DE708895C - Verfahren zur Herstellung eines elektrolytischen Kondensators, bei dem mindestens eine Elektrode ganz oder zum wesentlichen Teil aus gefrittetem oder gesintertem Material besteht, und nach diesem Verfahren hergestellter elektrolytischer Kondensator - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines elektrolytischen Kondensators, bei dem mindestens eine Elektrode ganz oder zum wesentlichen Teil aus gefrittetem oder gesintertem Material besteht, und nach diesem Verfahren hergestellter elektrolytischer Kondensator Es ist bereits vorgeschlagen worden, Elektroden für elektrolytische Kondensatoren ganz oder zum wesentlichen Teil aus gefrittetem oder niedrig gesintertem Metall herzustellen. Hierunter sind ganz allgemein Elektroden zu verstehen, . welche durch Wärmebehandlung, gegebenenfalls ,durch Wärme-und Druckbehandlung, aus Metallteilchen in zusammenhängender Form erhalten wird. Die aus gefrittetem Metall und einer darauf angebrachten dielektrischen Schicht bestehende Metallelektrode ist m einem solchen Falle mit dem - als zweite Belegung dienenden Elektrolyten ausgefüllt.
• Es hat sich nun gezeigt, daß in einigen Fällen, insbesondere bei Anwendung der der Wärmebehandlung, das Gefüge des Elektrodenmaterials nicht die gewünschte Porositätoder Schwammigkeit hat.
• Gemäß .der Erfindung wird zur Erzielung einer genügend großen Porosität dem Ausgangsmaterial der Elektrode, das in an sich bekannter Weise aus einem Metall in körnigem Zustand besteht, ein Auflockerungsmittel zugegeben, das sich vorteilhaft leicht ausdampfen, auswaschen oder herauslösen läßt.
• Aluminium beliebiger Körnung wird mit in Äther gelöstem Kampfer vermischt. Je nach der gewünschten Porosität erfolgt ein gewichtsmäßiger Kampferzusatz von 5 bis 20% des Aluminiums. Der Anteil an Äther ist entsprechend dem Kampferzusatz so zu wählen, daß die Mischung beim Ansetzen mit dem Metall einen leichtflüssigen Brei darstellt. Beim Rühren bis zum Verdunsten des Äthers erfolgt die Entfernung der in dieser Verfahrensstufe unerwünschten Oxydhaut ider Aluminiumteilchen und die gleichmäßige Verteilung des Kampfers um und zwischen das Aluminium. Nach erfolgter Trocknung des Pulvers kann sofort oder später das Pressen in die endgültige- Elektrodenform vorgenommen werden. Die für die Versuche gewählten Drücke zeigten innerhalb der Grenzen von 1,5 bis 3 t/cm2 gleichmäßige Ergebnisse. Es hat den Anschein, als ob eine Erhöhung des Druckes keine weitere Verdichtung des Preßlings zur Folge hat. Die Preßlinge sind vor dem Sintern langsam auf die Verdampfungstemperatur des Kampfers zu bringen und so lange im Ofen zu lassen, bis eine restlose Verdampfung des Kampfers aus den Preßlingen stattgefunden hat. Die Erhitzung hat in - der Weise vor sich zu gehen, daß ein gleichmäßiges, stetiges Entweichen des Kampfers gewährleistet ist, ohne zu Blasenbildung zu führen. Die so vorbereiteten Elektroden sind in einem weiteren Wärmeprozeß bis auf Sintertemperatur zu erhitzen. Durch Schaffung einer besonderen Schutzgasatmosphäre, z. B. Wasserstoff, werden die elektrischen und mechanischen Eigenschaften noch verbessert. Die so gebildeten Elektroden sind durch eine geeignete Weiterbehandlung, d. h. z. B. Reinigung, in einer schwachen Lösung von Natronlauge, Formierung evtl. im Vakuum, oder auch in einem heißen Luftstrom usw. in Anoden für Elektrolytkondensatoren überzuführen.
• Es wird natürlich mit Rücksicht auf die spätere Fertigung bzw. die handelsübliche Form zweckmäßig sein, die Preßlinge nach besonderen Gesichtspunkten auszubilden.
• In der Zeichnung sind fünf Ausführungsbeispiele dargestellt.
• Gemäß Fig. i liegt der Ableiter i im Innern der zylindrischen oder ähnlich geformten Großflächenanode 2 und ist von den porösen Metallen der Elektrode umpreßt und mit diesen gut metallisch, z. B. durch Sinterung, verbunden. Der Becher 3 des Kondensators dient gleichzeitig als Kathode und ist durch das Isolierstück .l abgeschlossen. Zwischen dem Isolierstück 4 und dem umgebördelten Rand 5 des Bechers 3 ist eine vorzugsweise aus elastischem Material, wie Gummi o. dgl., bestehende Abdichtung .l« vorgesehen. An dem Ableiter i befindet sich noch eine Lötfahne 6. Der Becher 3 ist mit einem an sich bekannten, z. B. Borsäure, Glycerin und Ammoniak enthaltenden Elektrolyten 7 gefüllt.
• Falls es erforderlich ist, kann der Becher noch mit einem Ventil versehen sein.
• Fig. 2 zeigt, daß der Ableiter 9 das poröse Metall der Großflächenanöde i o umschließt, das poröse Metall also innerhalb des gesamten Ableiters 9 liegt. Durch üffnungen i i innerhalb des Ableiters 9 ist dem Elektrolyten ein guter Durchtritt zur Großflächenanode io gegeben. Der übrige Einbau dieser Elektrode io kann wie bei dem Ausführungsbeispielnach Fig. i durchgeführt werden. Mit 12 ist noch die Lötfahne bezeichnet.
• Das Beispiel nach Fig.3 ist so ausgeführt, daß, ähnlich gemäß Fig. 2, der Ableiter 13 die Großflächenanode 14 umschließt und als Schutzbecher mitverwendet "verden kann. Die Kathode 15, die mit der Lötfahne 16 versehen ist, wird in diesem Falle vorteilhaft in einem Hohlraum 17 der Großflächenanode i ¢ angeordnet. Mit 18 ist ein Isolierstoffeinsatzdeckel bezeichnet; zwischen diesem Deckel 18 und dem umgebördelten Rand i9 des Bechers 13 befindet sich eine Abdichtung 20 aus elastischem Material, wie Gummi o. dgl. An der mit 21 bezeichneten Stelle kann gegebenenfalls wiederum ein Ventil vorgesehen sein. Der Becher 13 ist mit einem Elektrolyten gefüllt, dessen Spiegel mit 22 bezeichnet ist.
• Das besondere Merkmal der Ausführungsform nach Fig.4 besteht darin, daß der Ableiter 23 in Gestalt eines gitterähnlichen Gerippes ausgebildet ist und daß die Zwischenräume mit dem porösen Elektrodenmeta1124 ausgefüllt sind. Der übrige Einbau der gesamten in Fig.4 dargestellten Großflächenanode kann in ähnlicher Weise geschehen, wie es in den Fig. i und, 3 beschrieben und dargestellt ist. Durch abwechselnde Anordnung einer Großflächenanode und einer normalen Elektrode, also einer Kathode, ist die Möglichkeit gegeben, Kapazitäten in beliebiger Größe in einer Zelle unterzubringen.
• Durch Anordnung mehrerer Platten gemäß Fig. 4 nebeneinander mit geeignetem Abstand voneinander und durch abwechselnde Polung kann jede beliebige Kapazität in einer Zelle untergebracht und dann der Kondensator für Wechselstrom verwendet werden.
• Die Fig. 5 zeigt einen elektrolytischen Kondensator, bei dem zwei Großflächenelektroden in der Ausführungsform gemäß Fig. i oder 2 mit Elektroden nach- Ausführungsform 3 in einer Zelle untergebracht sind und dadurch die Möglichkeit geben, den Kondensator für Wechselstrom zu verwenden.
• Die im Innern des Kondensators befindliche Großflächenelektrode 25 ist mit dem Ableiter 26 zusammengesintert. Der Ableiter 26 besitzt die Lötfahne 27. Diese Großflächenclektrode 25 ist von einer zweiten Großflächenelektrode 26' umgeben, für die der Becher 27' gleichzeitig als Ableiter dient. Der Becher 27' kann noch mit einer Lötfahne 28 versehen sein., Eine aus elastischem Material, wie Gummi o. dgl., bestehende Abdichtung 29 befindet sich zwischen dem umgebördelten Rand 30 des Bechers 27' und dem als Deckel dienenden Isolierstück 31- Mit 32 ist der Elektrolytspiegel bezeichnet.

Claims (18)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung eines elektrolytischen Kondensators, bei dem mindestens eine Elektrode ganz oder zum wesentlichen Teil aus gefrittetem oder gesintertem Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß .dem Ausgangsmaterial der Elektrode das in an sich bekannter Weise aus einem filmbildenden Metall in körnigem Zustand besteht, zur Erzielung einer großen Porosität ein Auflockerungsmittel zugegeben wird, vorteilhaft von ,der Art, daß es sich leicht ausdampfen, auswaschen oder lösen läßt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i unter Verwendung von Aluminium als Elektrodenmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß Aluminium beliebiger Körnung mit Kampfer vermischt wird, das in einem Lösungsmittel, z. B. in Äther, gelöst ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch einen gewichtsmäßigen Kampferzusatz, der 5 bis 2o% des Aluminiums beträgt. q..
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen zwecks Entfernung der Oxydschichten der einzelnen Aluminiumteile der Anteil an Äther entsprechend dem Kampferzusatz so gewählt wird, daß die Mischung beim Ansetzen mit dem Metall einen leichtflüssigen Brei darstellt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß nach er= folgter Trocknung des Gemisches dieses in die endgültige Elektrodenform gepreßt wird, vorzugsweise unter Anwendung von Drücken von 1,5 bis 3 t/cm2.
6. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßlinge nach Anspruch 5 vor dem Sintern, vorzugsweise langsam,auf die Verdampfungstemperatur des Kampfers gebracht und so lange ,auf dieser Temperatur gehalten werden, bis eine restlose Verdampfung des Kampfers stattgefunden hat.
7. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6,. dadurch gekennzeichnet, daß die gemäß Anspruch 6 vorbereiteten Elektroden bis auf Sintertemperatur erhitzt werden. B.
8. Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterung in einer Schutzgasatmosphäre, z. B. aus Wasserstoff; erfolgt.
9. 9. Verfahren nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Formierung eine Reinigung der Elektroden, z. B. in- einer schwachen Lösung von Natronlauge, erfolgt. i o.
10. Ein nach dem Verfahren nach Anspruch i bis 9 hergestellter elektrolytischer Kondensator, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der vorzugsweise zylindrisch geformten Anode (2) ein Ab-Leiter (i) vorgesehen ist, der von dem porösen Metall der Anode -(2) umpmeßt und z. B. durch Sinterung mit dieser verbunden ist (Fig. i). i i.
11. Ein nach dem Verfahren gemäß Anspruch i bis 9 hergestellter @elektrolytischer Kondensator, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Elektrodenmetall (i o) innerhalb 'des zugehörigen Ableiters (9) liegt und von dem Ableiter (9) umschlossen ist (Fig:2).
12. 12. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableiter (9) zwecks Erzielung eines guten Durchtrittes des Elektrolyten zur Elektrode (i o) Offnungen (i i) aufweist (Fig. 2).
13. 13. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß der das poröse Elektrodenmetall (1q.) umschließende Ableiter (13) als Kondens.atorbecher (13) dient (Fig.3). 1¢.
14. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch i i und 13, dadurch gekennzeichnet, daß ,die von dem Ableiter (13) umgebene Elektrode (1q.) einen Hohlraum (17) zur Aufnahme der zweiten Elektrode (15) aufweist (Fig. 3) .
15. 15. Ein nach dem Verfahren gemäß Anspruch i bis 9 hergestellter elektrolytischer Kondensator, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableiter (23) der Elektrode in Gestalt eines gitterähnlichen Gerippes ausgebildet ist, dessen Zwischenräume mit dem porösen Elektrodenmetall (2q.) ausgefüllt sind (Fig. q.).
16. 16. Elektrolytischer Kondensator, gekennzeichnet durch die abwechselnde Anordnung eines Anodenkörpers nach Anspruch i 5 und eines an sich bekannten Kathodenkörpers.
17. 17. Elektrolytischer Kondensator für Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Elektrodenkörper nach Anspruch 15 nebeneinander und in geeignetem Abstand voneinander angeordnet sind.
18. 18. Elektrolytischer Kondensator für Wechselstrom, gekennzeichnet durch die Anordnung ,einer Elektrode nach Anspruch io und einer Elektrode nach Anspruch i i, die außerdem das Kennzeichen des Anspruchs 14 aufweisen kann. i g. Elektrolytischer Kondensator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Elektrode nach Anspruch io innerhalb einer -Elektrode nach Anspruch i i befindet (Fig. 5).