DE756024C

DE756024C - Elektrolyt fuer elektrolytische Kondensatoren

Info

Publication number: DE756024C
Application number: DEA82341D
Authority: DE
Inventors: Frank M Clark; Ralph A Ruscetta
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1936-03-17
Filing date: 1937-03-18
Publication date: 1953-01-19

Description

Elektrolyt für elektrolytische Kondensatoren Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung und Verwendung von harzartigen Verbindungen als Elektrolyt für elektrische Apparate, wie Kondensatoren, Gleichrichter u. dgl.
Gemäß der Erfindung werden Elektrolyte verwendet, die außer einer Säure wie Borsäure als wesentlichen Bestandteil Verbindungen von Anhydriden der Oxysäuren von harzartiger Beschaffenheit (Konsistenz) enthalten. Die Elektrolyte können vorteilhaft Zusätze von Ammonsalzen oder von Amiden, wie Fiormamid, enthalten.
Es ist zwar schon bekannt, für elektrolytische Kondensatoren milchsaure Alkalisalze zu verwenden. Auch sind Elektrolyte für Kondensatoren nicht mehr neu, die Oxyde bzw. Anhydride, Ammoniumhydrid oder Metalloxyde und Glykol enthalten. Die gekennzeichneten Elektrolyte besitzen diesen bekannten Elektrolyten gegenüber den Vorteil, daß sie den im Betriebe erhöhten Temperaturen ausgesetzten Kondensatoren einen hohen Grad von Beständigkeit in physikalischer und chemischer Hinsicht geben.
Bei der Herstellung des Elektrolyts benutzt man als Ausgangsprodukt zweckmäßig aliphatische Oxysäuren, wobei es gleichgültig ist, ob sich dabei die Hydroxylgruppe in a, ;oder ähnlicher Stellung befindet. Als Beispiele seien genannt: -Milchsäure, Glykolsäure, a-Oxypropionsäure sowie y-Oxybuttersäure, --Oxvvaleriansäure. Bei der Herstellung dieser Elektrolyte kann man von den Salzen der Oxvsä uren oder von den Säuren selbst bzw. von einem Gemisch aus beiden ausgehen und erhält je nach den gewählten Bedingungen Laktide oder Laktone oder Gemische dieser Verbindungen, denen man zweckmäßig verschieden hoch gewählte Zusätze von An»iden und Salzen, wie Ammonborat, zugibt.
Die Herstellung des Elektrolyts sei in nachstehenden Beispielen unter Verwendung von Milchsäure als Oxvsäure beschrieben. Beispiel i 64. Gewichtsprozent Milchsäure und 36 Gewichtsprozent Borsäure werden in das Ammoniumsalz übergeführt, und zwar beispielsweise unter Einleiten von Ammoniak in das Säuregemisch, bis eine klare Flüssigkeit von einem pH-Wert .I,9 und einem Widerstand von Zoo Ohm/cm3 bei 25° C erhalten wird. Dabei wird die als Ionogen wirkende Borsäure in Ammoniumborat übergeführt. Das Produkt wird dann bei 125 bis i.l5i C ungefähr .I Stunden lang erhitzt, bis es bei 25= C eine wachsartige Beschaffenheit zeigt und bei go° C klarflüssig ist. Dieses Produkt zeigt bei go" C einen Widerstand von 66oo Ohm/em3, der bei 25 - C für die Elektrolytkondensatoren zu hoch ist, so daß für den Gebrauch den Widerstand erniedrigende Mittel zugegeben «-erden müssen. So ist z. B. Formamid, welches in dem Laktid löslich ist, geeignet, den Widerstand zu erniedrigen. Ein beispielsweise aus 25% Formamid und ;75 % Laktid leergestellter Elektrolyt hat bei go° C einen Widerstand von 221 Ohm/ cm3 und bei 25"' C von 23.200 Ohm/cm3. Das Elektrolytgemisch ist bei go' C eine klare, dünne Flüssigkeit, die sich gut zur Imprägnierung der porösen Zwischenlagen des Kondensatorwickels oder auch zum Überziehen der aus Aluminiumfolien bestehenden Kondensatorbezüge, die ohne solche Zwischenlagen verwendet werden, eignet. Bei 25" C ist der Elektrolyt eine klare, viskose bzw. plastische, halbfeste Masse.
Die Aluminiumfolien sind in bekannter Weise durch elektrolytische Behandlung vorformiert. Das Imprägnieren der Kondensatorwickel, welches bei go bis iöo~ C durchgeführt wird, erfolgt zweckmäßig unter Druck, um den Elektrolyten mit Sicherheit in sämtliche Zwischenräume hineinzubringen. So hergestellte Kondensatoren haben einen Leistungsfaktor von ungefähr 7'/o bei 25@ C. Die Kapazität beträgt ungefähr i /(F. für ungefähr 6o cm'= aktiver Folienfläche. Der so hergestellte Kondensator vermag selbst auf die Dauer mehrerer Wochen Temperaturen von 75' C zu widerstehen, ohne daß eine Verschlechterung der Kapazität zu bemerken wäre.
Beispiel In manchen Fällen ist erwünscht, den Elektrolyt, der, wie oben beschrieben, 25 0/0 Formamid enthält, so mit Ammoniakgas zu behandeln. daß ein im wesentlichen neutrales Produkt entsteht. Das Produkt hat eine Säurezahl von 6,8 bis 7 und stellt bei go- C eine klare, dünne Flüssigkeit dar, die bei 25= C zu einem gelben Gelee erstarrt. Der Widerstand dieses Produktes bei go- C beträgt i25 bis 150 Ohm/ cm3 und bei 25i C ungefähr -tooo Ohm/cm3. Es ist erkennbar, daß Ammoniak den Widerstandswert erniedrigt. Während die erwähnte Ammoniakbehandlung kaum nennenswert die Kapazität verändert. zeigt sich der Leistungsfaktor erniedrigt (5% bei 25= C). Beispiel 3 Eine Mischung von .I8 Gewichtsteilen Milchsäure, 27 Gewichtsteilen Borsäure, 25 Gewichtsteilen Formamid wird bei ;75 bis 8ö1 C so lange mit Ammoniakgas versetzt, bis das Produkt einen pH Wert von 7 bis 7,5 angenommen hat. Die Temperatur von 13o bis i.Ioi C wird ungefähr 3 bis d. Stunden lang aufrechterhalten bzw. so lange, bis das Produkt bei go` C einen Widerstand von 137 Ohm/ cm-3 zeigt. Die Eigenschaften des Elektrolyts sind ähnlich wie bei den Elektrolyten nach Beispiel i und 2 beschrieben.
Zur Bildung des Elektrolyts kann man auch in der Weise verfahren, daß man zunächst die Einzelbestandteile getrennt behandelt und dann zusammengibt und darauf homogenisiert.
Der Anteil des Amids soll ferner möglichst .Io % der Gesamtmischung nicht übersteigen und das Oxysäureprodukt mindestens dem Amidanteil gleich sein. An Stelle von Ammoniumborat können andere Salze, wie z. B. Alkalisalze der Phosphorsäure, Weinsäure, Essigsäure oder Citronensäure einen Teil des Elektrolyts darstellen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrolyt für elektrolvtisclie Kondensatoren, dadurch gekennzeichnet, daß er außer einer Säure, wie Borsäure, als wesentlichen Bestandteil Verbindungen von Anhydriden der Oxy säuren von harzartiger Beschaffenheit enthält. 2. Elektrolyt nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Zusatz von. Ammonsalzen. 3. Elektrolyt nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch den Zusatz eines Amids, wie- Formamid. Elektrolyt nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyt eine Mischung von Laktiden und/oder Laktonen mit Formamid und Ammonborat verwendet wird. 5. Elektrolyt nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus 75 % Laktamid und 25 % Formamid besteht. 6. Elektrolyt nach den Ansprüchen i bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß der Amidanteil 4o % der Gesamtrnischung nicht übersteigt und das Oxysäureprodukt mindestens gleich dem Amidanteil ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 563 994-, 582 792; französische Patentschriften Nr. 780 323, 735 722, 777 9-99, 755 92-2, 783 0-14. 7 1 8 776, 757 400.