CH636474A5 - Kathodenfolie fuer einen elektrolytkondensator. - Google Patents
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Description
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Aluminiumfolie für Coulomb/cm2) und 250 mJ/15 mm Folienbreite (18,8 Cou-einen Elektrolytkondensator mit einem noch höheren Kapazi- lomb/cm2) für Folie (1) und 450 mJ/15 mm Folienbreite nach tätswert zu schaffen. Beizung mit einer elektrischen Ladung von 9,4 Coulomb/cm2
Die Kathodenfolie nach der Erfindung ist dadurch gekenn- für Folie (2).
zeichnet, dass sie aus Aluminium mit einem Kupfergehalt zwi- 60 sehen 0,15 und 5,7 Gew.-% und einer Gesamtmenge an Verun- Beispiel 2
reinigungen von höchstens 2 Gew.-% besteht. Die Kapazität von Wickelpaketen als Funktion der
Das Cu ausser Betracht gelassen, entspricht das Ausgangs- Betriebsspannung von Elektrolytkondensatoren wird mit der material z.B. der DIN-Norm 1712 mit den folgenden Maxima Folie (1) bzw. der Folie (2) als Kathode gegeben.
(Gew.-%)
(1) Mn
1,0%
(2) Mn
0,04%
Cu
0,1%
Cu
3,95%
Ti
0,02%
Ti
0,003%
Fe
0,6%
Fe
0,04%
Si
0,3%
Si
0,07%
Zn
0,1%
Zn
< 0,01%
Mg
0,2%
Mg
0,04%
Cr
0,04%
Cr
< 0,01%
übrige Verunreinigungen
je
^ 0,05%
^0,01%
insgesamt
^ 0,15%
^ 0,05%
AI
Rest
AI
Rest
3
636 474
Betriebs- Kapazität Wickelpaket Volumengewinn
Spannung mit Kathode (2) von 240 [iF/cm2 pro Kap.-Einheit
(Volt) ( 1 ) von 100 (xF/cm2 von Wickelpaket in%
6,3
36,3 ji,F/cm2
46,1 \xF/cm2
27
10
28,6 |j,F/cm2
34,3 [iF/cm2
20
25
14,5 (iF/cm2
15,9 |i,F/cm2
9
40
9,75 jiF/cm2
10,33 n.F/cm2
6
63
5,66 (iF/cm2
5,85 (xF/cm2
3
Kathode
60 |xm Folie lOOjiF/cm2 240 jiF/cm2
30 um Folie lOOjiF/cm2 240|iF/cm2
Anode
100 |im Folie 40|xF/cm2 40|j.F/cm2 40|iF/cm2 40 (iF/cmz
Papier
2x60 |xm
Dickes 280 (im 250 (im 280 |xm 250 |xm
Wickelpaket
Kap./cm2 28,6(iF/cm2 28,6jiF/cm2 34,3 jiF/cm2 34,3 (xF/cm2 Wickelpaket
Indem die Dicke der Folie von 60 auf 30 |0,m bei gleichblei- Da die JCathodenkapazität von 240 |j.F/cm2 beim Beizen mit einer bender Kapazität herabgesetzt wird, wird ein Volumengewinn elektrischen Ladung von nur 9,4 Coùlomb/cm2 erreicht wird, ist die von 12% erhalten. Abnahme der Festigkeit der Folie dabei derart gering, dass eine Folie
Übersicht für einen 10-V-Kondensator, bei dem der Wickel 15 mit dieser Kapazität mit einer Dicke von 30 um hergestellt werden mit üblicher Glykol-Ammoniak-Borsäure-Elektrolytflüssigkeit kann"
imprägniert wird:
Claims (3)
1. Kathodenfolie aus Aluminium für einen Elektrolytkon- Si < 0,8% Ti < 0,05%
densator, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie aus Alumi- Fe < 1,0% Zn < 0,10%
nium mit einem Kupfergehalt zwischen 0,15 und 5,7 Gew.-% Mn < 0,1% übrige Elemente je <0,06%
und einer Gesamtmenge an Verunreinigungen von höchstens 2 5
Gew.-% besteht. In Bezug auf die Folie nach der vorgenannten DE-OS weist
2. Kathodenfolie nach Anspruch 1, die zur Vergrösserung eine Kathode in dem Elektrolytkondensator nach der Erfinder Oberfläche gebeizt ist. dung nach Beizung der Folie mit einer bestimmten Anzahl
2
PATENTANSPRÜCHE (Gew.-%):
3. Elektrolytischer Folienkondensator, dessen Kathode aus Coulombs/cm2 eine zwei- bis dreimal grössere Kapazität auf. einer Folie nach Anspruch 1 besteht, deren Oberfläche durch io Demzufolge weist der Kondensator selber im Vergleich zu dem Beizen vergrössert ist. Kondensator, der mit einer Kathode nach der vorgenannten
DE-OS bestückt ist, eine entsprechende Verbesserung der Gesamtkapazität auf. Dies bedeutet weiter, dass die Dicke der Folie und/oder die Menge an Beizenergie zum Erhalten eines 15 bestimmten «Beizfaktors» herabgesetzt werden können, wodurch ein Kondensator mit einem günstigeren Kapazitäts-Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenfolie aus Alu- wert pro Volumeneinheit bzw. einem niedrigeren Energieverminium für einen Elektrolytkondensator und auf einen mit brauch beim Beizen erhalten wird.
einer derartigen Kathodenfolie bestückten elektrolytischen Die Schlagfestigkeit der Folie nach Beizung mit einer
Kondensator. 20 bestimmten Anzahl Coulombs/cm2 liegt etwa in der gleichen
Ein Elektrolytkondensator besteht aus einer durch anodi- Grössenordnung wie die der bekannten Folie.
sehe Oxidation mit einer dielektrischen Aluminiumoxidhaut versehenen Aluminiumanode, einer durch Beizen mit einer Beispiel 1
grossen Oberfläche versehenen Aluminiumkathode und einer Es wird ein Vergleich zwischen einer Folie nach der vorge-
Elektrolytflüssigkeit. Die üblichste Ausführungsform ist der 25 nannten DE-OS (1) und einer Folie nach der Erfindung (2) vorAluminium-Wickelkondensator, bei dem die Anodenfolie und genommen. Die betreffenden Zusammensetzungen sind die Kathodenfolie unter Zwischenfügung eines sogenannten Separators aus Isoliermaterial zu einem Wickel aufgerollt sind.
Der Wickel ist mit einer Elektrolytflüssigkeit imprägniert und in ein Gehäuse eingebaut. 30
Es ist wichtig, die verlangte Kapazität auf einer möglichst kleinen Oberfläche zur Verfügung zu haben, was bedeutet, dass die zu oxidierende (und zu «formierende») Metalloberfläche möglichst gross sein muss. Dazu wird die Oberfläche der Anode einer Beizbehandlung unterworfen, was meistens auf elektroly- 3 tischem Wege erfolgt. Zum Erhalten einer grossen Kapazität pro Oberflächeneinheit ist es von Bedeutung, dass die Oberfläche der Kathodenfolie, die in normalen Kondensatoren in nichtformiertem Zustand eingebaut wird, ebenfalls durch Beizen vergrössert ist, und zwar derart, dass die Aufrauhung bzw. 40 die Kapazität in bezug auf die Anodenfolie beträchtlich wird.
Dadurch wird erreicht, dass die Gesamtkapazität des Konden- Beide Folien mit einer Dicke von 60 p.m wurden elektroly-
sators um so stärker durch die Anodenkapazität allein tisch in einer wässerigen Lösung von 250 g/1 NaCl mit einer bestimmt wird, je grösser die Kathodenkapazität wird. elektrischen Ladung von 9,4 und 18,8 Coulomb/cm2 gebeizt.
Für die Anodenfolie wird im allgemeinen Aluminium sehr 45 Die Kapazitätswerte wurden in einer Flüssigkeit, die aus hoher Reinheit, und zwar AI 99,99%, verwendet, das sich sehr einer 5%igen Lösung von Ammoniumpentaborat in Wasser gut formieren lässt. Dies bedeutet, dass darauf durch anodische (spezifischer Widerstand 100 O« cm) bestand, gegenüber einer Oxidation eine gute dielektrische Oxidschicht erhalten werden platinierten Silbergegenelektrode gemessen.
kann. Folie (1 ) wies nach Glühen während einer Stunde auf
Für die Kathodenfolie wird Aluminiumfolie bevorzugt, die 50 240 °C nach dem Beizen eine stabilisierte Kapazität von etwa sich gerade weniger leicht formieren lässt. Nach der DE-OS 100 (iF/cm2 (bei 9,4 Coulomb/cm2) und 180 jxF/cm2 (bei 18,8 21 02 702 ist eine gute Legierung für Kathodenfolie eine Alumi- Coulomb/cm2) auf. Folie (2) wies aber nach Beizung mit einer nium-Mangan-Legierung mit einem Mn-Gehalt zwischen 0,2 elektrischen Ladung von 9,4 Coulomb/cm2 eine Kapazität von und 2 Gew.-%. Diese Folie weist eine wesentlich höhere Kapazi- 240 jj-F/cm2 auf.
tät und Schlagfestigkeit als reine Aluminiumfolie auf. 55 Die Schlagfestigkeit betrug 350 mJ/15 mm Folienbreite (9,4
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