DE3236095A1 - Aluminium-elektrolytkondensator - Google Patents
Aluminium-elektrolytkondensatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Aluminium-Elektrolytkondensator, der einen Elektrolyten enthält, der einen
Kondensatorbetrieb bei 13O°C und 200 V-GIeichspannung oder
darüber erlaubt.
5 Elektrolyte für bekannte Aluminium-Elektrolytkondensatoren, die bei Spannungen von 200 V oder höher
arbeiten, enthalten üblicherweise meistens Salze der
ι
Borsäure oder Borsäurederivate in Äthylenglykol. Die
maximale Betriebstemperatur für ein solches Elektrolyt-10 system ist geringer als 100°C und liegt normalerweise
zwischen 65 und 85°C. Die Temperaturbegrenzung ist durch
die schnelle Reaktion von Glykol mit Borsäure und anderen Boratarten bedingt, um polymere Glykolborate und Wasser
bei etwa 100°C zu bilden. Die minimale Betriebstemperatur in solch einem System liegt über -200C, da Glykol bei
-17,4°C erstarrt.
Der effektive Betriebsbereich von Elektrolytkondensatoren ist bekanntlich nach beiden Richtungen erweitert
worden, indem das Glyko!lösungsmittel durch
20 Ν,Ν-Dimethylformamid (DMF) ersetzt wurde, welches einen
Siedepunkt von 153°C und einen Gefrierpunkt von -610C hat.
DMF ist jedoch ein sehr aggressives Lösungsmittel, das die
; meisten Baustoffe angreift. Während das widerstandsfähigste Material zum Abdichten von Dichtungen und 0-Ringen
Butylgummi ist, tritt DMF durch einen Butylgummiverschluß
, mit einer Geschwindigkeit hindurch, die mit steigender
Temperatur zunimmt und die die Haltbarkeit des Kondensators begrenzt, da ein Kondensator nicht angemessen funktionieren
wird, wenn der Elektrolyt die Hälfte seines Lösungsmittels verliert. Dieser kontinuierliche langsame Verlust von DMF
bringt auch eine neue Schwierigkeit mit sich, insbesondere dann, wenn der Kondensator in einem begrenzten Raum arbeitet,
weil der Flammpunkt von DMF nur bei 670G liegt.
Im Gegensatz dazu ist Glykol, das einen Siedepunkt von 197»20C und einen Flammpunkt von 1160C hat,
ein weitaus sicheres Material und leichter einzuschließen, wobei seine Durchlaßgeschwindigkeiten sowohl durch
Butylgummi als auch durch Äthylenpropylengummi CÄPG)
vernachlässigbar klein sind.
In jetzigen Stromliefereinrichtungen ist es wünschenswert, einen Elektrolytkondensator zu haben, der
bei 200 V-GIeichspannung arbeitet, jedoch in der Lage ist, auf dieser Gleichspannung genügend V/echselstrom-Brummspannung
zu überlagern und dabei die Innentemperatur auf
120 bis 125°G bei einer Umgebungstemperatur von 850C zu
erhöhen. Ein Elektrolytkondensator, der kontinuierlich bei 200 Volt-Gleichspannung bei einer Umgebungstemperatur
von 13O0C arbeiten könnte, würde den genannten Hochtemperaturanforderungen
entsprechen.
Die Tieftemperatur-Anforderungen sind viel weniger streng. Es ist wahrscheinlich, daß mehr als 90$ den Anforderungen
durch einen Kondensator entsprechen würde, der 50$ seiner Kapazität bei -400C und 70$ bei seiner
Kapazität bei - 200C zurückbehält. Den Anforderungen kann
mit einigen gelösten Stoffen mit einem Elektrolyten entsprochen werden, in welchem Glykol das einzige Lösungsmittel
(,mit Ausnahme von Wasser) war und damit sicherlich
auch für einen Elektrolyten zutreffen würde, in welchem Glykol mit einem passenden Mitlösungsmittel gemischt war.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektrolytkondensator zu entwickeln, der kontinuierlich
bei 200 V-Gleichspannung oder höher bei einer Umgebungstemperatur von 130°C arbeitet und dabei hinreichende
Tieftemperatureigenschaften liefert. Der gelöste Stoff
kann jedoch kein Borat sein, da Borate mit Glykol reagieren. Der gelöste Stoff muß daher chemisch weder
mit Glykol noch mit einem anderen verwendeten Mitlösungsmittel reagieren.
Außerdem muß der gelöste Stoff eine ausgezeichnete Stabilität bei der Betriebstemperatur von 1300C
und eine gute Stabilität bei etwas höheren Temperaturen haben. Eine Temperatur von 150°C wurde daher für das
Aussondern (.screening purposes) gewählt, wobei die Zu-
10 nähme des spezifischen Widerstandes weniger als 25$
nach 1 000 Stunden bei 1500C sein muß.
Die Hauptursache für die Zunahme des spezifischen Widerstandes liegt, insbesondere, wenn der gelöste
Stoff ein Ammonium- oder ein substituiertes Ammoniumsalz einer ein- oder zweibasigen Carbonsäure ist, in einer
Amidbildung, die das leitende in ein nichtleitendes Salz umwandelt. Diese Reaktion zeigt sich selbst im allgemeinen
deutlich durch eine Zunahme im spezifischen Widerstand des Elektrolyten. Die Amidbildung erfolgt am
leichtesten mit Ammoniumsalzen. Die Reaktion läuft schneller mit Salzen von primären als mit Salzen von sekundären
Aminen ab. Die Reaktion kann selbst mit Salzen von tertiären Aminen ablaufen, obwohl dies schwieriger ist, da
jetzt die Amidbildung die Spaltung einer Kohlenstoff-
25 Stickstoffbindung verlangt.
Eine weitere mögliche Abbau-Reaktion ist die Ketonbildung. Diese Reaktion ist für die Bildung von
Cc- bis C7-Ketonen wahrscheinlich, d.h. mit Salzen von
Adipin-, Pimelin- und Suberinsäuren, ist aber von geringer Konsequenz für die höheren zweiblasigen Säuren.
Elektrolyse, in welchen die gelösten Stoffe Aminsalze
von Dodekandisäure (,dodecanedioic acid) sind, entsprechen
den genannten Anforderungen. Das Diammoniumsalz der Dodekandisäure ist im japanischen Patent 52-85356
offenbart worden, wonach eine Lösung dieses Salzes in Glykolwasser in Kondensatoren bei 85°C ausreichend ist.
Dodekandisäure kann sowohl Mono- wie auch Di-Salze mit Aminen bilden, jedoch werden die Monoaminsalze als geeigneter
angesehen. Der isoelektrische Punkt, d.h. der Punkt der chemischen Stabilität und die Minimallöslichkeit
für Aluminiumoxid liegt bei pH 5,5. Daher wird ein leicht saurer gelöster Stoff (d.h. ein Monosalz) das dielektrische
Aluminiumoxid weniger angreifen als ein leicht basischer gelöster Stoff (d.h. ein Di-Salz). Diese Betrachtung
ist von vorherrschender Wichtigkeit bei Temperaturen bis 15O0C.
Der erfindungsgemäße Aluminium-Elektrolytkondensator hat daher einen Elektrolyten aus einem Monosalz der
Dodekandisäure und einem tertiären Amin oder einem Dipropylamin als gelösten Stoff, als Lösungsmittel Wasser
und eine Mischung von Äthylenglykol und N-Methy1-2-pyrrolidin.
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den TJnteransprüchen.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Hinv/eis auf die beigefügte Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen
Pig. 1 einen Wickelkondensatorabschnitt, der teilweise abgewickelt ist;
Pig. 2 einen Querschnitt eines vervollständigten Kondensators, der einen Wickelabschnitt enthält und
Pig. 3 den Vergleich des spezifischen Widerstandes von Mono (N-Äthyl-PiperidiniunOdodekandioat in
zwei verschiedenen Lösungsmischungen.
Im allgemeinen arbeitet der erfindungsgemäße Aluminium-Elektrolytkondensator kontinuierlich bei 13O°C
und 200 Y-Gleichspannung oder darüber bei Verwendung
eines Elektrolyten, der ein Monosalz der Dodekandisäure und ein Dipropylamin oder tertiäres Amin als Gelöstes
in einem Lösungsmittel von Wasser und in einer Mischung von Äthylenglykol und N-Methyl-2-pyrrolidin hat. Die
bevorzugten Monosalze sind Di-n-Propylammonium, Diisopropylammonium,
Trimethylammonium, Triäthylammonium und
M-Äthylpiperidinium.
Monosalze von Dodekandisäure mit primären Aminen waren zu instabil, um bei den erforderlichen Temperaturen
eingesetzt zu werden, da Lösungen von diesen schnell im spezifischen Widerstand bei über 1000C zunahmen. Die
meisten der Aminsalze waren auch ausreichend unlöslich in Glykol, so daß ein Colösungsmittel erforderlich war.
In gleicher Weise waren Salze mit sekundären Aminen, mit den bemerkenswerten Ausnahmen von Mono-(Di-n-Propylammonium)
salz und von Mono-(Diisopropylammonium)salz,
entweder unbefriedigend oder lagen an der Grenze in Bezug auf Stabilität oder auf andere Elektrolyteigenschaften.
Die Wahl eines Colösungsmittels für Glykol ist kritisch. Das gewählte Lösungsmittel muß nämlich einen
Siedepunkt und einen Flammpunkt derart haben, daß die Entflammbarkeit der Mischung nicht erheblich erhöht und
die Dampfdurchlässigkeit der Mischung durch Kondensatorverschlüsse nicht erheblich größer als die beobachtete
mit Glykol allein sein wird. Glykol ist ein protisches Lösungsmittel, das sowohl als Wasserstoffdonator als auch
als Wasserstoffakzeptor in der Wasserstoffbindung arbeiten kann. Seine Primärrolle in der Wasserstoffbindung
und in der Solvatierung und Löslichkeit eines Salzes liegt jedoch in seiner Kapazität als Wasserstoffdonator
in der Wasserstoffbindung. Um die Löslichkeit der Salze zu erhöhen und die Leitfähigkeit in dem
Mischungslösungssystem zu maximieren, muß das Colösungsmittel unterschiedlich, d.h. ein aprotisches Lösungsmittel
sein, das nur als Wasserstoffakzeptor in der Wasserstoffbindung funktionieren kann und besonders
effektiv im Auflösen des Kationenanteils des Salzes ist.
Während DMF die letztere Anforderung erfüllt, ist dies jedoch aus den angegebenen Gründen nicht wünschenswert.
Alle Anforderungen werden aber durch Zusatz von N-Methyl-2-pyrrolidin (NMP) zu Glykol erfüllt. Dieses
aprotische Lösungsmittel hat einen Siedepunkt von 2O2°C,
einen Flammmpunkt von 950C und eine autogene Zündtemperatür
von 3460C. Wie nachfolgend gezeigt wird, erhöht
dieses Lösungsmittel die Eigenschaften von Glykol und führt zu größeren Salzlöslichkeiten und Lösungen mit einer
höheren Leitfähigkeit.
Fig. 1 zeigt einen Wickelkondensatorabschnitt mit einer Anodenfolie 11 aus Aluminium, die an ihrer
Oberfläche eine Isolieroxidsperrschicht aufweist. Eine Kathodenfolie 13 besteht auch aus Aluminium. Elektrolytabsorptionslagen
12 und 14, die bevorzugt aus Papier bestehen, sind zwischen der Anodenfolie 11 und der
Kathodenfolie 13 angeordnet und mit diesen gewickelt.
Streifen 15 und 16 sind jeweils an den Elektroden 11 und
13 angeschlossen, um eine Verbindung der Elektroden zu
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den Zuleitungen vorzusehen. Wenn der Abschnitt 10 vollständig gewickelt ist, wird er mit einem nicht gezeigten
Elektrolyten der Erfindung imprägniert.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt eines fertigen Axialkondensators, bei dem der Kathodenstreifen 16 des
Kondensatorabschnittes 10 am Teil 17 des in einer Buchse 19 angeordneten Einsatzes 18 und bei 20 an einer
Anodenzuleitung 21 angeschweißt ist. Ein nicht gezeigter Elektrolyt der Erfindung imprägniert den Abschnitt
10.
Der Elektrolyt in den Kondensatoren von Fig. 1 und 2 ist eine Lösung von Ä* thylenglykol, N-Methyl-2-pyrrolidin,
Wasser und ein Monosalz der Dodekandisäure
mit einem Dipropylamin oder einem tertiären Amin. Die folgenden Ausführungsbeispiele zeigen die Nützlichkeit
dieser Elektrolyte.
Es war unerwartet und nicht voraussehbar, daß im Gegensatz zu früherer Erfahrung mit anderen Dicarbonsäuren,
jedes mit Dodekandisäure ausprobierte tertiäre Amin Ergebnisse lieferte, die mit der Aufgabenstellung
der Erfindung im Einklang standen.
Ein typischer Ansatz mit dem tertiären Aminsalz Trimethylammonium-Wasserstoffdodekandioat setzt sich wie
folgt zusammen:
Tabelle 1a | Ansatz | Gew.-% |
Dodekandisäure Trimethylamin Glykol |
8,83 2,26 42,52 |
|
39, | 60 |
6, | 79 |
707 | |
461 |
- 10 -
Ansatz Gew.-%
NMP
Wasser 5 Ohm-cm, 25°C
V , 25°C max
Nach 2063 Stunden bei 125°C nahm der spezifische Widerstand des Elektrolyten um 16% auf 821 Ohm-cm zu und
nach 2063 Stunden bei 150°C erhöhte sich der spezifische Widerstand um 20,9% auf 866 Ohm-cm. Bei beiden Temperaturen
traten alle Änderungen in den ersten 70 Stunden auf.
Mit Triäthylammonium-Wasserstoffdodekandioat, das
ebenfalls in situ hergestellt wurde, wie auch alle anderen tertiären Aminsalze, waren die in Tabelle 1b gezeigten
Ansätze einem Test in der abgedichteten Proberöhre ausgesondert (screened). Mach 1 674 Stunden bei 125°C in einem
abgedichteten Rohr, nahm der Ansatz A um 11$ auf 933 Ohm-cm
zu. Nach 1674 Stunden bei 150°C war die Zunahme im
spezifischen Widerstand im wesentlichen die gleiche bei 930 Ohm-cm. Nach 2417 Stunden in einem abgedichteten
Rohr erhöhte sich der spezifische Widerstand für Ansatz C um 16,9% auf 1493 Ohm-cm. Nach 2282 Stunden bei 150°C
nahm der Wert für den spezifischen Widerstand in Ansatz D um 9,2% auf 1494 Ohm-cm zu.
Außerdem hatte der Ansatz E einen spezifischen Widerstand von 112 Ohm-cm bei 1050C, ein V von 440 bis
max
450 V bei 105°C und ein V von 435 bis 445 V bei 125°C.
max
Elektrolyte, in welchen der gelöste Stoff ein
N-Äthylpiperidinium-Wasserstoffdodekan dioat ist, gehören
zu den bevorzugten Ausführungsformen wie auch einige der
■■'· ·■■ ■■■" ■·' ■ : 3235095
vielen untersuchten, in Tabelle 1c angegebenen Ansätze.
Ansatz A in dieser Tabelle zeigte eine Zunahme im spezifischen Widerstand um 5,9% auf 947 Ohm-cm nach
311 Stunden bei 15O0C. Nach 650 Stunden gab es nur noch
eine leichte Zunahme im spezifischen Widerstand auf 958 Ohm-cm. Ansatz I zeigte überhaupt keine Änderungen im
spezifischen Widerstand nach 2282 Stunden bei 15O°C, was
den Vorteil durch Rücklauf (refluxing) für 24 Stunden als eine Vorbehandlung demonstriert; aber selbst ohne
eine solche Vorbehandlung nahm der spezifische Widerstand um weniger als 25% nach 1000 Stunden bei 150°C zu.
A | Έ | C | 19 | 24 | D | Tabelle 1 | F | b | I | 2 | G | H | 02 | 6 | I | J | K | 58 | 5 | |
Ansatz(Gew.-%) | 15,79 | 18, | 26, | 63 | 11 | ,85 | E | 4, | 1 | ,58 | 11, | 62 | 2 | ,11 | 2, | 3, | 57 | |||
Dodekandisäure | 6,99 | 7, | 11, | 07 | 16 | ,04 | 18,29 | 2, | 87 | 24 | ,12 | 4, | 64 | 46 | ,56 | 1, | 1, | 92 | ||
Triäthylamin | 37,81 | 39, | 10, | 63 | 44 | ,22 | 8,05 | 23, | 12 | 69 | ,62 | 41, | 92 | 43 | ,13 | 37, | 47, | 76 | ||
Glykol | 35,31 | 33, | 47, | 48 | 2 | ,91 | 35,16 | 65, | 24 | 2 | ,44 | 38, | 79 | 2 | ,10 | 56, | 44, | 17 | ||
NMP | 4,10 | 5, | 4, | 1277 | ,98 | 32,66 | 4, | 55 | 21 | ,24 | 3, | ,10 | 2, | 2, | 1607 | |||||
Wasser | 839 | 470 | 1368* | 5,84 | 23 | 66 | 903 | 1254 | ,55 | 51 | ||||||||||
Ohm-cm, 250C | 472 | J | 752 | 1448 | - | - | ,11 | |||||||||||||
V , 250C max' |
,22 | - | 440 | - | ,19 | |||||||||||||||
-98 | ,93 | |||||||||||||||||||
,91 | ,17 | |||||||||||||||||||
,07 | 1972 | |||||||||||||||||||
,82 | 555 | |||||||||||||||||||
782 | ||||||||||||||||||||
460 | ||||||||||||||||||||
* Vorstabilisiert durch Rücklauf für 24 Stunden.
A | E | C | D | 9 | 5 | Tabelle 1c | F | G | : | 17 | H | I | 18 | J | |
Ansatz(Gew.-%) | 19,15 | 2, | 2, | 4, | 4 | E | 2,6 | 16,30 | 8 | ,54 | 15,30 | 9 | ,97 | ||
Dodekandisäure | 9,35 | 1, | 1, | 2, | 5 | 4,9 | 1,3 | 7,99 | 62 | ,60 | 7,55 | 67 | ,30 | ||
N-Äthyl- piperidin |
31,78 | 17, | 74, | 17, | 4 | 2,4 | 35,3 | 58,10 | 7 | ,52 | 54,71 | ,61 | |||
NMP | 34,69 | 73, | 17, | 70, | 8 | 71,2 | 53,3 | 14,07 | 3 | ,53 | 18,57 | 4 | - | ||
Glykol | 4,99 | 4, | 4, | 4, | 1562 | 16,6 | 4,5 | 3,54 | ,81 | 3,87 | ,11 | ||||
Wasser | 894* | 51 | 4,9 | 2166 | 1322 | 1676 | 1528* | 2679 | |||||||
Ohm-cm, 250C | 460 | $ | 1938 | 538 | 488 | 510 | |||||||||
Vmax' 25°C | ,6 | ,6 | 540 | - | - | ||||||||||
r3 | ,2 | ||||||||||||||
,9 | ,1 | ||||||||||||||
,8 | ,6 | ||||||||||||||
,4 | ,5 | ||||||||||||||
2584 | 2846 | ||||||||||||||
560 | 580 | ||||||||||||||
* Vorstabilisiert durch Rücklauf für 24 Stunden.
•CO •cn ο
<ο cn
- 13 -
Beispiel 2
Elektrolyte mit N-Äthylpiperidinium-Wasserstoffdodekandioat
als Gelöstes können tenutzt werden, um eine systematische Anzeige der Lösungseffekte aufgrund der
Änderung des Verhältnisses von NMP zu Glykol vorzusehen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2a und Fig. 3 gezeigt. Es
sollte bemerkt werden, daß die erhöhten Leitfähigkeiten für alle Lösungsmischungen in Vergleich mit einem der
beiden reinen Lösungsmittel erhalten wurden, und zwar trotz der Tatsache, daß die beiden Lösungsmittel sehr
ähnliche Eigenschaften mit Einschluß selbst der Dielektrizitätskonstanten (37 für Glykol und 32 für NMP) haben.
Es sollte betont werden, daß derartige symbiotische Zwischenreaktionen sich nicht aus dem Gebrauch der beiden
Lösungsmittel des gleichen Wasserstoffbindungstyps ergeben, d.h. aus N-Methyl-2-pyrrolidin (NMP) und Butyrolacton
(BLO). Die Wirkungen bei Einsatz von Mischungen dieser beiden Lösungsmittel sind in Tabelle 2b und Fig.
gezeigt.
In Fig. 3 stellt die ausgezogene Linie einen
Graphen der in Tabelle 2a angegebenen Daten dar. Die gestrichelte Linie ist ein Graph, der aus den Daten in
Tabelle 2b erhalten wurde. Beide Graphen zeigen eindeutig den Unterschied zwischen den eingesetzten Lösungsmitteln
mit unterschiedlichen Wasserstoffbindungstypen (ausgezogene Linie) und dem gleichen Wassersstoffbindungstyp
(gestrichelte Linie).
Jede Lösung in den Tabellen 2a und 2b enthalten als Gelöstes N-Äthylpiperidinium-Wasserstoffdodekandioat,das
aus 0,67 g (0,0029 mol) Dodekandisäure, 0,33 g (0,0029 mol)
N-Äthylpiperidin und 0,5 ml Wasser gewonnen wurde.
vorteilhaft erwies. Die Kondensatoren wurden bei 400 V
für 1 Stunde, bei 450 V für 1 Stunde und bei 475 V für 2 Stunden gealtert, und zwar alle bei 850C auf 50 JcSi
Schalttafeln. Die Kurzschlüsse stellen das Verhältnis der Zahl von kurzgeschlossenen Einheiten zur Gesamtzahl
der geprüften Einheiten dar. Tabelle 4a gibt die Elektrolytansätze, die spezifischen Widerstände in
Ohm-cm bei 25°C undjV bei 250C an. In Tabelle 4b sind
~ max
die Prüfergebnisse der Kondensatoren angegeben.
A | I | 50 | Tabelle 4a | 5O | A | 1/10 | V | C | D | Gleichstromverlust | 2 | V | μΑ | |
Ansatz | (g) 27,5 | 500 | B | 500 | B | 1/10 | SV* μΑ | 40 | 40 | 4 | SV* | 1 | ||
Dodekandisäure | (g) 25,3 | 500 | 27,5 | 500 | C | 0/10 1 | 94,3 | - | - | 5 | 43, | 6 | ||
Diisopropylamin | - | 25,3 | 2,4 | D | 0/10 | 28,1 | 17,5 | 17,5 | 3 | 37, | 8 | |||
Triäthylamin (g] | 1528 | - | 1425 | * Durchschnittl. | 13,6 | 48 | 48 | 64, | 2 | |||||
Wasser (ml) | 510 | 520 | 23,9 | 4 2Ο | 420 | 51, | ||||||||
Glykol (ml) | Tabelle | 700 | 700 | |||||||||||
NMP (ml) | IO U-F - 450 | - | 2,63 | |||||||||||
Phosphat (g) | Kurzschi. G | 1737 | 1630 | |||||||||||
Ohm-cm | 530 | 530 | ||||||||||||
max | 4b | |||||||||||||
20 uF | - 450 | |||||||||||||
Ansatz 1 | Kurzschi. G | |||||||||||||
1/1 | ||||||||||||||
0/1 | ||||||||||||||
3/1 | ||||||||||||||
0/1 | ||||||||||||||
Das Phosphat ist vorteilhaft, soweit es sich um Leckstrom handelt, aber nicht notwendig zum Betrieb bei
Hochspannungen, wie es im Adipinatelektrolyten der gleichzeitig erfolgten Anmeldung von Finkelstein, Dunkl und Ross
der Fall ist.
Dieses Beispiel zeigt Elektrolyteigenschaften für die Dipropylaminsalze der vorliegenden Erfindung. Drei im
folgenden gezeigte Elektrolytansätze, in welchen der gelöste Stoff Di-n-Propylammonium-Wasserstoffdodekandioat war
und in situ hergestellt wurde, hatten gute elektrische
Eigenschaften und | ■ | Ansatz (Gew.-%) | eine angemessene | B | Stabil |
10 Dodekandisäure | Tabelle 5a | 10,67 | |||
Di-n-Propylamin | A | 4,68 | C | ||
NMP | 27,60 | 38,36 | 18,50 | ||
Glykol | 12,08 | 41 ,19 | 8,24 | ||
Wasser | 8,53 | 5,10 | 32,97 | ||
15 Ohm-cm, 25°C | 49,54 | 953 | 35,42 | ||
Vmax' 25°C | 2,25 | 485 | 4,87 | ||
1053 | 866 | ||||
468 | 463 |
Es ist zu bemerken, daß die Konzentrationen der vorgenannten Einzelkomponenten weit variiert werden können,
wobei sie immer noch nützliche Elektrolyteigenschaften haben. Im Elektrolyten A kann der Wasseranteil verdoppelt
werden, ohne daß dabei V verändert wird. Die Stabili-
max
tat dieser Systeme wird durch die Tatsache nahegelegt,
daß ein Rücklauf für 24 Stunden den spezifischen Widerstand für Ansatz C um weniger als 9% erhöhte.
§25 Mit Diisopropylammonium-Wasserstoff dodekandioat, das in situ hergestellt wurde, als gelöstem Stoff wurde eine
gute Stabilität beobachtet. Einige typische Ansätze sind in Tabelle 5b angeführt. Nach einem Rücklauf von 24 Stunden
nahm der Ansatz A in Tabelle 5b um weniger als 2% auf 1022 0hm-cm zu,und die spezifischen Widerstände der
Ansätze D und E (Tabelle 5b) blieben durch einen Rücklauf von 24 Stunden unverändert. Nach 2623 Stunden in einem
verschlossenen Rohr bei 15O°C nahm der spezifische Widerstand von Ansatz A auf 1126 Ohm-cm zu, was einer Zunahme
von weniger als 1% entspricht.
Eine Probemenge von Ansatz E wurde mit und ohne 0,2% Ammoniumdiwasserstoffphosphat verwendet und auf
Haltbarkeit von Kondensatoren für 840 \iF und 250 V geprüft.
Der Elektrolyt ohne Phosphat hatte einen spezifisehen Widerstand bei Raumtemperatur von 1044 Ohm-cm und
ein V von 485 V bei 25°C. Für die Phosphatversion be-
max
trug der spezifische Widerstand 1021 Ohm-cm und V 468 Volt. Vorläufige Kondensatordaten sind in Tabelle 5c
angegeben.
0 | A | 6 | B | C | 11 | Tabelle | 5 | 5b | E | i F | 5c | Kein Phosphat | G | |
Ansatz (Gew.-%) | 10,68 | 2 | ,00 | 6, | 69 | D | 10, | 79 10,68 | 10,43 | |||||
Dodekandisäure | 4,69 | 46 | ,62 | 2, | 69 | 8,96 | 4, | 69 4,69 | 4,58 | |||||
Diisopropylamin | 250 | 40,69 | 42 | ,13 | 17, | 86 | 3,94 | 41, | 32 40,69 | 40,32 | ||||
Glykol | 38,88 | 2 | ,64 | 70, | 66 | 42,91 | 38, | 51 38,88 | 37,41 | |||||
NMP | 5,06 | ,61 | 2, | 1471 | 40,29 | 4, | 69 5,06 | 7,26 | ||||||
Wasser | 1015 | 1322 | 520 | 3,90 | 101 | 5 1015 | 969 | |||||||
Ohm-cm, 250C | 488 | 500 | 1090 | 480 488 | 488 | |||||||||
vmax' 25°C | 493 | |||||||||||||
Tabelle | Phosphat | |||||||||||||
Stunden | 863,4 | 867,4 | ||||||||||||
7,08 | 7,17 | |||||||||||||
89 | 120 | |||||||||||||
Stunden | 856,4 | 853,5 | ||||||||||||
7,54 | 7,01 | |||||||||||||
91 | 149 | |||||||||||||
22 | 33 | |||||||||||||
Gewichtsverlust, mg | 0,8 | 1,6 | ||||||||||||
%Δ Caj | +0,46 | -0,16 | ||||||||||||
ADF | ||||||||||||||
HF | ||||||||||||||
% DF | ||||||||||||||
UA | ||||||||||||||
HF | ||||||||||||||
% DF | ||||||||||||||
HA | ||||||||||||||
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JV | \ | 1 | \ | \ | \ | \ | * | \ | \ | \ | \ | ( |
53OO | l\ | I | \ V |
/ | |||||||||
WOO | I \ | ||||||||||||
3500 | I \ | < ,—· |
|||||||||||
300Ο | Λ | ||||||||||||
2300- | |||||||||||||
2000 | |||||||||||||
iöOO | |||||||||||||
JOOO- | \ | ||||||||||||
\ | |||||||||||||
y | N | ||||||||||||
\ | |||||||||||||
JOOO , .
°/oUMP JO1O 90 Sp 70 60 öp W 3p 2Ο JO O
O JO 2O 3O 4O ÖO GO ΊΟ SO 9O JOO
oder Butyrolacton
Nummer: f _ Int. Cl.3:
Anmeldetag:
Streifen Offertlegungstag:
Streifen Offertlegungstag:
3236095 H 01G 9/02
29. September 1982 7. April 1983
Anodenfolie
CAl)
CAl)
Kathodenfolie CAl)
Elektrol
ytabsorptionslagen Anodenzuleitung
Buchse
Einsatz
Kondensatora"bschnit1
Claims (8)
- Sprague Electric Company, North Adams, Mass. 01247 /U.S.A.Aluminium-ElektrolytkondensatorPatentansprücheM.)Aliraini^-Elektrolytkondensator mit zwei aneinanderstoßenden, aus Aluminiumfolie gewickelten Elektroden mit eingeschalteten Lagen, wobei eine der Folien eine dielektrische Oxidsperrschicht auf ihrer Oberfläche trägt und ein Elektrolyt in Kontakt damit steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt als gelösten Stoff tertiäres Amin oder ein Dipropylaminmonosalz der Dodekandisäure enthält, das in einer Lösungsmittelmischung von Ä'thylenglykol, U-Methyl-2-pyrrolidin und Wasser aufgelöst ist; der Elektrolyt einen niedrigeren spezifischen Widerstand bei 250C als ein Elektrolyt aufweist, bei dem Äthylenglykol oder N-Methyl-2-pyrrolidin fehlt; und der Kondensator bei 13O0C und mindestens 200 V arbeitet.
- 2. Aluminium-Elektrolytkondensator nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das tertiäre Amin des Salzes aus der Gruppe gewählt wird, die aus 'frimethylamin, Tri- ! äthylamin und Äthylpiperidin besteht.
- 3. Aluminium-Elektrolytkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz Trimethylammonium-20 Wasserstoffdodekadioat ist.323609
- 4. Aluminium-Elektrolytkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz Triäthylammonium-Wasserstoffdodekandioat ist.
- 5. Aluminium-Elektrolykondensator nach Anspruch 2, daß das Salz ein N-Äthylpiperidinium-Wasserstoffdodekandioat ist,
- 6. Aluminium-Elektrolytkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz ein Di-n-Propylammonium-Wasserstoffdodekandioat ist.
- 7. Aluminium-Elektrolytkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz ein Diisopropylammonium-Wasserstoffdodekand'ioat ist.
- 8. Aluminium-Elektrolytkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt zusätzlich ein Phosphat enthält.
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