösung eine Abnahme der Kapazität der Modellelektrolytkondensatoren festzustellen.
In der Figur ist der Ladungsumsatz Q während der Vorformierung von Aluminiumfolienprüflingen der Größe 20 χ 50 mm als Funktion der Phosphorsäurekonzentration M je Liter Elektrolytlösung dargestellt Wie der Figur zu entnehmen ist, wird mit steigender Phosphorsäurekonzentration der Ladungsumsatz Q größer, d. h, der Formierwirkungsgrad der Lösung wird herabgesetzt Der Fomiierwirkungsgrad eines Elektrolyts ist dabei definiert durch das Verhältnis der Menge des tatsächlich gebildeten Stoffes zu der Menge, die nach dem Faradayschen Gesetz hätte gebildet werden können. Zum Beispiel ist der Formierwirkungsgrad eines wasserarmen Ammoniumpentaborat-Glykol-Elektrolyts in weiten Grenzen der Formierstromdichte etwa 1. Dagegen beträgt der Formierwirkungsgrad eines Adipinsäure-Borat-Elektrolyts ohne Phosphorsäurezusatz 0^8 und bei einem Zusatz von z. B. 15 mMol Phosphorsäure pro Liter Elektrolytlösung 0,86.
Die Dauerversuche wurden an Elektrolytkondensatoren durchgeführt, deren Anodenfolie in einem Elektrolyt mit 15 mMol Phosphorsäurezusatz pro Liter Lösung vorformiert worden war. Diese Konzentration liefert mit Sicherheit die notwendige Kochfestigkeit, während der Energieaufwand zur Vorformierung nur geringfügig erhöht und die Kapazität des fertigen Kondensators nicht herabgesetzt ist
Es wurden Elektrolytkondensatoren der Nennspannungen 16 Volt und 63 Volt untersucht Die Vorformie-.rung der Anodenfolien erfolgte bei Badspannungen von 23 bzw. 84 Volt in einem Elektrolyt folgender Zusammensetzung pro Liter Lösung: 15 ν Adipinsäure, 16 g Borsäure, i2 mi 20%iges wäßriges Ammoniak und 15 mMol Phosphorsäure. Die Badtemperatur betrug während der Vorformierung 40° C Die Nachformierung der Elektrolytkondensatoren wurde bei 85° C mit l,2faeher Nennspannung während einer Zeitdauer von 2 Stunden durchgeführt
In der folgenden Tabelle 3 sind die Ergebnisse des Testes bei spannungsloser Lagerung (100 Stunden; 85° C) in Abhängigkeit von der Zusatzmenge an Phosphorsäure Mje Liter Elektrolytlösung für Kondensatoren der Nennspannung U wiedergegeben. Es sind die Werte für Kapazität C, Verlustfaktor tg ό, Scheinwiderstand Z(gemessen bei 10 kHz) und Reststrom /(gemessen 5 Minuten nach Anlegen der Nennspannung) jeweils zu Beginn mit dem Index 0 und nach Beendigung des Testes mit dem Index 100 angeführt.
Tabelle 3
AMnMoI U/V
tg* tg d'i
Z0
^l OO
/ο (μΑ)
16 1068 1032 5,5 5.0 0,070 0,060 Ζ,Ο 12
63 1119 1095 2.5 2,7 0,024 0,026 16 38
16 1110 1050 5,0 5,4 0,070 0,060 3,3 5,4
63 1128 1092 23 2,7 0,024 0,026 16 18
Wie der Tabelle zu entnehmen ist, ist bei den Werten für Kapazität, Verlustfaktor und Scheinwiderstand kein wesentlicher Unterschied zwischen den Elektrolytkondensatoren festzustellen, deren Anodenfolien in Elektrolyten ohne bzw. mit Phosphorsäurezusatz vorfcrmiert worden waren. Betrachtet man dagegen die Werte für die Restströme /, so ist der Vorteil des erfindungsgemäß verwendeten Formierelektrolyts leicht ersichtlich. Während bei den Elektrolytkondensatoren, deren Anodenfolien in einem Elektrolyt ohne Phosphorsäurezusatz vorformiert worden waren, die Restströme um 300% bzw. um 138% anstiegen, betrug der Anstieg bei der Verwendung eine3 Vorformierelektrolyten mit 15 mMol Phosphorsäurezusatz je Liter Elektrolytlösung nur 57 bzw. 12^%.
In der nachfolgenden Tabelle 4 sind die Ergebnisse des Dauerspannungstestes wiedergegeben, bei dem die Kondensatoren 2000 Stunden bei 85°C mit Nennspannung betrieben wurden. Es sind die gleichen elektrischen Werte wie in Tabelle 3 aufgeführt; der Index 0 bezieht sich auf die Ergebnisse am Anfang und der Index 2000 auf die Ergebnisse am Ende des Tesfes.
υ/ν 5 C0 Qooo 22 56 022 Zn 6 /o /2000
(μΠ (Ω) (μΑ)
Tabelle 4 16 1055 970 0,070 ^iOOO 3,0 1.5
/W/mMol 63 1125 1091 ig4> tg <J«oo 0,024 16 5.0
16 ΠΙΟ 1025 (%) 0,060 0.080 4.0 1.4
0 63 1115 1085 5,5 6,0 0.024 0,025 16 6.0
2,5 3,3 0,070
15 4.5 5,6 0.025
2,5 3,5
Aus der Tabelle 4 ist zu entnehmen, daß ein Zusatz von Phosphorsäure zum Vorformierelektrolyt die elektrischen Werte der Elektrolytkondensatoren auch bei längerem Betrieb unier ungünstigen Umweltbedingungen nicht beeinträchtigt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verwendung einer wäßrigen Lösung, die aus 16 g/l Borsäure, 15 g/l Adipinsäure, 12 ml/1 20%iges wäßriges Ammoniak und 1 bis 90 mMol/1 Phosphorsäure, Rest Wasser, besteht, als Elektrolyt zum Formieren von Aluminiumfolien für Niedervoltelektrolytkondensatoren.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Lösung 15 mMol/1 Phosphorsäure enthält.
DE19722256022 1972-11-15 1972-11-15 Elektrolyt zum Formieren von Aluminiumfolien für Niedervoltelektrolytkondensatoren Expired DE2256022C3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19722256022 DE2256022C3 (de) 1972-11-15 1972-11-15 Elektrolyt zum Formieren von Aluminiumfolien für Niedervoltelektrolytkondensatoren

Applications Claiming Priority (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19722256022 DE2256022C3 (de) 1972-11-15 1972-11-15 Elektrolyt zum Formieren von Aluminiumfolien für Niedervoltelektrolytkondensatoren
GB4498873A GB1413403A (en) 1972-11-15 1973-09-26 Anodizing aluminium foils
AT838973A AT329705B (de) 1972-11-15 1973-10-01 Elektrolyt zur formierung von aluminiumfolien
FR7339686A FR2206389B1 (de) 1972-11-15 1973-11-08
IT3111273A IT1001676B (it) 1972-11-15 1973-11-09 Elettrolita per la formazione di foglie di alluminio
BR887973A BR7308879D0 (pt) 1972-11-15 1973-11-13 Composicao de electrolito para a formacao de eletrodos de aluminio
BE137752A BE807324A (fr) 1972-11-15 1973-11-14 Electrolyte pour la formation de feuilles d'aluminium
NL7315601A NL7315601A (de) 1972-11-15 1973-11-14
SE7315430A SE389693B (sv) 1972-11-15 1973-11-14 Elektrolyt for formering av aluminiumfolier
JP12877173A JPS4981240A (de) 1972-11-15 1973-11-15

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2256022A1 DE2256022A1 (de) 1974-05-30
DE2256022B2 DE2256022B2 (de) 1974-08-29
DE2256022C3 true DE2256022C3 (de) 1984-05-10

Family

ID=5861822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19722256022 Expired DE2256022C3 (de) 1972-11-15 1972-11-15 Elektrolyt zum Formieren von Aluminiumfolien für Niedervoltelektrolytkondensatoren

Country Status (10)

Country Link
JP (1) JPS4981240A (de)
AT (1) AT329705B (de)
BE (1) BE807324A (de)
BR (1) BR7308879D0 (de)
DE (1) DE2256022C3 (de)
FR (1) FR2206389B1 (de)
GB (1) GB1413403A (de)
IT (1) IT1001676B (de)
NL (1) NL7315601A (de)
SE (1) SE389693B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3722718A1 (de) * 1987-07-09 1989-01-19 Siemens Ag Verfahren zum herstellen von anodenfolien fuer niedervolt-aluminium-elektrolytkondensatoren
DE3915049C1 (en) * 1989-05-08 1990-03-01 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De Applying protective layers onto aluminium film - using electrolytic bath contg. adipic acid, boric acid, phosphoric acid and ammonia

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56108894A (en) * 1981-01-20 1981-08-28 Sankyo Alum Ind Co Ltd Surface treatment of aluminum
CN112921368A (zh) * 2021-02-01 2021-06-08 林元霞 一种凹印版辊的制版方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE412098A (de) * 1934-11-17
CH287575A (fr) * 1951-01-27 1952-12-15 S A Vernal Procédé d'oxydation électrolytique de l'aluminium et de ses alliages.
GB845698A (en) * 1957-10-03 1960-08-24 Secretary Improvements in or relating to electrical capacitors
SE306789B (de) * 1966-01-27 1968-12-09 Ericsson Telefon Ab L M
FR1589443A (de) * 1968-05-21 1970-03-31
DE1936267C3 (de) * 1969-07-16 1974-07-04 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Elektrolyt zur Formierung von Aluminiumfolien für Elektrolytkondensatoren

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3722718A1 (de) * 1987-07-09 1989-01-19 Siemens Ag Verfahren zum herstellen von anodenfolien fuer niedervolt-aluminium-elektrolytkondensatoren
DE3915049C1 (en) * 1989-05-08 1990-03-01 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De Applying protective layers onto aluminium film - using electrolytic bath contg. adipic acid, boric acid, phosphoric acid and ammonia

Also Published As

Publication number Publication date
IT1001676B (it) 1976-04-30
ATA838973A (de) 1975-08-15
FR2206389A1 (de) 1974-06-07
NL7315601A (de) 1974-05-17
AT329705B (de) 1976-05-25
JPS4981240A (de) 1974-08-06
FR2206389B1 (de) 1977-09-16
DE2256022B2 (de) 1974-08-29
BR7308879D0 (pt) 1974-08-22
BE807324A (fr) 1974-03-01
GB1413403A (en) 1975-11-12
SE389693B (sv) 1976-11-15
DE2256022A1 (de) 1974-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3016451A1 (de) Verfahren zum behandeln einer geaetzten aluminium-elektrolytkondensatorfolie
DE2256022C3 (de) Elektrolyt zum Formieren von Aluminiumfolien für Niedervoltelektrolytkondensatoren
DE1496725A1 (de) Verfahren zum elektrolytischen AEtzen von Metallfolien,insbesondere fuer Elektrolytkondensatoren
DE10053736A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Anode für einen elektrolytischen Hochspannungs-Kondensator
DE2641939C2 (de) Hochvolt-Aluminiumelektrolytkondensator
DE2532971C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Trocken-Elektrolytkondensators
DE2836878C2 (de) Verfahren zur anodischen Herstellung hydrophober Oxidschichten auf Aluminium- Folien für Elektrolytkondensatoren
DE1614245B2 (de) Verfahren zur herstellung von elektrolytkondensatoren
DE3722718C2 (de)
DE1564666C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Aluminium Elektrolytkondensators
DE4232636C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Elektrodenfolien für, insbesondere Hochvolt-, Elektrolytkondensatoren
DE1289186B (de) Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kondensatoren mit Elektroden aus Aluminium, mit einem anodischen Oxidfilm als Dielektrikum und einer Manganoxidschicht als Gegenelektrode
AT127584B (de) Kondensator.
DE4331380C1 (de) Verfahren zum Herstellen von Anodenfolien für Hochvolt-Elektrolytkondensatoren
DE2141004B2 (de) Verfahren zur Herstellung von dielektrisch wirkenden Oxidschichten auf Anodenfolien aus Aluminium für Elektrolytkondensatoren
DE2401146C3 (de) Verfahren zur Formierung von Anodenfolien für Elektrolytkondensatoren
DE710907C (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrolytischen Zelle, insbesondere eines elektrolytischen Kondensators
DE2534997A1 (de) Elektrodenanordnung, insbesondere fuer kondensatoren, sowie verfahren zu deren herstellung
DE1614736C (de) Verfahren zur Formierung von Elektro den aus Tantal oder Niob fur elektrische Kondensatoren
DE1614508C2 (de)
DE1108811B (de) Verfahren zur Herstellung eines Tantalelektrolytkondensators
DE2420375C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Elektrolytkondensators
AT143129B (de) Elektrolytische Zelle und Verfahren zu deren Herstellung.
DE2449282C3 (de) Elektrolyt für elektrolytische Kondensatoren
DE1496972A1 (de) Oxydierte Folie

Legal Events

Date Code Title Description
BF Willingness to grant licences
8281 Inventor (new situation)

Free format text: SARKAR, HARIMOHAN, DIPL.-PHYS.DR.RER.NAT, 7920 HEIDENHEIM, DE

C3 Grant after two publication steps (3rd publication)