DE976480C

DE976480C - Verfahren zum Herstellen elektrolytischer Kondensatoren

Info

Publication number: DE976480C
Application number: DER2423A
Authority: DE
Original assignee: RADIO PATENTS CO
Current assignee: RADIO PATENTS CO
Priority date: 1929-08-30
Filing date: 1930-08-31
Publication date: 1963-10-03
Also published as: US2055216A

Description

Verfahren zum Herstellen elektrolytischer Kondensatoren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung elektrolytischer Kondensatoren, bei dem mindestens eine der metallischen Belegungen vor dem Zusammenbau formiert wird und die metallischen Belegungen unter Zwischenlage mit einem Betriebselektrolyten niedrigen Flüssigkeitsgrades getränkter Trennschichten zu einem Kondensatorelement aufgewickelt und im Kondensatorgehäuse angeordnet werden, worauf eine elektrische Spannung an die Kondensatorklemmen angelegt wird.
Es ist bereits bekannt, bei der Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit leichtflüssigem Elektrolyten die Elektrodenfolien in unformiertem Zustand in das Kondensatorgehäuse einzubauen und dort nach Einbringung des Betriebselektrolyten zu formieren. Zur Umgehung der Nachteile der leichtflüssigen Elektrolyten, insbesondere der Gefahr des IIerauslaufens aus dem Gehäuse, ist auch schon die Verwendung dickflüssiger Elektrolyte bekanntgeworden. Man hat solche Elektrolyte beispielsweise durch Zusatz von Verdickungsmitteln zu leichtflüssigen Elektrolyten hergestellt.
Es ist weiterhin bekannt, als positive Elektrode oder Anode eines Elektrolytkondensators eine vor der Kondensatorherstellung formierte Ventilmetallfolie zu verwenden, die zusammen mit der Gegenelektrode unter Zwischenlage von Trennschichten aufgewickelt wird, wobei die Zwischenlage mit einem dickflüssigen Elektrolyten getränkt wird. Es ist auch bekannt, an die vorher formierte Anodenfolie eines solchen Kondensators nichtformierte Anschlußstreifen aus Ventilmetall anzubringen und diese Anschlußstreifen nach dem Zusammenbau des Kondensators durch Anlegen einer Gleichspannung ebenfalls zu formieren.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren soll erreicht werden, daß Elektrolytkondensatoren auch für höhere Spannungen brauchbar werden. Ferner sollen die Kondensatoren lange Lebensdauer haben, also auch in der Ruhe, während des Versands, am Lager oder während Nichtgebrauchs sich nicht abnutzen, d. h. daß weder der Betriebselektrolyt verbraucht oder verändert noch das Elektrodenmaterial und die Leitungen angefressen werden sollen. Schließlich soll der Kondensator auch hohe Temperaturen bei Gebrauch und Nichtgebrauch aushalten können und bei geringem Gewicht kleinsten Raum beanspruchen. Die Kondensatoren sollen weiterhin untereinander gleichmäßig und in möglichst ununterbrochenem, fortlaufendem Betrieb herzustellen sein.
Die Erfindung besteht darin, daß als Betriebselektrolyt eine im wesentlichen aus Glycerin und insbesondere Gummiarabikum bestehende, bis auf eine Temperatur von etwa i4o° C gekochte Mischung verwendet wird, daß die nach dem Zusammenbau an die Belegungen angelegte Spannung unter der Formierspannung liegt, daß eine Nachformierung der Oxydschichten erfolgt und daß während der Nachformierung dem Kondensatorelement - und bei Parallelschaltung mehrerer Kondensatorelemente jedem von ihnen - ein Ohmscher Schutzwiderstand in Reihe geschaltet wird.
Durch Anwendung der Merkmale der Erfindung wird folgendes erreicht: Einerseits wird durch die Verwendung eines gekochten Betriebselektrolyten, der auf Grund seiner Zusammensetzung und seines Herstellungsverfahrens die Elektroden und Elektrodenzuleitungen nicht korrodiert, eine lange Lebensdauer des Kondensators garantiert, -und andererseits wird durch die Anwendung eines Nachformierverfahrens nach dem Zusammenbau des Kondensators dafür gesorgt, daß während des Aufwickelns der Elektrodenfolien oder des Einbaus in das Gehäuse vorkommende Verletzungen der Oxydhaut der Elektroden ausgeheilt werden. Der Betriebselektrolyt besteht zweckmäßig aus reinem, pulverförmigem Gummiarabikum, das in heißem Glycerin gelöst ist.
Gummiarabikum ist als schwache Säure aufzufassen; die der Lösung die Eigenschaft eines Elektrolyten verleiht. Zweckmäßig werden dabei folgende Verhältnisse innegehalten: Glycerin, das ist ein mehrwertiger Alkohol .. .. ......- ............ 18 kg Bestes gepulvertes Gummiarabikum von klarer weißer Farbe .... 4,5 kg Es kann auch mehr oder weniger Gummiarabikum verwendet werden, jedoch wird die angegebene Menge als sehr geeignet gefunden. .
Als zweckmäßige Weise, den Betriebselektrolyten zu kochen, hat sich herausgestellt, zuerst den Glycerinbestandteil bis auf ungefähr ioo° C zu erwärmen, worauf die richtige Menge Gummiarabikum hinzugefügt und verrührt wird. Als Vorsichtsmaßregel wird ein niedriger Flüssigkeitsspiegel in dem Gefäß, in dem der Elektrolyt gekocht wird, vorgesehen, damit das bei hoher Temperatur entzündliche Glycerin nicht über den Rand des Gefäßes verschüttet wird.
Das Kochen mit gelegentlichem Umrühren wird während einer Zeitdauer von etwa 30 Minuten fortgesetzt, bis etwa 14o bis i5o° C erreicht sind. Die fertige Lösung hat dann eine leichte Orangefarbe und soll unmittelbar nach dem Kochen zwecks Reinigung durch einen dichten Filter in einen Speicherbehälter abgegossen und luftdicht verschlossen gehalten werden. Die Lösung dickt beim Erkalten zu einem dicken Sirup oder einer Masse von verhältnismäßig niedrigem Flüssigkeitsgrad ein und muß, wenn sie für Tränkungszwecke wieder verwendungsfähig werden soll, allmählich auf etwa 9o- bis 95° C erwärmt werden. Sie ist dann in einem genügend flüssigen Zustand. Die Mischung ist sehr stabil und kann beliebig lange Zeit nach ihrer Herstellung verwendet werden. Sie greift Aluminium nicht an und ergibt einen ausgezeichneten, für Hochvolt-Elektrolytkondensatoren geeigneten Elektrolyten, so daß solche Kondensatoren ununterbrochen bei höheren Spannungen mit einem Minimum von Strom- und Energieverlust verwendet werden können. Die in den angegebenen Verhältnissen zusammengesetzte Mischung schützt auch in vorteilhafter Weise den dielektrischen Überzug auf der Belegung, indem sie an einer Stelle, die durch einen Durchschlag verletzt wurde, das dielektrische Häutchen wiederherstellt.
Die Behandlung (Nachformieren) des in der Figur gezeigten fertigen Kondensatorelementes 52 wird vollendet, wie es in der Figur dargestellt ist, und erfordert eine Zeit von etwa 5 Minuten je Kondensator. Ein angetriebener Gleichstrom-Generator 87, der durch einen Widerstand 89 auf eine Spannung von etwa 5oo Volt geregelt wird, speist Sammelschienen 9o und 9i, an welchen erfindungsgemäß eine größere Anzahl von Widerständen 92 von etwa io ooo Ohm liegt. Über Verbindungsstücke 93 kann eine Kondensatorrolle, deren Kapazität z. B. i Mikrofarad beträgt, in den Stromkreis der Schienen 9o, 9i in Reihe mit dem Widerstand 92 geschaltet werden. Ein Strom richtiger Polarität wird durch Schließen des Schalters 94 für etwa 5 Minuten, jedoch nicht länger als etwa 12 Minuten hindurchgeschickt. Die Nachformierung findet bei niedrigerer Spannung statt als die Vorformierung der Elektrodenfolien.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung - elektrolytischer Kondensatoren, bei dem mindestens eine der metallischen Belegungen vor dem Zusammenbau formiert wird und die metallischen Belegungen unter Zwischenlage mit einem Betriebselektrolyten niedrigen Flüssigkeitsgrades getränkter Trennschichten zu einem Kondensatorelement aufgewickelt und im Kondensatorgehäuse angeordnet werden, worauf eine elektrische Spannung an die Kondensatorklemmen angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebselektrolyt eine im wesentlichen aus Glycerin und insbesondere Gummiarabikum bestehende, bis auf eine Temperatur von etwa 14o° C gekochte Mischung verwendet wird, daß die nach dem Zusammenbau an die Belegungen angelegte Spannung unter der Formierspannung liegt, daß eine Nachformierung der Oxydschichten erfolgt und daß während der Nachformierung dem Kondensatorelement - und bei Parallelschaltung mehrerer Kondensatorelemente jedem von ihnen - ein Ohmscher Schutzwiderstand in Reihe geschaltet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 262 775, 274 880; schweizerische Patentschriften Nr. 59:261, 59 512; französische Patentschriften Nr. 320 I32, 53I o67; britische Patentschriften Nr. 216I39, 314i6o; USA.-Patentschriften Nr. i o65 704, i 330 581, 1 658 976,i 672 899,i 7 I0 073.