DE754794C - Electrolyte for electrolytic cells, especially electrolytic capacitors - Google Patents
Electrolyte for electrolytic cells, especially electrolytic capacitorsInfo
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Description
Elektrolyt für elektrolytische Zellen, insbesondere elektrolytische Kondensatoren Die Erfindung bezieht sich auf elektrolytische Zellen, insbesondere auf elektrolytische Kondensatoren. Sie bezweckt, die Beständigkeit der elektrischen Eigenschaften solcher Geräte zu verbessern.Electrolyte for electrolytic cells, especially electrolytic cells Capacitors The invention relates to electrolytic cells, in particular on electrolytic capacitors. Its purpose is the resistance of the electrical To improve properties of such devices.
Elektrolytische Kondensatoren werden immer mehr alsi mitwirkendes Element bei elektrischen Apparaten, z. B. Motoren, verwendet, welche im wesentlichen konstante Eigenschaften- der Kapazität und des. Leistungsfaktors, erfordern: Kondensatoren werden auch häufig an Motoren oder anderen Geräten mechanisch befestigt oder mit ihnen verbunden, so daß sie die Betriebstemperatur dieser Geräte annehmen. Hohe Temperaturen von etwa ioo° C beeinflussen und beschleunigen chemische Änderungen und verschlechtern die elektrischen Eigenschaften des Kondensators. Erhöhungen des Leistungsfaktors oder Änderungen in der Kapazität sind besonders unerwünscht, da sie steigernd eine immer größere Beeinflussung ausüben.Electrolytic capacitors are becoming more and more contributing Element in electrical apparatus, e.g. B. Motors used, which essentially constant properties of capacity and power factor, require: capacitors are also often mechanically attached to motors or other devices or with connected to them so that they assume the operating temperature of these devices. Height Temperatures of around 100 ° C influence and accelerate chemical changes and deteriorate the electrical properties of the capacitor. Increases in Power factor or changes in capacity are particularly undesirable because they exert an increasing influence.
Der Erfindung gemäß soll der Elektrolyt außer einem Ionogen einen Furanalkohol, insbesondere Furfurvlalkohol oder Tetrahydro-Furfuryl-Allcohol, enthalten, wodurch die Beständigkeit der elektrischen Eigenschaften solcher elektrolytischen Zellen, insbesondere bei erhöhten Temperaturen; merklich verbessert wird.According to the invention, the electrolyte should be one in addition to an ionogen Contain furan alcohol, especially furfuryl alcohol or tetrahydro-furfuryl alcohol, thereby increasing the resistance of the electrical properties of such electrolytic Cells, especially at elevated temperatures; is noticeably improved.
Die genannten Alkohole können in verschiedenen Elektrolyten verwendet werden, von denen später einige Beispiele gegeben werden. Furfurylalkohol (C4 H3 0-C H2 O H) ist eine gelbliche Flüssigkeit mit einem spezifischen Gewicht von ungefähr 1,13 und einem Siedepunkt von ungefähr 16g° C bei Atmosphärendruck. Er ist entzündbar und hat einen Flammpunkt von etwa 75° C. Tetrahydro-Furfuryl-Alkohol (C4 H7 O -C H2 O H) ist eine wasserklare Flüssigkeit mit einem spezifischen Gewicht von etwa 1,05 und einem Kochpunkt von ungefähr 170 bis 178° C. Er ist ebenfalls entzündbar bei einem Flammpunkt von etwa 75° C. Beide Alkohole sind gute Lösungsmittel für viele organische Substanzen.The alcohols mentioned can be used in various electrolytes, some examples of which are given later. Furfuryl alcohol (C4 H3 0-C H2 OH) is a yellowish liquid with a specific gravity of about 1.13 and a boiling point of about 16g ° C at atmospheric pressure. It is flammable and has a flash point of around 75 ° C. Tetrahydro-furfuryl alcohol (C4 H7 O -C H2 OH) is a water-clear liquid with a specific gravity of around 1.05 and a boiling point of around 170 to 178 ° C It is also flammable with a flash point of around 75 ° C. Both alcohols are good solvents for many organic substances.
Elektrolytgemische können aus einem Alkohol dieser Fürantype mit einem Ionogen hergestellt werden. Geeignete Ionogene sind Alkalimetallderivate organischer und anorganischer Säuren, beispielsweise Ammonium-. Natrium- und Kaliumborate und -phosphate, ebenso Natrium- und Kalium- oder Ammoniumtartrate, -o-xalate und -zitrate und Rochellesalz (Kaliumnatriumtartrat). Etwa 2 bis 3 Gewichtsteile Furanalkohol können mit i Gewichtsteil des Ionogens verwendet werden.Electrolyte mixtures can be made from an alcohol of this type with a Are produced ionogenically. Suitable ionogens are alkali metal derivatives of organic and inorganic acids such as ammonium. Sodium and potassium borates and phosphates, as well as sodium and potassium or ammonium tartrates, oxalates and citrates and Rochelle salt (potassium sodium tartrate). About 2 to 3 parts by weight of furan alcohol can be used with 1 part by weight of the ionogen.
Die Auswahl und das Verhältnis der Elektrolytbestandteile wird entsprechend den Spannungen und den Betriebsbedingungen geändert. Für an Gleichstromkreise zu legende Kondensatoren wurde ein Elektrolyt für Spannungen von ioo bis 150 V als vorteilhaft festgestellt, der aus 64 Teilen Furfurylalkohol und 36 Teilen Ammoniumborat besteht. Für höhere Gleichstromspannungen ist ein Elektrolyt brauchbar, der aus 64 Teilen Tetraliydro-Furfuryl-Alkohol und 36 Teilen Ammoniumborat besteht.The choice and the ratio of the electrolyte components is changed according to the voltages and the operating conditions. For capacitors to be connected to direct current circuits, an electrolyte for voltages from 100 to 150 V was found to be advantageous, which consists of 64 parts of furfuryl alcohol and 36 parts of ammonium borate. For higher direct current voltages, an electrolyte consisting of 64 parts of tetralydro-furfuryl alcohol and 36 parts of ammonium borate can be used.
Für manche Anwendungen, für Gleichstrom oder Wechselstrom, ist eine Mischung aus Furfuryl- oder Tetrahydra-Furfuryl-Alkohol und einem Ammoniumborat mit einem Amid einer weniger als 5 Kohlenstoffatome enthaltenden Säure, z. B. Acetamid, vorteilhaft. Die folgenden Beispiele offenbaren. entsprechende Mischungen, auf welche die Erfindung keineswegs beschränkt ist.For some applications, for direct current or alternating current, there is one Mixture of furfuryl or tetrahydra-furfuryl alcohol and an ammonium borate with an amide of an acid containing less than 5 carbon atoms, e.g. B. acetamide, advantageous. The following examples disclose. corresponding mixtures to which the invention is by no means limited.
Eine geeignete Elektrolytzusammettsetzung besteht aus 18 Gewichtsprozent Acetamid, 72% Tetrahydro-Furfuryl-Alkohol und io% Ammoniumborat. Diese Mischung kann auf verschiedene Weise hergestellt werden: a) Einer Lösung von 8o % Tetrahydro-Furfuryl-Alkohol und 20% Acetamid kann genügend Ammoniumborat in Kristallforen hinzugefügt werden. Die Zugabe erfolgt vorteilhaft unter kräftiger Bewegung, während die flüssige Mischung auf etwa ioo° C gehalten wird.A suitable electrolyte composition is 18 percent by weight Acetamide, 72% tetrahydro-furfuryl alcohol and 10% ammonium borate. This mixture can be prepared in several ways: a) A solution of 80% tetrahydro-furfuryl alcohol and 20% acetamide, enough ammonium borate can be added in crystal forums. The addition is advantageously carried out with vigorous agitation while the liquid mixture is kept at about 100 ° C.
b) Einer flüssigen Mischung von 80% Tetrahydro-Furfuryl-Alkohol und 20% Acetamid wird Borsäure zugegeben. Nährend Ammoniakgas bei ioo° C unter Rühren eingeleitet wird, tritt eine Reaktion ein, bis ein neutrales Produkt (PH = 7) erhalten ist. Die Menge der Borsäure wird so gewählt, daß das gebildete Aminoniumborat etwa lo% der gesamten Mischung ausmacht.b) A liquid mixture of 80% tetrahydro-furfuryl alcohol and Boric acid is added to 20% acetamide. Nourishing ammonia gas at 100 ° C with stirring is initiated, a reaction occurs until a neutral product (PH = 7) is obtained is. The amount of boric acid is chosen so that the formed aminonium borate about makes up lo% of the total mixture.
Diese Elektrolytzusammensetzungen sind im wesentlichen klare Flüssigkeiten mit einer geeigneten niedrigen Viskosität, um den Kondensator bei go° C leicht und vollständig imprägnieren zu können. Der Widerstand bei iooo Perioden und go° C beträgt etwa iooo bis 1300 Ohm/cm.These electrolyte compositions are essentially clear liquids with a suitable low viscosity in order to be able to easily and completely impregnate the capacitor at go ° C. The resistance at iooo periods and go ° C is about iooo to 1300 ohms / cm.
Ein Alkohol der Furantype kann vorteilhaft auch solchen Elektrolyten hinzugefügt «-erden, die ein oder mehrere Amide einer aliphatischen Säure mit weniger als 5 Kohlenstoffatomen im Molekül, z. B. Acetamid und Formamid, enthalten.An alcohol of the furan type can also be advantageous for such electrolytes added «earths containing one or more amides of an aliphatic acid with less than 5 carbon atoms in the molecule, e.g. B. Acetamide and Formamide contain.
Eine weitere beispielsweise Zusammensetzung eines Elektrolyts gemäß der Erfindung besteht aus gleichen Gewichtsteilen Tetrahydro-Furfuryl-Allizohol und Acetamid mit io bis 4oTeilen eines geeigneten Ionogens, z. B. Ammoniumborat. Eine andere Zusaniinensetzung besteht aus 64 Gewichtsteilen Tetraliydro-Furfuryl-All:ohol, 2o Teilen Ainmoniumborat und 16 Teilen Acetamid. Dabei kann der Alkoholanteil bis zu 40 Gewichtsteilen und der Anteil an Acetamid bis ebenfalls zu 4o Gewichtsteilen verändert werden. Statt Furfurylalkohol ist es auch möglich, Tetrahydro-Furfuryl-Alkohol ztt nehmen.Another example composition of an electrolyte according to of the invention consists of equal parts by weight of tetrahydro-furfuryl-alcohol and acetamide with 10 to 40 parts of a suitable ionogen, e.g. B. ammonium borate. Another composition consists of 64 parts by weight of tetraliydro-furfuryl-all: ohol, 20 parts of ammonium borate and 16 parts of acetamide. The alcohol content can be up to 40 parts by weight and the proportion of acetamide also up to 40 parts by weight to be changed. Instead of furfuryl alcohol, it is also possible to use tetrahydro-furfuryl alcohol take ztt.
Claims (3)
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