DE2549951A1 - Kondensator und verfahren zur herstellung des elektrolyten - Google Patents
Kondensator und verfahren zur herstellung des elektrolytenInfo
- Publication number
- DE2549951A1 DE2549951A1 DE19752549951 DE2549951A DE2549951A1 DE 2549951 A1 DE2549951 A1 DE 2549951A1 DE 19752549951 DE19752549951 DE 19752549951 DE 2549951 A DE2549951 A DE 2549951A DE 2549951 A1 DE2549951 A1 DE 2549951A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- acid
- electrolyte
- combination
- boric acid
- capacitor
- 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
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims description 49
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical group CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 96
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 28
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical class CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 18
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 16
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 claims description 12
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical group CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N picric acid Chemical compound OC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxotungsten Chemical compound O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.OP(O)(O)=O IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- JRNGUTKWMSBIBF-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2,3-diol Chemical compound C1=CC=C2C=C(O)C(O)=CC2=C1 JRNGUTKWMSBIBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- NXPPAOGUKPJVDI-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,2-diol Chemical compound C1=CC=CC2=C(O)C(O)=CC=C21 NXPPAOGUKPJVDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940113088 dimethylacetamide Drugs 0.000 claims 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WEKQCJWSKSCKHF-UHFFFAOYSA-N n-methylmethanamine;oxoborinic acid Chemical compound CNC.OB=O.OB=O.OB=O.OB=O.OB=O WEKQCJWSKSCKHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- OKEREBBQMXQCAJ-UHFFFAOYSA-N n-methylmethanamine;2,4,6-trinitrophenol Chemical compound CNC.OC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O OKEREBBQMXQCAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- PFTAWBLQPZVEMU-DZGCQCFKSA-N (+)-catechin Chemical compound C1([C@H]2OC3=CC(O)=CC(O)=C3C[C@@H]2O)=CC=C(O)C(O)=C1 PFTAWBLQPZVEMU-DZGCQCFKSA-N 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N butyl acetate Chemical compound CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ADRVNXBAWSRFAJ-UHFFFAOYSA-N catechin Natural products OC1Cc2cc(O)cc(O)c2OC1c3ccc(O)c(O)c3 ADRVNXBAWSRFAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000005487 catechin Nutrition 0.000 description 2
- 229950001002 cianidanol Drugs 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- KJIFKLIQANRMOU-UHFFFAOYSA-N oxidanium;4-methylbenzenesulfonate Chemical compound O.CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 KJIFKLIQANRMOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- UFBJCMHMOXMLKC-UHFFFAOYSA-N 2,4-dinitrophenol Chemical compound OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O UFBJCMHMOXMLKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PTNHUPJANGKQAM-UHFFFAOYSA-N 4-methylbenzenesulfonic acid;n-methylmethanamine Chemical compound CNC.CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 PTNHUPJANGKQAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-L catecholate(2-) Chemical compound [O-]C1=CC=CC=C1[O-] YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- -1 dimethylacetamide-picric acid Chemical compound 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- CCGKOQOJPYTBIH-UHFFFAOYSA-N ethenone Chemical compound C=C=O CCGKOQOJPYTBIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HWJHWSBFPPPIPD-UHFFFAOYSA-N ethoxyethane;propan-2-one Chemical compound CC(C)=O.CCOCC HWJHWSBFPPPIPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- AMLJWLYRONUCKO-UHFFFAOYSA-N n-(6-amino-5-iodopyridin-2-yl)acetamide Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(I)C(N)=N1 AMLJWLYRONUCKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJQAMHYHNCADNR-UHFFFAOYSA-N n-methylpropanamide Chemical compound CCC(=O)NC QJQAMHYHNCADNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DHRLEVQXOMLTIM-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxomolybdenum Chemical compound O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.OP(O)(O)=O DHRLEVQXOMLTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-M picrate anion Chemical compound [O-]C1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-N tributylamine Chemical compound CCCCN(CCCC)CCCC IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
PATENTANWALT
DIPL-ING.
HELMUT GÖRTZ
6 Frankfurt am Main 70
Schneckenhofstr. 27 - Tel. 617079
Schneckenhofstr. 27 - Tel. 617079
6. November 1975 Gzm/Ra.
Sprague Electric Company, North Adams, Massachusetts
Kondensator und Verfahren zur Herstellung des Elektrolyten
Die Erfindung betrifft Elektrolytkondensatoren, deren Elektroden mit einem spezifischen Elektrolyttyp in Kontakt stehen,
vor allem Aluminiumelektroden, die mit Salzen von Säuren, die vollständig reagieren, als Elektrolyte in Kontakt stehen.
Elektrolyte für Kondensatoren mit Aluminiumelektroden bestanden
für viele Jahre aus wässrigen Lösungen von Säuren. Ein anderer, dem Stand der Technik entsprechender Elektrolyt für Aluminiumelektrolytkondensatoren
ging aus der Reaktion von Borsäure, Salizylsäure oder einer anderen Säure mit einem Amid wie z.B.
Dimethylformamid, hervor. Für viele Aluminiumelektrolytkondensatoren war dies ein geeigneter Elektrolyt. Dieser Elektrolyt
ist jedoch auf die Verwendung einer niedrigen Spannung beschränkt, denn Kondensatoren, die diesen Elektrolyten enthalten,
sind bei hohen Spannungen nicht stabil, wenn sie längere Zeit benützt werden.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die erwähnten Nachteile
der Aluminiumelektrolytkondensatoren dadurch zu überwinden, daß saure' Verbindungen, die mit substituierten Amiden
reagierten, verwendet werden; diese eignen sich für den Gebrauch
S09820/0827
in einem weiten Temperaturbereich,und zwar über einen längeren
Zeitraum hinweg, ohne daß ungünstige oder schädliche Änderungen der elektrischen Eigenschaften eintreten.
Diese Erfindung beschreibt die Herstellung eines billigen Elektrolyten für Aluminiumelektrolytkondensatoren, bestehend
aus Dimethylammoniumsalzen; saure Verbindungen reagieren mit substituierten Amiden unter Bildung von Dimethylammoniumsalzen.
Dieser Elektrolyt besteht aus einem Gemisch, das aus der Reaktion von Dimethylformamid oder Dimethylacetamid mit einer
Säure, wie z,B. Salizylsäure, Borsäure und Pikrinsäure, hervorgeht.
Das Reaktionsgemisch, bestehend aus Dimethylformamid und einer Säure, die aus der erfindungsgemäßen Gruppe ausgewählt
wurde, besitzt einen niedrigen Widerstand und bleibt unbegrenzt lange stabil. Demgemäß bleibt ein Kondensator mit
diesem Reaktionsgemisch als Elektrolytsystem relativ lange unverändert durch das Altern der Einheit während einer ausgedehnten
Betriebsdauer.
Die vorliegende Erfindung beschreibt das neue Elektrolytsystem, d.h. das Reaktionsgemisch und die Verfahren zur Herstellung
dieses verbesserten Kondensatorelektrolyten.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels, das auf Fig. 1 dargestellt ist.
809820/0827
Figur 1 zeigt einen teilweise abgewickelten Kondensatorabschnitt
10 mit einer Anode 11 und einer Kathode 12. Die Anode 11 besteht
aus einer Aluminiumfolie und die Kathode 12 besteht aus einer Metallfolie. Die porösen Abstandhalter 13 und 14 bestehen
aus einem gegen elektrochemische Reaktionen inerten Material und sind mit dem erfindungsgemäßen Elektrolyten imprägniert.
Die Vorsprünge 15 und 16 bilden eine Vorrichtung zur Ausbildung einer Verbindung mit der Anode 11 und der
Kathode 12.
Der Kondensatorabschnitt kann in irgendeinem konventionellen Kondensatorbehälter untergebracht werden.
Figur 2 zeigt eine graphische Darstellung der Temperaturabhängigkeit
der Leitfähigkeit eines erfindungsgemäßen Elektrolyten.
Borsäure, Salizylsäure und andere Säuren erwiesen sich zusammen mit Dimethylformamid (DMF) als nützliche Kondensator-Elektrolytsysteme.
Mit den erfindungsgemäßen Salzen der Säuren ergibt sich ein bei"hohen Spannungen stabiler Kondensator, der einen
niedrigen Widerstand aufweist. Eine Gruppe von Säuren, die mit einem substituierten Amid zur Reaktion gebracht werden, ergeben
einen Elektrolyten, dessen Widerstand ungefähr 100 bis ungefähr 600 0hm-cm beträgt. Die erwähnte Gruppe von Säuren besteht aus
Salizylsäure, Borsäure, Phosphorwolframsäure und Kombinationen aus Borsäure mit Brenzcatechin oder einem Naphthalindiol.
Eire Säure, die in DMF auf 125°C erhitzt wird, ergibt in vorzüglicher
Ausbeute das Dimethylammoniumsalz. Wenn 0,05 Mol
609820/0827
Pikrinsäure in 100 ml DMF 24 Stunden lang auf 125 bis 13O0C
erhitzt wird, erhält man das Dimethylammoniumpikrat (Ausbeute 84 %; Schmelzpunkt 159 bis 1620C). Die Reaktion verläuft nicht
über eine vorherige Hydrolyse des DMF unter Bildung von Ameisensäure und Dimethylamin. Es bildet sich keine Ameisensäure,
und wenn die bei der Reaktion entweichenden Gase in eine Lösung von Phosphormolybdänsäure und Palladiumchlorid eingeleitet
werden, so zeigt die tiefblaue Farbe das Vorhandensein von Kohlenmonoxid an. Das Kohlenmonoxid wurde auch in einer Gasbürette
aufgefangen und durch VPC identifiziert.
In den folgenden Beispielen, welche die vorliegende Erfindung verdeutlichen, aber nicht beschränken, wird die Darstellung
des Reaktionsgemisches beschrieben. Der Reaktionsablauf wird durch Strukturformeln verdeutlicht.
Pikrinsäure
DMF
Pikratanion
Dimethylammonium- kation
Eine Lösung von 0,1 Mol p-Toluolsulfonsäuremonohydrat in
200 ml DMF hat bei Raumtemperatur einen Widerstand von 253 Ohm-cm und einen scheinbaren pH-Wert von 2,1. Nach 4 Stunden
609820/0827
bei 1250C fällt der Raumteraperaturwiderstand auf 137 Ohm-cm
und der scheinbare pH-Wert steigt auf 5»5. Abziehen des DMF im Vakuum und Kristallisation des Rohproduktes aus Aceton-Äther
ergab 19 g (87,6 % Ausbeute) Dimethylammonium p-toluolsulfonat
(Schmelzpunkt 76 bis 790C).
Die obige Reaktion wurde mit einer so schwachen Säure wie Borsäure
durchgeführt. Eine Lösung von Borsäure (30 g; 0,485 Mol) in DMF (300 ml) hat bei Raumtemperatur einen Widerstand von
11 000 0hm-cm und einen scheinbaren pH-Wert von 3,5. Nachdem 15 Stunden lang auf 1250C erhitzt worden war, tritt etwas
Niederschlagsbildung ein, aber die darüberstehende Flüssigkeit hat bei Raumtemperatur einen Widerstand von 1038 0hm-cm und
einen scheinbaren pH-Wert von 7,4. Nachdem abgekühlt worden war, um vollständig auszukristallisieren, erhielt man 18 g
(70 % Ausbeute) Dimethylammoniumpentaborat.
Analyse: berechnet für C2H12B5NO10; N: 5,30 %
gefunden: N: 5,74 %
Die Reaktion wurde durchgeführt mit einer Lösung von Salizylsäure (138 g; 1 Mol) und Borsäure (30,9 g; 0,5 Mol) in DMF
(750 ml). Nachdem über Nacht auf 1250C erhitzt und das DMF
im Vakuum abgezogen worden war, wurde Dimethylammoniumborodisalizylat (124 gjAusbeute 83,5 %) aus Aceton-Methanol-Äther
umkristallisiert (Schmelzpunkt 193 bis 1950C).
609820/0827
Ähnliche Reaktionen wurden in Dimethylace'tamid beobachtet. Wenn trockene Pikrinsäure (23 g; 0,1 Mol) in frisch destilliertem
Dimethylacetamid 24 Stunden lang auf 1270C erhitzt wurde,
konnten zwei Produkte isoliert werden, nämlich Dimethylammoniumpikrat
(11,6 g; Ausbeute 42,5 %) und der 1:1 Komplex aus Pikrinsäure und Dimethylacetamid (11,5 g* Ausbeute 36,3 %).
Dieser Komplex, der bei 62-64°C schmilzt, wurde schon früher beschrieben (V.F. Chesnokov und I.M. Bokhovkin, J. Gen.Chem.,
USSR, 39, 915 (1969). Er wurde unabhängig dargestellt und in quantitativer Ausbeute dadurch erhalten, daß Pikrinsäure in
einer gleichen Menge Dimethylacetamid gelöst, abgekühlt und Äther zugefügt wurde.
Ähnliche 1:1 Komplexe wurden auf diese Weise ebenfalls hergestellt:
aus Pikrinsäure und Dimethylformamid (Schmelzpunkt 45-460C); aus N-Methylpropionamid und Pikrinsäure (Schmelzpunkt
48-490C); und aus Dimethylacetamid und 2,4-Dinitrophenol
(Schmelzpunkt 62-640C).
Wenn eine Lösung des 1:1 Dimethylacetamid-Pikrinsäure-Komplexes
(5,0 g) in n-Butylalkohol (8 ml) 48 Stunden lang am Rückfluß
gekocht wurde, erhielt man Dimethylammoniumpikrat (Schmelzpunkt 158-161°C; 3,4 g; Ausbeute 91,9 %) und n-Butylacetat
(1,16 g; Ausbeute 63,3 %). In diesem Fall führt die Salzbildung
zur Bildung von Keten anstatt zu Kohlenmonoxid:
CH =
H = C=
609820/0827
Die Reaktionsgeraische dieser Erfindung ergeben Kondensatorelektrolyte,
die durch folgende Eigenschaften ausgezeichnet sind: geringer Leitfähigkeitsverlust bei niedriger Temperatur,
Stabilität bei längerer Einwirkung hoher Temperatur; geringer Leakage-Strom der daraus hergestellten Kondensatoren.
In den folgenden Beispielen werden erfindungsgemäße Elektrolyts beschrieben, die aus Lösungen von Dimethylammoniumsalzen in
DMF bestehen. Die beobachteten Charakteristika demonstrieren
|die Vorteile.
Beispiel 6
Phosphorwolframsäure
100 g DMF wurden zu 18 g Phosphorwolf ramsäure gegeben und das Gemisch wurde unter Erwärmen zur Reaktion gebracht; dabei
bildete sich eine Lösung eines Dimethylammoniumsalzes in DMF. Die folgenden Beobachtungsergebnisse dienen zur Veranschaulichung:
Reaktion | 250C | 0 | 25 | Ohm-cm 25 C | 125 | ρΉ | |
vor der | Stunden bei 1 | 125°C | 234 | 163 | 206 | 74,0 | 1,7 |
nach 2 | Stunden bei | 158 | 7,0 | ||||
nach 16 | -55 -40 | 156 | 7,0 | ||||
1090 592 | 85 | ||||||
Ohm-cm | 91,5 | ||||||
609820/0827
Fig. 2 zeigt die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes des erfindungsgemäßen Elektrolyten.
Lebensdauer von 12 Einheiten, 40 V bei 1250C, Durchschnittswerte:
Stunden | 315,7 | RC | __μΑ_ | 7 | |
0 | Stunden | 311,6 | 49 | 3,0 | Bordisalizylat |
500 | Stunden | 307,8 | 69 | 2,2 | |
1000 | Stunden | 307,7 | 72 | 1,9 | |
2000 | 75 | 1,29 | |||
Beispiel | |||||
5,3 g Salizylsäure und 1,22 g Borsäure werden in 100 g DMF
vermischt; die Mischung reagierte beim Erwärmen, wobei sich eine Lösung eines Dimethylammoniumsalzes in DMF bildete. Die
folgenden Beobachtungsergebnisse dienen zur Veranschaulichung:
vor der Reaktion bei 250C 238 1,9
0hm-cm pH >C
nach 2 Stunden bei 125°C 146 . 6,3
nach 2 Stunden bei 125°C 146 . 6,3
Lebensdauer von 5 Einheiten, 40 V bei 1250C, Durchschnittswerte:
uF | RC | "A | |
O Stunden | 314,9 | 56 | 3,0 |
500 Stunden | 311,4 | 77 | 2,2 |
1000 Stunden | 302,6 | 97 | 1,63 |
609820/0827
Beispiel 8 Dimethylammoniumborodisalizylat
6,58 g Dimethylammoniumborodisalizylat in DMF haben bei 250C
einen Widerstand von 136 Ohm-cm; der pH-Wert beträgt 9,1.
Das folgende dient zur Veranschaulichung: Lebensdauer von 11 Einheiten, 40 V bei 1250C, Durchschnittswerte:
Stunden | uF | RC | 1 | A | |
O | Stunden | 315,9 | 71 | 1 | ,9 |
'500 | Stunden | 308,9 | 67 | 1 | ,7 |
1000 | 308,2 | 59 | ,3 | ||
Beispiel 9 Bordisalizvlat
5 g Salizylsäure und 2,5 g Borsäure werden in 100 ml DMF miteinander
vermischt; beim Erwärmen reagierte die Mischung unter Bildung eines Produkts, das die folgenden bezeichnenden Resultate
ergab:
0hm-cm p_H
vor der Reaktion bei 25°C 229 1,9
nach 2 Stunden bei 1250C 149 6,5
nach 16 Stunden bei 1250C 149 6,5
Die Formierung der Aluminiumfolie in diesem Elektrolyten zeigt das folgende:
Maximale Formierungsspannung bei:
25°C " 168 V
125°C 168 V
125°C 168 V
609820/0827
- ίο -
5 g Salizylsäure und 2,5 g Borsäure werden in 100 ml Dime thy I-acetamid
miteinander vermischt; die Mischung reagierte beim Erwärmen unter Bildung eines Produkts, mit dem folgende Resultate
erzielt wurden:
vor der Reaktion bei 25°C nach 2 Stunden bei 125°C
nach 16 Stunden bei 125°C nach 32 Stunden bei 125°C
nach 16 Stunden bei 125°C nach 32 Stunden bei 125°C
Die Formierung der Aluminiumfolie in diesem Elektrolyten ergab folgendes:
Maximale Formierungsspannung bei:
250G 174 V
1250C 135 V
Beispiel 11 Borodibrenzcatechinat
Ohm-cm | EM |
267 | 3,1 |
211 | 3,9 |
186 | 5,1 |
181 | 9,1 |
4,24 g Brenzcatechin und 2,65 g Borsäure wurden in 100 g DMF vermischt; beim Erwärmen reagierte die Mischung unter Bildung
eines Produkts, mit dem folgende Resultate erhalten wurden:
0hm-cm pH
vor der Reaktion bei 25°C 2240 2,9
nach 2 Stunden bei 1250C 261 4,7
nach 16 Stunden bei 125°C 167 6,7
nach 34 Stunden bei 125°C 164 6,7
609820/0827
Die Formierung der Aluminiumfolie in diesem Elektrolyten ergab:
Maximale Formierungsspannung bei:
25°C | 152 | V |
125°C | 180 | V |
Beispiel | 12 |
Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Elektrolyten wurde Brenzcatechin in DMF aufgelöst; in der Lösung wurden folgende
Stoffe erhitzt:
DMF 79 g
Glykol 5 g
Borsäure 10 g
Catechin 0,26 g (0,00238 Mol)
Tributylamin 5,5 g (0,0298 Mol)
Es wurde festgestellt, daß dieser Elektrolyt anfangs einen Widerstand von 603 0hm-cm bei 250C hatte; die Leistungsfähigkeit
bezüglich der Spannung beträgt:
V max. 25°C Al-Folie (vorher ausgekocht): 440
unbehandelte Folie:. 406
V max. 125°C, ausgekochte Folie: 455
unbehandelte Folie: 450
Nach 16-ständigem Erhitzen auf 125°C sank der Widerstand auf
474 0hm-cm (bei 250C).
609820/0827
Die Leistungsfähigkeit bezüglich der Spannung beträgt:
V max. 250C Al-Folie (vorher ausgekocht): 485
unbehandelte Folie: 415
V max. 1250C, ausgekochte Folie: 455
unbehandelte Folie: 455
Beispiel 13 Boro-di-naphthalindiolat
I ————————
12,66 g Borsäure und 0,8 g 2,3-Naphthalindiol werden in 100 g
DMF gemischt; die Mischung wird über Nacht bei 125°C erhitzt. 6,33 g Glykol verdenhinzugefügt, um eine Lösung von Dimethylammoniumpentaborat
und Dimethylammoniumboro-di~naphthalindiolat im DMF-Glykol-System zu bilden. Die folgenden Resultate dienen
zur Verdeutlichung:
Widerstand nach 1000 Stunden bei 1250C = 650 Ohm-cm.
Lebensdauer von 7 Einheiten, 200 V bei 1250C, Durchschnittswerte:
uF RC pA
0 Stunden 28,92 39 7,6 1000 Stunden 28,88 40 5,6
Die Erwärmung bewirkte die Umwandlung in die Salze. Es ist ein Vorteil, daß das Erhitzen die Fähigkeit des Elektrolyten, die
unbehandelte Folie bei 250C zu formieren, nicht beeinträchtigt,
sondern etwas verbessert.
609820/0827
Man hat gefunden, daß die erfindungsgemäßen Salze unabhängig von den anderen Elektrölytkcmponenten, wie z.B. Glykol, hergestellt
werden können. Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Darstellung, die nicht in einem Elektrolytsystem durchgeführt
wird.
4 g Dimethylammoniumpentaborat wurden durch 16-stündiges
Erhitzen von Borsäure in DMF hergestellt; das Salz wurde isoliert. 0,33 g Dimethylammoniumboro-di-catechinat wurden
durch Erhitzen (über Nacht) einer Mischung von Borsäure und Catechin in DMF hergestellt; das Salz wurde isoliert.
Ein Elektrolytsystem wurde wie folgt zusammengestellt:
DMF | 79 g |
Glykol | 5 g |
Dimethylammonium- pentaborat |
4 g |
Dime thylammonium- boro-di-catechinat |
0,33 g |
Der daraus resultierende Elektrolyt wurde durch Erhitzen bei 125°C nicht beeinflußt und es bildeten sich keine neuen Salze.Der
Widerstand betrug sowohl vor als auch nach dem Erhitzen 525 Ohm-cm. Die Formierfähigkeit veränderte sich beim Erhitzen
nicht. Sowohl vor als auch nach dem 16-stündigen Erhitzen auf
125°C wurden folgende Resultate erhalten:
609820/0827
Die Formierung der Aluminiumfolie in dem Elektrolyten des Beispiels 14 ergab die folgenden Resultate:
V max. 25°C Al-Folie (vorher ausgekocht): 485
unbehandelte Folie: 465
V max. 1250C ausgekochte Folie: 472
unbehandelte Folie: 468
Weiterhin wurde festgestellt, daß die Eigenschaften dieses Elektrolyten durch die anfängliche Zugabe von 3 g Wasser nicht
signifikant verändert werden.
Die erfindungsgemäßen Elektrolytsysteme gewährleisten Stabilität gegen Veränderungen bei länger währendem Betrieb. Die Elektrolyte,
die nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, gewährleisten eine vorhersagbare Stabilität, denn sie
unterliegen keinen weiteren chemischen Veränderungen während des Gebrauchs in einem Elektrolytsystem eines Elektrolytkondensators.
Zudem führt diese Erfindung zu einem Kondensatorelektrolyten, der eine Säure und ein substituiertes Amid enthält
und während des Betriebs eine hohe Spannung aufrechterhält. Insbesondere ändert sich nicht während einer Zeitperiode der
Widerstand des neuartigen Elektrolytsystems.
Wie sich aus den obigen Daten ergibt, führen die hier angegebenen Ansätze zu Kondensatoren, deren verbesserte Qualitäten
und Eigenschaften diejenigen der bereits bekannten Geräte übertreffen, insbesondere was die Stabilität bei hoher Spannung
betrifft.
609820/0827
Claims (11)
- - 15 PatentansprücheM. Elektrischer Kondensator, bestehend aus einem Kondensator- ^-^gehäuse, einem Kapazitätsabschnitt innerhalb des Gehäuses, wobei dieser Abschnitt wenigstens ein Paar voneinander getrennte Elektroden enthält, von denen eine mit einem dielektrischen Film bedeckt ist, einem Elektrolyten in Kontakt mit den Elektroden, der im wesentlichen aus einem Lösungsmittel und einem gelösten Stoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus einer flüssigen Mischung eines substituierten Amids und einer Säure hergestellt wird, die aus der Gruppe Phosphorwolframsäure (1), einer Kombination von Salizylsäure und Borsäure (2), einer Kombination von Brenzcatechin und Borsäure (3) und einer Kombination von 2,3-Naphthalindiol und Borsäure (4) ausgewählt wird, das Reaktionsgemisch wenigstens zwei Stunden lang bei 1250C zur Reaktion gebracht wird und der Elektrolyt einen niedrigen Widerstand aufweist.
- 2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand ungefähr 100 bis 600 Ohm-cm bei 1250C beträgt.
- 3. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das substituierte Amid Dimethylformamid ist.
- 4. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das substituierte Amid Dimethy!acetamid ist.609820/0827
- 5. Ein für einen Elektrolytkondensator bestimmter Elektrolyt, gekennzeichnet durch eine flüssige Mischung eines substituierten Amids und einer Säure, die ausgewählt wird aus der Gruppe Phosphorwolframsäure (1), eine Kombination von Salizylsäure und Borsäure (2), eine Kombination von Brenzcatechin und Borsäure (3) und eine Kombination von Borsäure und einem Naphthalindiol, das Gemisch des Amids und der Säure wird wenigstens zwei Stunden lang bei 125°C zur Reaktion gebracht und der Elektrolyt hat einen Widerstand von ungefähr 100 bis ungefähr 600 Ohm-cm.
- 6. Elektrolyt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das substituierte Amid Dimethylformamid ist.
- 7. Elektrolyt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das substituierte Amid Dimethylacetamid ist.
- 8. Verfahren zur Herstellung eines verbesserten aufgelösten Stoffes für einen Elektrolytkondensator mit einem Elektrolyten, der in Kontakt mit den Kondensatorelektroden steht, dadurch gekennzeichnet, daß ein substituiertes Amid vermischt wird mit einer Säure aus der Gruppe Pikrinsäure, Phosphorwolframsäure, eine Kombination von Salizylsäure und Borsäure, eine Kombination von Brenzcatechin und Borsäure und eine Kombination von 2,3-Naphthalindiol und Borsäure, das Gemisch wird solange erhitzt, bis das für den Elektrolyten bestimmte Dimethylammoniumsalz entsteht.609820/0827
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das substituierte Amid Dimethylformamid ist.
- 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das substituierte Amid Dimethylacetamid ist.
- 11. Verfahren zur in situ Herstellung eines Dirnethylammoniumsalzes für einen Elektrolyten, der in einem Aluminiumelektrolytkondensator temperaturstabil ist, gekennzeichnet durch eine flüssige Mischung eines substituierten Amids und einer Säure aus der Gruppe Phosphorwolframsäure (1), eine Kombination von Salizylsäure und Borsäure (2), eine Kombination von Brenzcatechin und Borsäure (3) und eine Kombination von 2,3-Naphthalindiol und Borsäure (4), das Gemisch wird bei 125°C wenigstens zwei Stunden lang zur Reaktion gebracht, der das Dimethylammoniumsalz enthaltende Elektrolyt hat einen Widerstand von ungefähr 100 bis ungefähr 600 0hm-cm.803820/0827Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US522361A US3909682A (en) | 1974-11-08 | 1974-11-08 | Capacitor and electrolyte |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2549951A1 true DE2549951A1 (de) | 1976-05-13 |
Family
ID=24080554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752549951 Ceased DE2549951A1 (de) | 1974-11-08 | 1975-11-07 | Kondensator und verfahren zur herstellung des elektrolyten |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3909682A (de) |
JP (1) | JPS5813018B2 (de) |
CA (1) | CA996738A (de) |
DE (1) | DE2549951A1 (de) |
GB (1) | GB1492287A (de) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4245278A (en) * | 1979-03-21 | 1981-01-13 | Sprague Electric Company | Electrolytic capacitor containing a metatungstate electrolyte |
NL8006997A (nl) * | 1980-12-23 | 1982-07-16 | Philips Nv | Electrolytische condensator. |
US4377692A (en) * | 1981-07-24 | 1983-03-22 | Sprague Electric Company | Anomalous salts of dibasic acids |
US4399489A (en) * | 1982-03-25 | 1983-08-16 | Sprague Electric Company | High temperature electrolytic capacitor |
JPS60244016A (ja) * | 1984-05-17 | 1985-12-03 | エルナ−株式会社 | 電解コンデンサ駆動用電解液 |
US4975806A (en) * | 1989-05-17 | 1990-12-04 | Aerovox M | Electrolytic capacitor and electrolyte therefore |
WO2021095815A1 (ja) * | 2019-11-15 | 2021-05-20 | 富山薬品工業株式会社 | 電解コンデンサ用の電解液及び電解コンデンサ |
CN113161152B (zh) * | 2021-04-13 | 2023-04-07 | 新疆众和股份有限公司 | 一种铝电解电容器阳极箔中磷酸根的浸取和检测方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4876055A (de) * | 1972-01-17 | 1973-10-13 |
-
1974
- 1974-11-08 US US522361A patent/US3909682A/en not_active Expired - Lifetime
-
1975
- 1975-11-05 CA CA239,084A patent/CA996738A/en not_active Expired
- 1975-11-06 GB GB46114/75A patent/GB1492287A/en not_active Expired
- 1975-11-07 DE DE19752549951 patent/DE2549951A1/de not_active Ceased
- 1975-11-08 JP JP50134613A patent/JPS5813018B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5813018B2 (ja) | 1983-03-11 |
CA996738A (en) | 1976-09-14 |
JPS5169161A (de) | 1976-06-15 |
US3909682A (en) | 1975-09-30 |
GB1492287A (en) | 1977-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2639121C3 (de) | Galvanisches Element und Verfahren zur Herstellung eines Elektrolytsalzes für dieses Element | |
DE2901303C2 (de) | Festes Ionenleitermaterial, seine Verwendung und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE2516172C3 (de) | Elektrisch leitfähige Masse | |
DE2209095B2 (de) | Elektrolyt fuer elektrolytkondensatoren | |
DE1904700A1 (de) | Elektrische Kondensatoren | |
DE2549951A1 (de) | Kondensator und verfahren zur herstellung des elektrolyten | |
DE19925845A1 (de) | Verfahren und Elektrolyt zum Anodisieren von Ventilmetallen | |
DE2118435A1 (de) | ||
DE2044025A1 (de) | Selbstdepolansierender Kondensator elektrolyt Kondensator mit einem derartigen Elektrolyt sowie Verfahren zur Herstellung und Verwendung derartiger Kondensatoren | |
DE2836316A1 (de) | Verfahren zur herstellung von keramikteilen mittels elektrophorese | |
DE3511703C2 (de) | ||
DE2705681A1 (de) | Verfahren zum herstellen von beta'' -al tief 2 o tief 3 | |
DE3005207C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Phosphor-dotierten Alkalimetall-Erdsäuremetall-Doppelfluorides und dessen Verwendung | |
DE1291834B (de) | Verfahren zum elektrochemischen Aufrauhen von Schwermetallkoerpern fuer deren Verwendung als Elektroden in Elektrolytkondensatoren | |
DE3634987A1 (de) | Kondensator mit festem elektrolyt | |
US2165090A (en) | Resinous compositions and capacitors containing the same | |
DE1263932B (de) | Elektrolyt fuer Elektrolytkondensatoren mit mindestens einer Aluminiumelektrode | |
EP0019226A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von N-alpha-Alkoxy-ethyl-carbonsäureamiden | |
DE2238463A1 (de) | Betriebselektrolyt fuer elektrolytkondensatoren | |
DE1614596C (de) | Elektrolyt fur Elektrolytkondensatoren mit Aluminiumelektroden | |
DE1221728B (de) | Elektrolyt mit fuer tiefe Temperaturen verbesserter Leitfaehigkeit fuer Elektrolytkondensatoren mit Aluminiumelektroden | |
DE1805951A1 (de) | Elektrolyt fuer Elektrolytkondensatoren | |
DE1900522C (de) | Verfahren zur Herstellung eines Elektrolyten fur einen Elektrolytkondensa tor | |
DE1614166B1 (de) | Elektrolytkondensator | |
EP1425768A1 (de) | Elektrolytlösung für kondensatoren und ein elektrolytkondensator mit der elektrolytlösung sowie dessen verwendung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
8131 | Rejection |