DE3917427C2

DE3917427C2 -

Info

Publication number: DE3917427C2
Application number: DE19893917427
Authority: DE
Inventors: Norbert 7920 Heidenheim De Will
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1992-11-05
Also published as: DE3917427A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Alumi mium-Elektrolytkondensatoren, bei dem die Kondensatorwickel, die aus mit einer dielektrisch wirksamen Schicht versehenen Anoden folien, mit einem Betriebselektrolyt getränkten Abstandshaltern und Kathodenfolien bestehen, nachformiert werden.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 26 43 440 C3 bekannt.

Aus der GB-PS 3 93 565 ist ein Anodisierungsverfahren für Aluminium und Aluminiumlegierungen bekannt. Das dort geschilderte Verfahren ist nicht vorgesehen bzw. geeignet, eine dielektrisch wirksame Schicht für Aluminium-Elektrolytkondensatoren zu erzeugen.

Die Anodenfolien, die im allgemeinen zur Erhöhung der spezifi schen Kapazität durch einen elektrolytischen Ätzvorgang aufge rauht werden, werden vor der Herstellung der Kondensatorwickel mit der dielektrisch wirksamen Oxidschicht versehen. Beim Her stellungsprozeß, bei dem die Folien auf die erforderliche Wickelbreite zurechtgeschnitten werden, sowie beim Verwickeln und Anbringen der Anschlußelemente können Verletzungen dieser Oxidschicht auftreten, was zu einer unerwünschten Verschlech terung der elektrischen Werte des fertigen Kondensators (z. B. höhere Restströme und Verlustfaktoren) führen kann.

Um diese Fehler zu beseitigen, ist es üblich, die fertigen, mit dem Betriebselektrolyt getränkten Kondensatorwickel einem Nach formierprozeß zu unterziehen, bei dem die Fehlstellen ausge heilt werden. Hierbei werden die Kondensatorwickel an eine Span nung gelegt, die im allgemeinen der Formierspannung entspricht, wie es z. B. in der AT-PS 3 45 402 beschrieben ist.

Die fertigen Kondensatoren sollen während des Betriebes keinen Überspannungen, d.h. Spannungen höher als die Nennspannung, ausgesetzt werden, da sonst ihre Lebensdauer verkürzt wird.

Andererseits ist es wünschenswert, Aluminium-Elektrolytkonden satoren herzustellen, die einer höheren Überspannung kurzzei tig standhalten, ohne in ihrer Lebensdauer beeinträchtigt zu werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Herstel len von Aluminium-Elektrolytkondensatoren anzugeben, durch das Kondensatoren erhalten werden, die ohne Beeinträchtigung ihrer Lebensdauer kurzfristig höheren Überspannungen ausgesetzt wer den können, ohne daß hierbei die anderen elektrischen Werte verschlechtert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kon densatorwickel einer Zusatzbehandlung während der oder anschließend an die reguläre(n) Nachformierung unterzogen werden, wobei die Kondensatorwickel zusätzlich mit vielen kurzen Spannungsimpulsen behandelt werden, die höher als die Formierspannung sind, und daß diese Behandlung bei niedrigen Temperaturen, vorzugsweise Raumtemperatur durchgeführt wird.

Vorzugsweise steigen die Spannungsimpulse mit zunehmender Zeit dauer an.

Bei diesem Vorgang findet die eigentliche Nachformierung beim Anliegen des Impulses statt. Da die Impulsspannung höher als die normale Formierspannung ist (teilweise auch höher als die Formiertestspannung), werden Pausen zwischen den Impulsen zur Erholung der Kondensatoren benötigt. Je kürzer die Spannungs impulse sind, desto höher kann die Impulsspannung sein und entsprechend höher wird die Spitzenspannungsfestigkeit.

Um die neu erworbene Spannungsfestigkeit langfristig zu festigen, kann die "Kalt-Formierung" durch eine oder mehrere "Warmformierphasen" unterbrochen werden. Die Impulsspannung wird bei dieser Behandlung reduziert.

Durch den Gegenstand der Erfindung wird eine höhere Spannungs festigkeit der derart behandelten Aluminium-Elektrolytkondensa toren gegenüber normal nachformierten Kondensatoren erzielt, ohne daß andere elektrische Werte, wie z. B. Reststrom und Ver lustfaktor verschlechtert werden. Auch nach spannungslosen Lagerungen bei erhöhter Temperatur von 85°C bleibt die er höhte Spannungsfestigkeit der Kondensatoren erhalten.

In den folgenden Ausführungsbeispielen wird die Spitzen-Span nungsfestigkeit aufgezeigt, die mit einem Verfahren nach der Erfindung erreicht werden kann.

Ausführungsbeispiel I

Kondensatoren der Nennspannung U_N = 350 V mit einer Nennkapazi tät C_N = 4700 µF wurden mit folgenden Formierimpulsen behan delt:

Kaltphase: 2 Sekunden bis 540 V,
Heißphase: 1 Sekunde bis 480 V.

Hierdurch erreicht der Elektrolytkondensator eine Spitzenspan nungsfestigkeit von 550 V während einer Zeit von 5 ms.

Ausführungsbeispiel II

Kondensatoren der Nenndaten 22 µF/450 V, d. h. mit einer Nenn spannung U_N = 450 V wurden mit folgenden Formierimpulsen be handelt:

Kaltphase: 1 Sekunde bis 610 V,
Heißphase: 0,5 Sekunden bis 510 V.

Hierdurch erhielten die Kondensatoren eine Spitzenspannungsfestig keit von 600 V während einer Zeitdauer von 20 min.

Die Pausen zwischen den Impulsen bei den Ausführungsbeispielen I und II, die zur Erholung des Kondensators benötigt werden, erreicht man beispielsweise, indem eine Impulsperiode von 2 min gewählt wird.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Aluminium-Elektrolytkondensatoren, bei dem die Kondensatorwickel, die aus mit einer dielektrisch wirksamen Schicht versehenen Anodenfolien, mit einem Betriebselektrolyt getränkten Abstandshaltern und Kathodenfolien bestehen, nachformiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorwickel einer Zusatzbehandlung während der oder anschließend an die reguläre(n) Nachformierung unterzogen werden, wobei die Kondensatorwickel zusätzlich mit vielen kurzen Spannungsimpulsen behandelt werden, die höher als die Formierspannung sind, und daß diese Behandlung bei niedrigen Temperaturen, vorzugsweise Raumtemperatur, durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsimpulse mit zunehmender Zeitdauer ansteigen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei niedrigen Temperaturen durch eine oder mehrere Behandlungen bei erhöhter Temperatur und reduzierten Spannungsimpulsen unterbrochen wird.