DE2335722A1 - Kathodenfolie fuer elektrolytkondensatoren - Google Patents
Kathodenfolie fuer elektrolytkondensatorenInfo
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Description
"Kathodenfolie für Elektrolytkondensatoren"
Priorität: 9. Juli 1975 - Schweiz - Nr. noch nicht bekannt
Die Erfindung bezieht sich auf ein chemisches Verfahren zur
Herstellung von geätzten Kathodenfolien aus Aluminium, die
für Elektrolytkondensatoren verwendet werden.
Ein-Elektrolytkondensator besteht im allgemeinen aus einei·
Ariodenfolie, die eine aufformierte dielektrische Oxidschiebt
trägt, einer saugfähigen Papierzwischenlage, die den als Kathode dienenden Elektrolyten enthält, und einer weitern
Folie, die als Stromzuführung zum Elektrolyten dient, weshalb sie Kathodenfolie genannt wird. Die Anoden- und Kathodenfolien
werden üblicherweise aus Aluminium hergestellt. Schon seit langer Zeit wird die spezifische Kapazität der
Folien erhöht, indem ihre Arbeitsflächen durch verschiedene Aetzverfahren auf ein Mehrfaches vergrössert werden.
Derart kann der gewünschte Kapazitätswert eines Kondensators mit einer bedeutend kleineren Menge an Folienmaterial erhalten
werden, als bei Verwendung von glatten Folienoberflächen.
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Die Gesamtkapazität eines Kondensators wird durch die kleinere der Einzelkapazitäten von Anode und Kathode bestimmt,
weshalb in der Regel die Kathodenfolien ebenfalls aufgerauht werden. Nachher wird sie jedoch, im Gegensatz
zur Anodenfolie, nicht mit'einer dielektrischen Schicht
überzogen.
Ist die Aufrauhung, und damit die Kapazität der Kathodenfolie,
verglichen mit derjenigen der Anodenfolie, gross, so wird die Gesamtkapaziuäl ,des Kondensators praktisch nur von der
Anodenkapazität bestimmt. Die Gesamtkapazität kann in diesem Fall nicht von der Kapaziät der Kathodenfolie vermindert
werden.
Für den Aufrauhprozess der Folien werden im allgemeinen elektrochemische und chemische, seltener mechanische Verfahren
angewandt.
Die Behandlungsdauer richtet sich jeweils danach, ob die
Folie noch genügende mechanische Festigkeit aufweist, um den notwendigen Beanspruchungen bei der Weiterverarbeitung
gewachsen zu sein.
Die herkömmlichen Kathodenfolien v/erden zur Aetzung üblicherweise
anodisch mit Gleichstrom belastet und auf diese Weise aufgerauht. Bei Aluminiumfolie^ die erfahrungsgemäss mit Vor-
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•ceil bei höheren Temperaturen in kochsalzhaltigen Lösungen
geätzt werden, gehen Aluminiumionen in Lösung und hinterlassen
in der Folie kleine Aetzgruben, welche insgesamt eine
wesentliche Vergrösserung der Oberfläche und damit eine Kapazität serhöhung verursachen.
Ein anderes Verfahren, auf elektrochemischem Weg aufgerauhte Kathodenfolien zu erhalten, besteht darin, die Folien in
neutraler oder saurer, chloridhaltiger Lösung mit Wechselstrom
zu belastet».
Im weitern ist auch bekannt, Elektrodenfolien aus Aluminium rein chemisch mit einer Lösung, die Salzsäure und Aluminiumtrichlorid
enthält, zu ätzen. Die Verfahren beziehen sich aber auf raffiniertes Aluminium, eine Qualität, die nur für
Anodenfolie notwendig ist. Es werden entweder tiefe Aetztemperaturen vorgeschlagen, die eine zu langsame Reaktion bewirken,
oder es ist eine Nachbehandlung erforderlich.
Es ist offensichtlich, dass diese Verfahren zur Herstellung
von Kathodenfolien zu kostspielig sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf " einfache und wirtschaftliche Weise geätzte Al-Kathodenfolien
für Elektrolytkondensatoren, mit feiner Aetzstruktur und geringem Metallabtrag bei grosser wirksamer Oberfläche, herzustellen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die
Aluminiumfolien eine Reinheit von höchstens 99,8? aufweisen
und rein chemisch mit einer Lösung, die höchstens 50 g/l freie
HCl un'd mindestens 110 g/l AlCl enthält, bei einer Temperatur
von mindestens 80°C geätzt werden.
Vorzugsweise wird dabei zur Herstellung der Kathodenfolien Aluminium mit einer Reinheit von 98-99»5 % verwendet.
Uebernaschenderwe*se hat es sich gezeigt, dass solche Al-Folien
geringerer Reinheit eine bedeutend höhere Aufrauhung pro Zeiteinheit erlauben, wenn das erfindungsgemäss Verfahren
angewandt wird. Dennoch ergibt sich bei diesen Bedingungen eine' feine Aetzstruktur, welche für Anodenfolien ungeeignet
wäre, jedoch für Kathodenfolien, bei relativ geringem Metallabtrag, eine optimal hohe Oberflächenvergrösserung erzeugt.
Neben dem erreichten hohen Aufrauhungsgrad überrascht auch
die grosse Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Neben dem billigen Aluminium geringer Reinheit fällt die kurze Behandlungszeit
in der Säure, die dank der hohen Reaktionstemperatur und des geringen erforderlichen Metallabtrages möglich ist,
stark in Gewicht. Dies lässt bei Aetzmaschinen hohe Durchlaufgeschwindigkeiten zu.
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Bei rein chemischen Aetzverfahren sind, im Gegensatz zu elektrolytischen Verfahren, keine Gleichrichter und Stromzuführungswalzen
notvrendig, was die Konstruktion der Aetzmaschinen
wesentlich vereinfacht.
Elektrolytische Methoden haben im weitern den Nachteil, dass
sich, infolge der notwendigen hohen Aetzströme, zwischen Kontaktwalze
und Band Brandstellen ergeben, und deshalb die Maschinengeschwindigkeit durch den Uebergangswiderstand und
die Erwärmung des Bandes begrenzt wird.
.0,050" mm dicke Polienbänder aus 98,0 % reinem Aluminium wurden
einmal nach einem herkömmlichen elektrolytischen, und einmal dem erfindungsgemässen, rein chemischen Verfahren geätzt.
Die elektrolytisehe Aufrauhung wurde in einem Aetzelektrolyten
aus einer 20$ Kochsalzlösung durchgeführt, bei einer Badtemperatur
von 9Ö°C und einer Stromdichte von 1 A/cm·. Die Behandlungsdauer betrüg 30 Sekunden.
Die chemische Aufrauhung erfolgte in einem Elektrolyten mit
225- g/l AlCl, und 30 g/l freier Salzsäure, bei einer Badtemperatur
von 95°C. Die Behandlungsdauer betrug 16 Sekunden.
Nach diesen Aetzbehandlungen wurden die Folie in destilliertem Wasser gründlich gewaschen. Dann wurde die Zerreissfestigkeit
und die Kapazität der Folien bestimmt. Die Kapazitätsmessung erfolgt nach DIN kl 330. Die Resultate sind in der folgenden
Tabelle zusammengestellt:
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Kapazität QuF/cm ) O Volt 10 Volt
Zerreissfestigkeit
(kp/10mm Bandbreite)
hemische Aetzung
Elektrolytische Aetzung
Elektrolytische Aetzung
200 1*15
32
3,2 - 3,8 2,5 - 3,2
Die Tabelle zeigt, dass bei einer chemischen Aetzung wesentlich bessere elektrostatische und mechanische Vierte erreicht
werden als bei einer ,elektrolytischen, obwohl die Behandlungszeit im ersten Fall nur halb so gross ist.
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Claims (2)
- Patentansprüche■Verfahren zur Herstellung von geätzten Al-Kathodenfolien für Elektrolytkondensatoren, mit feiner Aetzstruktur und geringem Metallabtrag bei grosser wirksamer Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumfolien eine Reinheit von höchstens 99»8 % aufweisen und rein chemisch mit einer Lösung, die höchstens 50 g/l freier HCl und mindestens 110 g/l AlCl, enthält, bei einer Temperatur von mindestens 80 C geätzt werden.
- 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumfolien eine Reinheit von 98-99,5 % auf v/ei s en.4 0 9 β 8~6 / 0 5 7 6 original inspected
Applications Claiming Priority (1)
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1973
- 1973-07-09 CH CH994573A patent/CH578781A5/xx not_active IP Right Cessation
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