DE4103395A1 - Sinteranode fuer elektrolytkondensatoren - Google Patents
Sinteranode fuer elektrolytkondensatorenInfo
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-
- 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
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
- H01G9/052—Sintered electrodes
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Description
Die Erfindung betrifft eine Sinteranode aus Ventilmetallpulver
und wird vorzugsweise bei der Herstellung von Tantal-Elektrolytkondensatoren
mit hohen Ladungsdichten und gleichzeitig hohen
Nennspannungen angewendet.
Tantal-Elektrolytkondensatoren werden üblicherweise im Nennspannungsbereich
zwischen 4 V und 50 V angeboten, in Ausnahmefällen
bis 70 V. Begründet ist diese Tatsache in dem für das Erreichen
günstiger elektrischer Parameter notwendigen Formierfaktor von 4
und der damit verbundenen Gefahr von elektrischen Durchschlägen
während des Formierprozesses der porösen Sinteranoden bei höheren
Spannungen.
Die Höhe der jeweiligen Durchschlagspannung hängt entscheidend
von den Sinterbedingungen, von der Pulverqualität sowie von der
Größe der Anode hinsichtlich ihrer Ladungsmenge ab. Die Pulverhersteller
entwickeln für hohe Nennspannungen spezielle hochreine
Tantalpulver mit vorwiegend kompakter Teilchenstruktur. Dabei ist
jedoch unabhängig vom Reinheitsgrad der Pulver festzustellen, daß
mit der Erhöhung der spezifischen Oberfläche und damit der Ladungsdichte
der Pulver die Durchschlagsfestigkeit deutlich sinkt.
Parallel dazu sinkt die Durchschlagsspannung mit größer werdender
Anodenmasse exponentiell ab. Infolgedessen werden für Anoden mit
50 V Nennspannung Pulver mit einer Ladungsdichte von höchstens
4000 µC/g eingesetzt, während bereits Tantalpulver mit Ladungsdichten
von 22 000 µC/g verfügbar sind.
Folgende Übersicht zeigt einige typische Tantalpulver und ihre
Einsatzcharakteristik:
Der Einsatz hochkapazitiver Pulver für Nennspannungen von 50 bis
70 V würde eine Miniaturisierung der Anode auf etwa 1/4 bis 1/6
des gegenwärtigen Standes bedeuten.
Es ist eine bekannte Tatsache, daß mit der Erhöhung der Ladungsdichte
der Sinteranode der Verlustfaktor des Kondensators vorwiegend
aufgrund ohmscher Verluste des Elektrolyten im Porensystem
ansteigt. Dieser Tendenz wird versucht entgegenzuwirken,
indem die äußere Oberfläche der Anode möglichst groß bezüglich
des Volumens gewählt wird (DE-OS 28 35 022). So sind Anoden mit
sternförmigen Querschnitten, U- bzw. W-förmigen Querschnitten
u. a. bekannt. Die Realisierung scheiterte entweder an der
komplizierten und kaum beherrschbaren Formgebung oder an dem
Nachteil dieser Bauformen, ein relativ großes Volumen einzunehmen.
Ziel der Erfindung ist es, eine technisch einfache und technologisch
kostengünstige Sinteranode für Elektrolytkondensatoren zu
entwickeln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sinteranode zu
schaffen, die die mit der Vergrößerung der Nennladung und der Ladungsdichte
verbundene Verringerung der möglichen Nennspannung
und die Erhöhung des Verlustfaktors von Elektrolytkondensatoren
beseitigt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem die Anode
aus mehreren einzelnen Teilbereichen besteht, die eine Porosität
entsprechend der jeweiligen Pulversorte besitzen, durch Sinterbrücken
miteinander verbunden sind und zwischen denen ein bis an
die Oberfläche reichendes Porensystem besteht, wobei die Abmessungen
dieser Poren ein Vielfaches der Abmessungen der Poren in
den Teilbereichen besitzen. Dabei weist ein einzelner Teilbereich
die Eigenschaften einer anschlußlosen Anode auf, und diese entstehende
anschlußlose Anode kann wiederum anschlußlos als Teilbereich
einer Anode fungieren. Die Teilbereiche bestehen aus vorgesintertem
Preßgranulat des Ventilmetallpulvers.
Durch das Vorhandensein "breiter" Strompfade bis in das Innere
der Anode wird beim Formieren eine Durchschlagsfestigkeit erreicht,
die ähnlich der von Einzelanoden mit kleiner Masse entsprechend
der Größe der verwendeten Teilbereiche ist und von der
konkreten Beschaffenheit des übergeordneten Porensystems abhängt.
Gleichzeitig sinken durch diese "breiten" Strompfade die Ohmschen
Verluste im Elektrolyten deutlich ab, so daß kleinere Verlustfaktoren
erreicht werden.
Die erfindungsgemäße Lösung soll an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden.
Aus Tantalpulver 18 000 werden zylindrische Anoden ohne Anschluß
folgendermaßen gepreßt:
Durchmesser: 0,8 mm,
Höhe: 0,8 mm,
Einwaage: 2,5 mg,
Preßdichte: 4,9 g/cm³.
Höhe: 0,8 mm,
Einwaage: 2,5 mg,
Preßdichte: 4,9 g/cm³.
Anschließend werden diese Körper 10 min. bei 1270°C im Hochvakuum
geglüht, so daß als Resultat ein vorgeglühtes Preßgranulat aus PL
18 000 entsteht. Aus diesem Preßgranulat werden zylindrische Anoden
mit einem Durchmesser von 3,8 mm gepreßt, die durch einen
axial eingepreßten Tantaldraht kontaktiert werden. Die Einwaage
beträgt 250 mg. Die Anoden werden 10 min. bei 1600°C im Hochvakuum
gesintert. Die Sinterparameter werden so gewählt, daß das
Pulver nicht "ausgesintert" ist, also mit schlechten Restströmen
und niedrigen Durchschlagsspannungen zu rechnen ist. Folgende
elektrische Parameter werden dabei erreicht:
Ladungsdichte: 15 000 µC/g,
spez. Reststrom: 2,5×10 µA/µC,
Durchschlagspannung: 280 V,
Gesamtladung: 3770 µC.
spez. Reststrom: 2,5×10 µA/µC,
Durchschlagspannung: 280 V,
Gesamtladung: 3770 µC.
Damit wird eine wesentliche Erhöhung der Durchschlagfestigkeit
sowie eine Verringerung des Verlustfaktors erreicht.
Claims (3)
1. Sinteranode für Elektrolytkondensatoren aus miteinander verpreßten
und gesinterten Ventilmetallpulverteilchen mit einem
das Sinterskelett kontaktierenden elektrischen Anschluß, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anode aus
mehreren einzelnen Teilbereichen besteht, die eine Porosität
entsprechend der jeweiligen Pulversorte besitzen, durch Sinterbrücken
miteinander verbunden sind und zwischen denen ein
bis ein die Oberfläche reichendes Porensystem besteht, wobei
die Abmessungen dieser Poren ein Vielfaches der Abmessungen
der Poren in den Teilbereichen besitzen.
2. Sinteranode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein einzelner Teilbereich die Eigenschaften
einer anschlußlosen Anode besitzt und diese entstehende
anschlußlose Anode wiederum anschlußlos als Teilbereich
einer Anode fungieren kann.
3. Sinteranode nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Teilbereiche aus vorgesintertem
Preßgranulat des Ventilmetallpulvers bestehen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD33854190A DD301537A7 (de) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | Sinteranode für Elektrolytkondensatoren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4103395A1 true DE4103395A1 (de) | 1991-09-12 |
Family
ID=5616950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914103395 Withdrawn DE4103395A1 (de) | 1990-03-09 | 1991-02-05 | Sinteranode fuer elektrolytkondensatoren |
Country Status (3)
Country | Link |
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DD (1) | DD301537A7 (de) |
DE (1) | DE4103395A1 (de) |
FR (1) | FR2659487A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994019812A2 (en) * | 1993-02-16 | 1994-09-01 | Aktsionernoe Obschestvo 'elit' | Capacitor with a double electrical layer |
-
1990
- 1990-03-09 DD DD33854190A patent/DD301537A7/de unknown
-
1991
- 1991-02-05 DE DE19914103395 patent/DE4103395A1/de not_active Withdrawn
- 1991-03-08 FR FR9102808A patent/FR2659487A1/fr active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994019812A2 (en) * | 1993-02-16 | 1994-09-01 | Aktsionernoe Obschestvo 'elit' | Capacitor with a double electrical layer |
WO1994019812A3 (fr) * | 1993-02-16 | 1995-01-05 | Elit Ao | Condensateur a double couche electrique |
US5923525A (en) * | 1993-02-16 | 1999-07-13 | Aktsionernoe Obschestvo "Elit" | Capacitor with double electric layer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DD301537A7 (de) | 1993-02-18 |
FR2659487A1 (fr) | 1991-09-13 |
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