DE1186637B - Aluminum foil, particularly suitable for electrolytic capacitors - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: C 22 cBoarding school Class: C 22 c

Deutsche KI.: 40 b-21/00 German KI .: 40 b -21/00

Nummer: 1186 637Number: 1186 637

Aktenzeichen: A 40971VI a/40 bFile number: A 40971VI a / 40 b

Anmeldetag: 18. August 1962Filing date: August 18, 1962

Auslegetag: 4. Februar 1965Opening day: February 4, 1965

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere für Elektrolytkondensatoren geeignete Aluminiumfolie, die unter Verwendung von Aluminium von einer Reinheit von mindestens 99,97^r°/Ό hergestellt wird.The present invention relates to an aluminum foil which is particularly suitable for electrolytic capacitors and which is produced using aluminum of a purity of at least 99.97 ^r ° / Ό.

Bei der Fabrikation von Elektrolytkondensatoren werden die Aluminiumfolien durch Ätzen aufgerauht und dann formiert. Bekanntlich ist es sehr schwierig, Aluminiumfolien höchster Reinheit ohne Hilfe von elektrischem Strom in befriedigender Weise aufzurauhen. Außerdem treten gelegentlich beim elektrolytischen Aufrauhen Schwierigkeiten auf, die z. B. auf die Grobkörnigkeit des Metalls zurückzuführen sind. Man hat schon kleine Mengen von chemischen Elementen dem Reinstaluminium zugesetzt, um dessen Ätzfähigkeit zu verbessern. Vorgeschlagen wurden beispielsweise Zusätze von 0,001 bis 0,01% Blei, Zinn, Wismut, Antimon, Thallium, Titan, Nikkei, Palladium, Platin, Zirkonium und auch von 0,01 bis 0,3% Bor.When manufacturing electrolytic capacitors, the aluminum foils are roughened by etching and then formed. As is well known, it is very difficult to produce aluminum foils of the highest purity without the aid of to roughen electric current in a satisfactory manner. They also occur occasionally when electrolytic Roughening up difficulties z. B. due to the coarseness of the metal are. Small amounts of chemical elements have already been added to the pure aluminum in order to to improve its etchability. For example, additives of 0.001 to 0.01% have been proposed Lead, tin, bismuth, antimony, thallium, titanium, nikkei, palladium, platinum, zirconium and also from 0.01 to 0.3% boron.

Eine Folie, die sich für das Aufrauhen besonders gut eignet, ist beispielsweise in der schweizerischen Patentschrift 338 309, der USA.-Patentschrift 2 886 432, der britischen Patentschrift 791 380 und der österreichischen Patentschrift 198 852 beschrieben. Diese Aluminiumfolie weist außer Aluminium und höchstens 0,02% Eisen, Silizium und anderen Verunreinigungen einen Gehalt von 0,005 bis 0,05% Bor gleichzeitig mit einem Gehalt von 0,001 bis 0,005% Zink und 0,0003 bis 0,002% Magnesium auf, wobei das Verhältnis des Zinks zum Magnesium größer ist als 2:1, vorzugsweise 3:1 bis 4:1. Vorzugsweise wird der Eisengehalt erhöht, z. B. bis auf 0,006%. Sehr gute Ergebnisse werden erzielt mit einem Eisengehalt von 0,0025 bis 0,0035%. Der Borgehalt schon allein gestattet eine Kapazitätserhöhung um etwa 20% im fertigen Elektrolytkondensator, doch wird durch den Zusatz von Bor allein die Grobkornbildung nicht mit Sicherheit verhindert. Diese Sicherheit wird durch den weiteren Zusatz von Zink + Magnesium gegeben.A film that is particularly suitable for roughening is, for example, the Swiss one U.S. Patent No. 338,309, U.S. Patent No. 2,886,432, British Patent No. 791,380, and U.S. Patent No. 2,886,432 the Austrian patent specification 198 852 described. This aluminum foil has besides aluminum and a maximum of 0.02% iron, silicon and other impurities with a content of 0.005 to 0.05% Boron at the same time with a content of 0.001 to 0.005% zinc and 0.0003 to 0.002% magnesium on, the ratio of zinc to magnesium being greater than 2: 1, preferably 3: 1 to 4: 1. Preferably the iron content is increased, e.g. B. down to 0.006%. Very good results are achieved with an iron content of 0.0025 to 0.0035%. The boron content alone allows a capacity increase of around 20% in the finished electrolytic capacitor, however, the addition of boron alone does not prevent the formation of coarse grains with certainty. This security is given by the further addition of zinc + magnesium.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf eine insbesondere für Elektrolytkondensatoren geeignete Aluminiumfolie, die aus Aluminium von mindestens 99,97%, vorzugsweise mindestens 99,98% Reinheit besteht und zusätzlich einen Gehalt von 0,003 bis 0,05% Beryllium aufweist. Die erfindungsgemäße Folie weist demgemäß außer Aluminium und insgesamt höchstens 0,03%, vorzugsweise 0,02% Eisen, Silizium, Kupfer (Cu z. B. 0,001 bis 0,01%) und anderen Verunreinigungen einen Gehalt von 0,003 bis 0,05% Beryllium auf. Auch hier ist Insbesondere für Elektrolytkondensatoren
geeignete AluminiumfolieThe present invention relates to an aluminum foil which is particularly suitable for electrolytic capacitors and which consists of aluminum of at least 99.97%, preferably at least 99.98% purity and additionally has a beryllium content of 0.003 to 0.05%. The film according to the invention accordingly has, in addition to aluminum and a total of at most 0.03%, preferably 0.02%, iron, silicon, copper (Cu e.g. 0.001 to 0.01%) and other impurities, a content of 0.003 to 0.05% Beryllium. Here, too, is especially for electrolytic capacitors
suitable aluminum foil

Anmelder:Applicant:

Aluminium-Walzwerke Singen G. m. b. H.,Aluminum rolling mills Singen G. m. B. H.,

Singen (Hohentwiel)Singing (Hohentwiel)

ίο ίο

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Hans Hug, Neuhausen, Rheinfall (Schweiz)Hans Hug, Neuhausen, Rhine Falls (Switzerland)

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 22. August 1961 (9829)Claimed priority:
Switzerland of 22 August 1961 (9829)

ein Gehalt von 0,001 bis 0,005% Zink und 0,0003 bis 0,002% Magnesium innerhalb der Grenze von 0,03 bzw. 0,02% für die Verunreinigungen günstig; ein besonderes Gewichtsverhältnis des Zinks zum Magnesium ist erforderlich.a content of 0.001 to 0.005% zinc and 0.0003 to 0.002% magnesium within the limit of 0.03 or 0.02% are favorable for the impurities; a special weight ratio of the zinc to the Magnesium is required.

Die erfindungsgemäße Aluminiumfolie ergibt besonders nach einem Endglühen bei einer Temperatur zwischen 500° C und knapp unter dem Schmelzpunkt des Aluminiums (gleichwohl ob das Endglühen in der Luft, in Schutzgas oder im Vakuum erfolgt) eine merkliche Verbesserung hinsichtlich der erreichbaren Kapazität im Vergleich zur bekannten Aluminiumfolie mit Bor-, Zink- und Magnesiumgehalt.The aluminum foil of the present invention is particularly effective after a one-temperature final anneal between 500 ° C and just below the melting point of the aluminum (regardless of whether the final annealing in the air, in protective gas or in a vacuum) a noticeable improvement in terms of the achievable Capacity compared to the well-known aluminum foil with boron, zinc and magnesium content.

Vorteilhaft ist aber auch ein gleichzeitiger Gehalt der Aluminiumfolie an Beryllium und Bor, wobei der Borgehalt 0,005 bis 0,05% beträgt und vorzugsweise bei 0,005 bis 0,015% liegt.However, a simultaneous beryllium and boron content in the aluminum foil is also advantageous, the Boron content is 0.005 to 0.05%, and is preferably 0.005 to 0.015%.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Folie lassen sich an folgenden Beispielen veranschaulichen.
Es wurde von einer Legierung folgender Zusammensetzung ausgegangen:The advantages of the film according to the invention can be illustrated by the following examples.
An alloy of the following composition was assumed:

Beryllium 0,01 %Beryllium 0.01%

Silizium 0,0035%Silicon 0.0035%

Eisen 0,0036%Iron 0.0036%

Kupfer 0,0015%Copper 0.0015%

Magnesium 0,0019%Magnesium 0.0019%

Zink 0,0017%Zinc 0.0017%

Aluminium + nicht nachgewie-Aluminum + not verified

sene Spurenelemente Restsene trace elements rest

Aus dieser Legierung wurde je ein Walzbarren von · 200 -70 mm bei 600, 500 und 400° C in einenFrom this alloy, a rolling ingot of 200-70 mm each at 600, 500 and 400 ° C. was made into one

50 J 507/28250 J 507/282

Claims (6)

3 43 4 Luftumwälzofen eingesetzt, nach Erreichung der im In allen Fällen war die Kapazität höher nach demIn all cases, the capacity was higher after the Ofen herrschenden Temperatur noch ¹Ii Stunde ge- Glühen in Stickstoff als nach dem Glühen in Luft.At the temperature in the furnace, ^{annealing in nitrogen was continued for one and a} half hours than after annealing in air. glüht und dann mit dieser Anfangstemperatur auf Obwohl bei der erfindungsgemäßen Folie dasGlows and then rises to this initial temperature 10 mm Dicke warm heruntergewalzt. Nach Beizen elektrolytische Ätzen bevorzugt wird, kommt auch10 mm thick hot rolled. After pickling, electrolytic etching is preferred too wurden die erhaltenen Platten auf 0,8 mm kalt- 5 das chemische Ätzen in Frage.the plates obtained were cold-cut to 0.8 mm - chemical etching in question. gewalzt. Hirauf fand eine Zwischenglühung der er- Die erfindungsgemäße Folie ist nicht nur für dierolled. Hirauf found an intermediate annealing of the film according to the invention is not only for haltenen Bleche statt, und anschließend wurde auf Herstellung von Kondensatorfolien verwendbar, son-held sheet metal instead, and then it was usable for the production of capacitor foils, but eine Fertigstärke von 90 μ gewalzt. Muster der er- dem auch für die Herstellung von Flachdruckfolien,a finished thickness of 90 μ rolled. Samples of the also for the production of flat printing foils, haltenen Folien wurden etwa 1 Stunde bei 600° C die zur Erreichung der Saugfähigkeit aufgerauhtThe films held were roughened for about 1 hour at 600 ° C. to achieve absorbency in Luft bzw. in Stickstoff geglüht und dann unter 10 werden.annealed in air or in nitrogen and then below 10. folgenden Bedingungen elektrolytisch aufgerauht: Patentansprüche:electrolytically roughened under the following conditions: Claims: Elektrolyt 8°/oige wässerige Lösung 1. insbesondere für ElektrolytkondensatorenElectrolyte 8% aqueous solution 1. especially for electrolytic capacitors von NaCl geeignete Aluminiumfolie, die aus Aluminiumaluminum foil suitable for NaCl, which is made of aluminum Temperatur 80° C 15 mit einer Reinheit von mindestens 99,97%, vor-Temperature 80 ° C 15 with a purity of at least 99.97%, Stromart Gleichstrom zugsweise mindestens 99,98%, besteht, wobei dieType of current direct current preferably at least 99.98%, there being the Anodische Stromdichte 50 A/dm* JJ¹ einer Menge von insgesamt höchstens 0,03Anodic current density 50 A / dm * JJ ¹ an amount not exceeding 0.03 in total Ätzdauer 2 Minuten 36 Sekunden ^bzw" höchstens 0,02% vorhandenen Verunremi-Etching time 2 minutes 36 seconds ^or "a maximum of 0.02% of existing impurities (entsprechend 30 ·/, S.^unfⁿ ™ ^«η Eisen, Silizium und Kupfer(corresponding to 30 · /, S. ^and f ⁿ ™ ^ «η iron, silicon and copper Gewichtsverlust) ^{20 sm} ' ^{und die durcn Atzen} aufrauhbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerWeight loss) ^{20 nm} ' ^{and which can be roughened by etching} , characterized in that it Nach dem Spülen und Trocknen wurden die den vorerwähnten Verunreinigungen 0,003 bisAfter rinsing and drying, the aforementioned impurities became 0.003 to Folienabschnitte formiert (mit einer anodischen 0,05% Beryllium enthält.Foil sections formed (containing an anodic 0.05% beryllium. Oxydschicht versehen) und ihre Kapazität gemessen. Oxide layer) and measured its capacity. 2. Aluminiumfolie nach Anspruch 1, dadurch2. Aluminum foil according to claim 1, characterized Parallelversuche wurden mit einer Folie gleicher 25 gekennzeichnet, daß sie innerhalb der Grenze vonParallel tests were marked with a film equal to 25 that they were within the limit of Zusammensetzung, aber mit 0,019% Bor an Stelle 0,03 bzw. 0,02% für die Verunreinigungen nochComposition, but still with 0.019% boron instead of 0.03 or 0.02% for the impurities des Berylliums durchgeführt, wobei ebenfalls ein 0,001 bis 0,005% Zink und 0,0003 bis 0,002%of beryllium, with a 0.001 to 0.005% zinc and 0.0003 to 0.002% Glühen von einer Stunde bei 600° C in Luft bzw. in Magnesium enthält.Glowing for one hour at 600 ° C in air or in magnesium. Stickstoff vor dem Ätzen stattfand. Nitrogen before etching took place. 3. Folie nach Anspruch 1, gekennzeichnet3. Foil according to claim 1, characterized Die durchschnittliche Verbesserung der Kapazität 30 durch einen Gehalt an Eisen bis 0,006%.The average improvement in capacity 30 through an iron content of up to 0.006%. der berylliumhaltigen Folie gegenüber der borhalti- the beryllium-containing foil compared to the boron-containing 4. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekenn-4. Foil according to claim 1, characterized gen hinsichtlich der Hochvoltkapazität (540V) be- zeichnet, daß der Gehalt an Eisen 0,0025 biswith regard to the high-voltage capacity (540V) means that the iron content is 0.0025 to trug nach Glühen in der Luft 23% und nach Glühen 0,0035% beträgt.contributed 23% after glow in the air and 0.0035% after glow. in Sticksoff 12%. in nitrogen 12%. 5. Folie nach Anspruch 1, gekennzeichnet5. Film according to claim 1, characterized Folienabschnitte gleicher Zusammensetzung er- 35 durch einen zusätzlichen Gehalt von 0,005 bisFilm sections of the same composition have an additional content of 0.005 to gaben bei Messung der Niedervoltkapazität (6 V) eine 0,05 % an Bor.gave a 0.05% of boron when measuring the low-voltage capacity (6 V). durchschnittliche Verbesserung von 14% nach average improvement of 14% after 6. Folie nach Anspruch 1 und 5, dadurch geGlühen in der Luft und von 5% nach Glühen in kennzeichnet, daß der Gehalt an Bor 0,005 bis Stickstoff. 0,015% beträgt.6. Foil according to claims 1 and 5, characterized by annealing in the air and from 5% after annealing in indicates that the content of boron is 0.005 to Nitrogen. Is 0.015%. 509 507/282 1.65 © Bundesdruckerei Berlin509 507/282 1.65 © Bundesdruckerei Berlin