DE973007C

DE973007C - Verfahren zur Herstellung von aufgerauhten Aluminiumelektroden fuer Elektrolytkondensatoren

Info

Publication number: DE973007C
Application number: DES22438A
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl-Ing Schulz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-03-21
Filing date: 1951-03-21
Publication date: 1959-11-12

Description

Verfahren zur Herstellung von aufgerauhten Aluminiumelektroden für Elektrolytkondensatoren Es ist bereits bekannt, einen Körper oder eine Folie aus reinstem Aluminium mit einem Reinheitsgrad von etwa 99,99"/o für die Herstellung von Elektroden von Elektrolytkondensatoren zu verwenden. Es ist weiterhin bekannt, zur Erzielung hoher Volumenkapazität die Elektroden von elektrolvtischen Kondensatoren aufzurauhen. Von den hierfür bekannten Verfahren scheidet üblicherweise das mechanische Verfahren aus, da die erzielten Raubfaktoren uninteressant klein sind. Das chemische Raubverfahren, das die weiteste Verbreitung gefunden hatte, ist bei hochreinem Aluminium überraschenderweise nicht anwendbar, weil auch hier nur ungenügende Raubfaktoren erzielbar sind, was mit größter Wahrscheinlichkeit auf die hohe Reinheit des Aluminiums zurückzuführen ist. Das elektrolytische Raubverfahren jedoch, insbesondere in solchen Elektrolyten, die im stromlosen Zustand das Elektrodenmaterial nicht angreifen, ergibt befriedigende Ergebnisse, so daß sich für die Rauhang von 99,99% reinem Aluminium in der einschlägigen Technik das elektrolytische Raubverfahren eingeführt hat. Bei der Durchführung dieses elektrolytischen Aufrauhverfahrens wird also zwischen die aufzurauhende Aluminiumelektrode und die Säurelösung eine Spannung gelegt, die die Aufrauhung von Aluminium des genannten hohen Reinheitsgrades in wirtschaftlicher Weise ermöglicht.
Gemäß der Erfindung wird nun vorgeschlagen, dieses elektrolytische Raubverfahren dadurch zu verbessern, daß die Elektroden elektrolytisch in einem Elektrolyten geraubt werden, dem zusätzlich Verbindungen, insbesondere Salze, solcher Metalle zugefügt sind, die mit dem Aluminium elektrolytisch wirksame kleine Korrosionselemente bilden.
Die für solche Zusätze dem Fachmann zur Verfügung stehenden Mittel sind außerordentlich zahlreich. Besonders empfohlen wird jedoch die Verwendung von Kupfer- und Eisen- oder Nickelsalzen, insbesondere -chloriden, als Zusatz zu einer sauren oder gegebenenfalls basischen Lösung für die Aufrauhung.
Die Verwendung derartiger Metallsalze ist zwar an sich schon vorgeschlagen worden, jedoch entweder nur in Verbindung mit Aluminiumelektroden geringen Reinheitsgrades, die schon in sich verhältnismäßig große Mengen von Kupfer- und Eiseneinschlüssen enthalten, oder an Stelle des elektrolytischen Rauhverfahrens. In diesem Falle wurden auch bevorzugt solche Metallverbindungen gewählt, die in der Spannungsreihe nicht unter Aluminium stehen, weil die unter Aluminium stehenden Metalle, z. B. Kupfer und Eisen, nicht erwünschte Ablagerungen in der hochreinen Aluminiumelektrode hinterlassen. Die erfindungsgemäße Kombination zwischen der elektrolytischen Rauhung und der chemiGch-korrosiven Rauhung durch Zusatz von Stoffen, die mit Aluminium zusammen Korrosionselemente bilden, ist noch nicht untersucht worden, was vermutlich darauf zurückzuführen ist, daß das elektrolytische Verfahren an sich gut brauchbare Ergebnisse liefert, so daß kein Bedarf an einem weiteren Verfahren bestand. Auch war keineswegs vorhersehbar, daß sich das elektrolytische Verfahren überhaupt verbessern läßt, denn die durch das elektrolytische Rauhverfahren erzielten relativ hohen Rauhgrade können durch ein andersartiges Verfahren durchaus verschlechtert werden, so daß es der Überwindung der bestehenden Ansicht und sehr eingehender Untersuchungen bedurfte, um festzustellen, ob die erfindungsgemäße Kombination überhaupt eine Verbesserung zu erbringen in der Lage ist.
Die Untersuchungen haben den Vorteil der Kombination eindeutig bewiesen, was vermutlich darauf zurückzuführen ist, daß das elektrolytische Verfahren die Elektrode anders angreift als das chemisch-korrosive Verfahren, und zwar dürfte das elektrolytische Verfahren im wesentlichen auf das Kornzentrum der Elektrode gerichtet sein, während das chemisch-korrosive Verfahren im wesentlichen die Korngrenzen angreift. Darüber hinaus findet in den Spalten und Vertiefungen der Oberfläche der Elektrode eine durch die Korrosionselemente hervorgerufene Rauhung statt, an welchen Stellen infolge der abschirmenden Wirkung der Elektrodenoberfläche eine Stromeinwirkung nicht stattfinden kann.
Es ist daher verständlich, daß durch die erfindungsgemäße Kombinationsrauhung höhere Rauhfaktoren bzw. gleiche Rauhfaktoren bei kleinerer elektrischer Leistung bzw gleiche Rauhfaktoren in kürzerer Zeit erzielbar sind.
Nach der erfindungsgemäßen Aufrauhung werden, falls dies erforderlich ist, die Elektroden chemisch z. B. in einer Salpetersäure behandelt, wodurch die genannten Metallverbindungen, -salze und/oder die von ihnen gegebenenfalls gebildeten Niederschläge auf der Aluminiumoberfläche entfernt oder so umgesetzt werden, daß sie z. B. durch eine darauffolgende weitere Behandlung, z. B. durch eine Waschung in Wasser, entfernt werden können. Gegebenenfalls kann an Stelle dessen oder zusätzlich bereits dem Aufrauhungsbad ein chemisches Mittel, wie z. B. Salpetersäure, zugesetzt sein, das von vornherein derartige Verunreinigungen vermeidet oder ihre nachträgliche Entfernung erleichtert.
Eine weitere Verbesserung der Reinigung wird dadurch erzielt, daß die Elektroden zusätzlich zur oder an Stelle der chemischen Reinigung elektrochemisch, z. B. nach Art der an sich bekannten Elektroosmose, gereinigt werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist die wirtschaftliche Durchführung einer fortlaufenden Aufrauhung bis zu hohen Aufrauhgraden ermöglicht worden, wobei die aufzurauhende Folie von einer Vorratsrolle durch einen oder mehrere Behälter mit den Aufrauhchemikalien und den gegebenenfalls nachfolgenden Reinigungsmitteln gleitet und nach Trocknung wieder auf eine Vorratsrolle aufgewickelt wird.
Das genannte Verfahren ist außerdem nicht nur geeignet zur Herstellung von aufgerauhten Anoden. In gleicher Weise können auch z. B., insbesondere bei Elektrolytkondensatoren mit hohem Aufrauhungsgrad der Anode, Kathodenfolien bearbeitet werden, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgerauht werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von aufgerauhten Aluminiumelektroden für Elektrolytkondensatoren, wobei der Reinheitsgrad des Aluminiums etwa 99,9911/o oder größer ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden elektrolytisch in einem Elektrolyten gerauht werden, dem zusätzlich Verbindungen, insbesondere Salze, solcher Metalle zugefügt sind, die mit dem Aluminium elektrolytisch wirksame kleine Korrosionselemente bilden. a. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung von Kupfer- und/ oder Eisensalzen bzw. Nickelsalzen als Zusatz zu einer sauren oder gegebenenfalls basischen Lösung für die Aufrauhung. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode nach ihrer Aufrauhung mindestens mit einem die Metallverbindungen, -salze und/oder die von ihnen gegebenenfalls gebildeten Niederschläge auf der Aluminiumoberfläche entfernenden oder ihre Entfernung erleichternden chemischen Mittel behandelt, z. B. in einer Salpetersäurelösung gewaschen wird. 4.. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aufrauhungsbad ein den zugesetzten Metallverbindungen und/oder die von ihnen gegebenenfalls gebildeten Niederschläge auf der Aluminiumoberfläche entfernendes oder ihre Entfernung durch eine nachträgliche Behandlung erleichterndes chemisches Mittel, insbesondere Salpetersäure, zugesetzt wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode nach ihrer Aufrauhung und gegebenenfalls nach ihrer chemischen Reinigung elektrochemisch, z. B. nach Art der an sich bekannten Elektroosmose, gereinigt wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 5, gekennzeichnet durch ein fortlaufendes Verfahren zur Aufrauhung von Aluminiumfolien. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 691 25q., 746 367; schweizerische Patentschrift Nr. 2o6 533; britische Patentschriften Nr. 624 449, 433 818, 439 479; USA.-Patentschrift Nr. 2 193 711; französische Patentschrift Nr. 911 748. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 756:216.