DE914042C

DE914042C - Process for the production of surface-enlarged electrodes, especially for electrolytic capacitors

Info

Publication number: DE914042C
Application number: DES16287D
Authority: DE
Inventors: Paul Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1940-10-25
Filing date: 1940-10-25
Publication date: 1954-06-24

Description

Verfahren zur Herstellung von oberflächenvergrößerten Elektroden, insbesondere für elektrolytische Kondensatoren Für die Herstellung von oberflächenvergrößerten Elektroden für Elektrolytkondensatoren wurden die verschiedenartigsten Methoden bekannt. Beispielsweise ist die Aufrauhung der Elektroden auf mechanischem Wege mittels Sandstrahl oder auf chemischem oder elektrochemischem Wege möglich. Von allen Verfahren erwies sich das chemische und elektrochemische als besonders günstig. Das elektrochemische oder elektrolytische Verfahren wird wegen seiner Wirtschaftlichkeit besonders für die Ätzung endloser Bänder bevorzugt. Bei diesem Verfahren. ist es möglich, die Intensität der Aufrauhung durch den aufgewandten Strom in einfacher Weise zu regulieren, ohne daß man von den chemischen Agenzien in den Bädern so stark abhängig ist, wie es bei der rein chemischen Ätzung der Fall ist. Es ist weiterhin bekannt, die Elektroden, starre Gebilde oder Folien, vor der eigentlichen Aufrauhung in einem alkalischen Bad vorzubehandeln. Diese Vorbehandlung hat den Zweck, eventuell auf der Folienoberfläche befindliches Fett vom Herstellungsprözeß sowie die immer vorhandene sogenannte Luftoxydschicht zu entfernen. In der Praxis wurde in erster Linie Natronlauge zu diesem Zweck benutzt. In neueren Anlagen wurden die Vorreinigung in Lauge und die eigentliche Aufrauhung in Säure so kombiniert; daß der eine Pol des Gleichstromgenerators an die feststehenden Elektroden des Laugenbades; der andere Pol, der Minuspol, an die Gegenelektroden des Säurebades gelegt wird. Die Folie durchläuft so hintereinander zwei Bäder, in welchen sie die Polarität wechselt. Im Laugenbad ist sie negativ, im Säurebad positiv. Bei diesem an und für sich sehr einfachen Verfahren zur Aufrauhung endloser Bänder machte es sich störend bemerkbar, daß erstens die Lauge sehr teuer ist, zweitens die Badspannung in der Lauge sehr hoch ist, etwa 4V, drittens die Laugenabfüllung nach je 8 Betriebsstunden ausgewechselt und verworfen werden muß, wodurch neben dem Materialverlust auch noch Zeitverlust durch das Aus- und Einfüllen entsteht.Process for the production of electrodes with increased surface area, especially for electrolytic capacitors For the production of enlarged surface Electrodes for electrolytic capacitors have been of the most diverse methods known. For example, the electrodes are roughened mechanically possible by means of sandblasting or by chemical or electrochemical means. from In all processes, the chemical and electrochemical ones proved to be particularly favorable. The electrochemical or electrolytic process is used because of its economy especially preferred for etching endless belts. In this procedure. is it possible, the intensity of the roughening by the applied current in simpler Way to regulate without being so strongly affected by the chemical agents in the baths is dependent, as is the case with purely chemical etching. It is still known, the electrodes, rigid structures or foils, before the actual roughening pre-treat in an alkaline bath. This pretreatment has the purpose of possibly fat from the manufacturing process and always on the film surface to remove existing so-called air oxide layer. In practice it was first Line caustic soda used for this purpose. In newer plants the pre-cleaning so combined in lye and the actual roughening in acid; that one pole the direct current generator to the fixed electrodes of the caustic bath; the other Pole, the negative pole, to the counter electrodes of the Acid bath will. The film runs through two baths one behind the other, in which it changes the polarity changes. In the lye bath it is negative, in the acid bath it is positive. With this on and for The very simple process of roughening endless ribbons made it bothersome noticeable that firstly the lye is very expensive, secondly the bath voltage in the Lye is very high, around 4V, thirdly, the lye filling after every 8 hours of operation must be replaced and discarded, which in addition to the loss of material also Loss of time due to filling and filling occurs.

Erfindungsgemäß werden die Übelstände des Laugenbades dadurch beseitigt, daß an Stelle der Laugenfüllung eine Säurefüllung, vorzugsweise Schwefelsäure, verwendet wird. Es zeigte sich nämlich überraschenderweise, daß der aktivierende Effekt der Lauge unter bestimmten Bedingungen auch von der Schwefelsäure hervorgerufen werden. kann. So erwies es sich als günstig, eine etwa io0%ige Säure zu verwenden, deren Temperatur zwecks Verbesserung der chemischen Wirkung und Erhöhung der Leitfähigkeit etwa 8ö' C beträgt. Andere Temperaturen, beispielsweise bis herab zu 20° C, und Konzentrationen von 3o bis 35'/o und höher sind ebenfalls anwendbar. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Elektroden auf die Dauer von etwa 2 Minuten dem Schwefelsäürebad auszusetzen.According to the invention, the inconveniences of the lye bath are eliminated by that instead of the lye filling, an acid filling, preferably sulfuric acid, is used will. It was found, surprisingly, that the activating effect of Lye can also be caused by sulfuric acid under certain conditions. can. So it turned out to be advantageous to use an acid of about 10%, their Temperature to improve the chemical effect and increase the conductivity is about 80 ° C. Other temperatures, for example down to 20 ° C, and Concentrations of 30 to 35% and higher are also applicable. It has Proven to be advantageous, the electrodes for a period of about 2 minutes in the sulfuric acid bath suspend.

Die Wirkung der Säure beruht anscheinend darauf, daß die bei Stromdurchgang an der Folie auftretenden Wasserstoffblasen eventuell vorhandes Fett mechanisch entfernen, wobei diese Wirkung durch erhöhte Temperatur verstärkt wird. Darüber hinaus löst :sich ein sehr kleiner Teil der Folie in der Säure, »so daß @die Folie, wenn sie in das eigentliche Aufrauhbad einläuft, die Inkubationsperiode, d. h. die Zeit, in welcher noch kein Angriff stattfindet, und die Induktionsperiode, j d. h. die Zeit, in der sich Lokalelemente ausbilden, auf der jede Löslichkeit beruht und die beim Lösen von Metallen immer durchlaufen werden muß, schon durchlaufen hat. Erst jetzt tritt die Reaktionsperiode ein, d. h. der Höhepunkt der Lösung ist erreicht, wobei sich das Metall nahezu gleichmäßig löst und die Aufrauhung mit großer Gleichmäßigkeit erfolgt.The effect of the acid is apparently based on the fact that the current passes Any hydrogen bubbles that appear on the film, any grease that may be present mechanically remove, whereby this effect is intensified by increased temperature. About that in addition, a very small part of the film dissolves in the acid, »so that @the film, if it runs into the actual roughening bath, the incubation period, d. H. the Time in which no attack takes place and the induction period, j d. H. the time in which local elements develop, on which all solubility is based and which must always be traversed when loosening metals, already traversed Has. Only now does the reaction period come in, i. H. the culmination of the solution is achieved, whereby the metal dissolves almost evenly and the roughening with great Uniformity takes place.

Beirr Arbeiten nach dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung erhält man sehr gleichmäßig geätzte Oberflächen. Ein besonderer Vorteil der neuen Methode ist darin zu sehen, daß hier entgegen der Laugenvorbehandlung nur ein unmerklicher Dickenverlust eintritt, wodurch wesentlich dünnere Folien verarbeitet werden können. Außer Schwefelsäure können auch andere Säuren, vorzugsweise anorganischer Natur, und/oder deren Salze verwendet werden.When working according to the method according to the present invention one very evenly etched surfaces. A particular advantage of the new method can be seen in the fact that here, contrary to the caustic pretreatment, only an imperceptible one Loss of thickness occurs, which means that much thinner foils can be processed. In addition to sulfuric acid, other acids, preferably of an inorganic nature, can also be used. and / or their salts are used.

Das vorstehend beschriebene Verfahren ist natürlich nicht auf die Herstellung von Elektroden für elektrolytische Kondensatoren beschränkt, sondern kann überall da angewendet werden, wo Metall, vorzugsweise -Aluminium, aufgerauht werden soll.The method described above is of course not limited to that Manufacture of electrodes for electrolytic capacitors limited but can be used wherever metal, preferably aluminum, is roughened shall be.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of electrodes with enlarged surface, in particular for electrolytic capacitors, characterized in that the electrode metal is subjected to a pretreatment in an acid prior to an electrolytic roughening known per se; in particular an inorganic acid, preferably sulfuric acid, is exposed in such a way that the electrode metal is connected to the negative pole of an electrical voltage source during this pretreatment.

2. Procedure according to Claim i, characterized in that a counter electrode for the acid bath Supply of the electric current is arranged.

3. The method according to claim i and 2, da = characterized by, i.e. the electrode metal on, the duration of about 2 minutes is exposed to the sulfuric acid bath. :

4. The method according to claim i to 3, characterized in that the pretreatment at elevated temperature, preferably takes place at about 8o ° C.

5. The method according to claim i to 4 :, characterized in, that the pretreatment takes place at room temperature.

6. The method according to claim i to 5, characterized in that acid concentrations of about io to 35% are used. Cited publications: German Patent No. 655 567; Austrian patent specification No. 155 563 Swiss patent specification No. 2o6 533; French patent specification No. 815 oo2.