DE2020778B2 - Tantalelektrolytkondensator - Google Patents
TantalelektrolytkondensatorInfo
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Description
25
Die Erfindung betrifft einen Tantalelektrolytkondensator gemäß dem Oberbegri ff des Patentanspruchs 1.
Es ist manchmal erforderlich, daß Kondensatoren, die in Schaltungen verwendet werden, dazu in der Lage
sind, eine Polaritätsumkehr unbeschadet zu überstehen. Für derartige Zwecke wird ein nichtpolarer Kondensator
verwendet. Handelt es sich bei dem Kondensator um einen Elektrolytkondensator, dann bestehen beide
Elektroden aus einem filmbildenden Metall, wie beispielsweise Tantal, Niob, Aluminium oder dergleichen.
Derartige Kondensatoren haben einen beträchtlichen Raumbedarf und sind außerdem teuer.
In einem üblichen Naßelektrolyt-Kondensator wird eine Silberkathode verwendet, wobei der Elektrolyt aus
Schwefelsäure besteht. Die Anode besteht aus Tantal oder Niob. Eine Umkehrung der Spannung hat zur
Folge, daß sich Silber in dem Elektrolyten auflöst und gegebenenfalls auf der Tantalelektrode nach einer
längeren Polarisierung, bei der diese Elektrode unter diesen Bedingungen als Kathode arbeitet, elektrolytisch
abgeschieden wird. In einem derartigen Kondensatorsystem haben nur einige mV einer umgekehrten Polarität
einen merklichen Rückstrom zur Folge. Nach der erneuten Einstellung der normalen Polarität kann ein
hoher Reststrom auftreten, und zwar als Folge der elektrolytischen Auflösung des Silbers, das sich auf der
Tantalelektrode infolge der umgekehrten Polarität abgeschieden hat. Dieses hat zur Folge, daß der
Kondensator nicht sofort seine normale Spannung erreicht. Diese Erscheinung kann so lange fortdauern,
bis eine merkliche Silbermenge anodisch von der Tantalelektrode abgelöst ist. Dann arbeitet der Kondensator
wieder normal.
Aus der DE-AS 12 75 207 ist schon ein Verfahren zur
Herstellung eines Tantalelektrolytkondensators bekannt, bei dem auf eine Kathode aus Tantal eine
Platinschicht aufgebracht wird, indem man die Kathode mit einem Platindekor überzieht, die organischen
Bestandteile des Dekors verdampft oder zersetzt und schließlich das Platin einbrennt. Ein Nachteil dieses
Kondensators besteht in der Verwendung des kostspieligen Trägermaterials Tantal und einer für die Erzielung
einer ausreichenden Kapazität ungenügenden spezifischen Oberfläche.
Aus der US-PS 29 23 866 is: ein Elektrolytkondensator bekannt, bei dem die das Gehäuse darstellende
Kathode aus einem Material wie Silber besteht und eine schwammartige Edelmetallschicht trägt Da dieser
Edelmetallschwamm Poren aufweist, vermag er das Fließen eines Gegenstroms bei Umkehrung der
Polarität und eine elektrochemische Umwandlung des Kathodenmaterials nicht zu hemmen bzw. zu verhindern.
Aus der US-PS 30 15 047 schließlich ist ein Elektrolytkondensator mit einer Kathode, die völlig aus Platin
besteht, bekannt. Dieser Kondensator ist sehr teuer.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines billigen Tantalelektrolytkondensators, der dazu in der
Lage ist, geringen Werten einer umgekehrten Polarität zu widerstehen, und der auch Umkehrungen der
Polarität bei erhöhten Temperaturen zu widerstehen vermag.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmale.
Dieser Tantalelektrolytkondensator ist raumsparend. Bei ihm wird vermieden, daß sich die Kathode während
Umkehrungen der Polarität in dem Elektrolyten auflöst und sich auf der Tantalelektrode abscheidet. Bei diesem
Kondensator treten während Umkehrungen der Polarität nur in geringem Ausmaß Restströme auf. Ferner
erfordert dieser Kondensator keine längere Betriebsdauer, um niedrige Restgleichstromwerte zu erhalten,
wenn eine Umkehrung der Polarität stattgefunden hat.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt eine schematische Ansicht eines Querschnitts durch die Kathode und den Kondensator.
Zur Erzielung der angestrebten Wirkungen wird eine undurchlässige Schicht aus Gold oder Platin oder
Legierungen aus Gold und Platin, beispielsweise Gold mit bis zu ungefähr 25 Gew.-% Platin und Platin mit bis
zu ungefähr 5 Gew.-% Gold, verwendet, welche die innere Oberfläche der Kathode darstellt, die sich im
Kontakt mit dem Elektrolyten befindet. Gold und Platin sowie deren Legierungen werden nicht wesentlich
beeinflußt, wenn sie in Nichthalogenidelektrolyten, wie beispielsweise Schwefelsäure, anodisch behandelt werden.
Auch wenn diese Metalle während ihrer Verwendung als Anode eine leichte Oxidation erfahren können,
so lösen sie sich beispielsweise in einem Schwefelsäure-Elektrolyten
mit einer Tantalelektrode dennoch nicht merklich auf, auch nicht nach einem viel Tausend
Stunden dauernden Betrieb unter einer Polaritätsumkehr mit bis zu ungefähr 1,5 Volt bzw. bis zu 2,0 Volt und
darüber während kurzer Zeitspannen.
Wird eine umgekehrte Spannung angelegt, die erheblich über der angegebenen Spannung liegt, dann
fließt ein merklicher Strom durch den Kondensator. Obwohl durch einen derartigen Zustand das Gold oder
das Platin nicht angegriffen werden, kann Sauerstoff aus dem Elektrolyten an der Elektrolyt-Gold/Platin-Grenzfläche
freigesetzt v/erden, wobei außerdem Wasserstoff aus dem Elektrolyten an der Tantalelektrode frei
werden kann, was für den Kondensator schädlich ist.
Je dicker die Gold- oder Platinschicht ist, desto teurer wird der Kondensator. Beispielsweise kann eine Schicht
mit einer Dicke von ungefähr 0,0025 bis ungefähr 0,12 mm und vorzugsweise mit einer Dicke von 0,012 bis
0,076 mm verwendet werden.
Die dünnen Schichten aus Gold. Platin oder einer Legierung davon sollen im wesentlichen frei von
Fehlern, wie beispielsweise Nadellöchern, sein, da derartige Fehlstellen eine Kontaktierung des Elektroly- -,
ten mit dem Unterlagenmaterial, mit dem Gehäuse oder mit dem Plattierungsmetall des Kondensators ermöglichen,
wodurch ein Teil des Gehäuses aufgelöst wird, was wiederum zur Folge hat, daß sich während einer
Polaritätsumkehr das Gehäusematerial auf der Tantal- ι ο elektrode elektrolytisch abscheidet Unter »im wesentlichen
porenfrei« ist zu verstehen, daß die Schicht höchstens eine solche Anzahl von Poren aufweist, daß
bei Umkehrung der Polarität der auftretende Reststrom von der Anode zur Gold-, Platin- oder Gold-Platin-Schicht
bei Spannungen von bis zu 1,0 V unter 1 mA pro 6,45 cm2 Kathodenfläche liegt.
Silber und Kupfer sowie deren Legierungen werden als Kathodenmaterial bevorzugt, da sie chemisch
widerstandsfähig sind, beispielsweise gegenüber Schwefeisäure. Liegen nämlich Fehlerstellen in der Gold- oder
Platinauskleidung vor, so kann der Elektrolyt zu dem äußeren Gehäuse vordringen. Beim Fehlen von
Sauerstoff oder oxydierenden Mitteln werden diese Metalle und Legierungen nicht auf chemischem Wege 2-,
angegriffen. Die bevorzugten Gehäusematerialien sind elementares Kupfer, elementares Silber und Kupfersowie
Silberlegierungen, beispielsweise Me sing, Bronze und Nickel-Kupfer-Legierungen. Die Kathode kann
ferner ein Gehäuse aus Flußstahl, legiertem Stahl oder rostfreiem Stahl sein, falls es auf eine hohe Festigkeit
und/oder Steifigkeit ankommt.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Schicht auf die innere Oberfläche des Gehäusematerials porenfrei
aufzuwalzen oder aufzupressen. Eine Methode besteht r,
darin, auf elektrolytischem Wege das Gold oder Platin auf einen glatten Dorn, beispielsweise aus elektropoliertem
rostfreiem Stahl, aufzubringen. Diese aufgebrachte Schicht wird vorzugsweise gebrannt, um etwa vorhandene
Poren zu schließen. Der Dorn wird anschließend w auf ein äußeres Gehäuse gepreßt, um die Schicht auf das
Gehäuse aufzubringen. Eine andere Methode besteht darin, eine Seite eines Silber- oder Kupferblechs zu
maskieren und dann auf elektrolytischem Wege die Schicht auf die nichtmaskierte Seite aufzubringen. Das 4-,
beschichtete Blech wird anschließend gewalzt, um etwa vorhandene Poren zu schließen, worauf durch Stanzen
und Ziehen das Kathodengehäuse geformt wird.
Die bevorzugte Methode besteht jeaoch darin, ein
Bimetall als Gehäusematerial herzustellen, insbesonde- w re aus Kupfer oder Silber oder aus einer Legierung
dieser Metalle, wobei diese Metalle mit der dünnen Schicht aus Gold, Platin oder einer Gold/Platin-Legierung
durch Aufwalzen versehen werden. Das Aufwalzen gewährleistet, daß die Schicht frei von Poren ist und -,-,
eine relativ gleichmäßige Dicke besitzt. Beispielsweise können Silber und Gold zusammen bei einer Temperatur
sowil" während einer Zeitspanne erhitzt werden, die dazu ausreicht, eine Diffusion zu erzeugen. Das Erhitzen
kann z. 11 bei einer Temperatur von 800° C durchgeführt bo
werden. Dann erfolgt ein Heißwalzen, um die Bindung zu festigen und eine anfängliche Dickenreduktion zu
erzeugen. Eine oder mehrere weitere Heiß- oder Kaltwalzstufen mit Zwischenglühungen können gegebenenfalls
zur Erzielung der gewünschten Dicke br>
durchgeführt werden. Die vorstehend geschilderte Maßnahme sollte vorzugsweise unter sauberen Umgebungsbedingungen
durchgeführt werden, um zu vermeiden, daß Fremdsubstanzen oder Fremdteilchen in die
Oberfläche unter Bildung von Nadellöchern oder anderen Fehlerstellen eingebracht werden. Bei Verwendung
dieser Bimetalle können zylindrische Kathodengehäuse nach bekannten Methoden gezogen werden.
Die Gold-, Silber- oder Gold-Silber-Legierungsschicht besitzt eine Oberfläche, die für viele Verwendungszwecke
keine gute Funktionsweise gewährleistet und die auch unbefriedigend ist, wenn ein Wechselstrom
durch den Kondensator fließt. Soll die Anode ihre volle Kapazität entwickeln, dann weist die Kathode vorzugsweise
ungefähr das lOOfache der Kapazität der Anode oder mehr auf. Zur Erreichung dieses Ziels ist es
notwendig, die wirksame Oberfläche der Kathode zu erhöhen. Die Erhöhung wird erreicht, indem man ein
Material aus feinteiligem Platin, Gold, aus Gold/Platin-Legierungen, Kohlenstoff und Mischungen aus den
vorstehend angegebenen Bestandteilen, das eine sehr große Oberfläche besitzt, auf die Oberfläche des Goldes,
des Platins oder der Gold-Platin-Legierung aufbringt.
Für diesen Zweck kann beispielsweise Platin durch elektrolytische Abscheidung aus einer Platinisierungslösung
aufgebracht werden, beispielsweise aus einer Lösung von Chlorplatinsäure. H2PtCIt,. Man kann auch
eine Anstrichmasse aus Platinschwarz verwenden. Der Kohlenstoff oder der Graphit können in Form eines
Anstrichs mit einem geeigneten Bindemittel aufgebracht werden, beispielsweise kann man den in der
US-PS 32 43 316 beschriebenen Anstrich verwenden, wobei das Bindemittel dazu dient, die Teilchen
festzuhalten und einen elektrischen Kontakt mit der Gold-, Platin- oder Gold/Platin-Legierungsoberfläche
zu erhalten. Andere Aufbringungsmethoden können ebenfalls angewendet werden.
Bei dem in dem Kondensator verwendeten Elektrolyten muß es sich um einen Elektrolyten handeln, in
welchem sich Gold, Platin oder Gold/Platin-Legierungen nicht in einem merklichen Ausmaß anodisch
auflösen, wobei der Elektrolyt eine derartig hohe Zersetzungsspannung aufweisen muß, daß er den sich
umschlagenden Spannungen zu widerstehen vermag. Außerdem muß er eine solche Leitfähigkeit besitzen,
daß er während des Betriebs eine Aufgabe einwandfrei erfüllt. Wenn auch Schwefelsäure der bevorzugte
Elektrolyt ist, so können dennoch auch andere Elektrolyte eingesetzt werden, beispielsweise Salpetersäure
oder Phosphorsäure. Für bestimmte Anwendungszwecke ist es zulässig, die Alkalisalze dieser
Säuren als Elektrolyte zu verwenden (Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium- und Cäsium-Salze).
Kondensatoren, in welchen die im wesentlichen porenfreie Gold-, Platin- oder Gold/Platin-Legierungsschicht
auf der Kathodenfläche verwendet wird, weisen ein Verhältnis des Reststromes zwischen Silberkathoden-Kondensatoren
und Kondensatoren mit einer mit Gold beschichteten Kathode von gewöhnlich wenigstens
50 000 auf. Dieses Verhältnis wird innerhalb einer ungefähr 30 Minuten dauernden Spannur.gsumkehr mit
ungefähr 0,8 Volt erreicht. Bei kleineren Spannungen ist dieses Verhältnis niedriger, während es bei höheren
Spannungen und längeren Zeiten im allgemeinen höher ist und nach ungefähr einer Stunde oft 100 000 beträgt.
Während der Reststrom im allgemeinen mit zunehmender
Kathodenfläche steigt, ist das hier erzielte Verhältnis im wesentlichen unabhängig von der
Kathodenfläche.
Die höheren Verhältnisse werden bei umgekehrten Spannungswerten und bis zu ungefähr 2 Volt erzielt.
Nach einer Spannungsumkehr von ungefähr I Volt liegt der Reststrom praktisch immer unter 1OmA und
im allgemeinen unter ungefähr 1,0 μΑ bei einer Kaihodenfläche von ungefähr l,bl cm2, nachdem eine
Polarisierung durchgeführt und ein stabiler Zustand erreicht worden ist.
Die Kondensatoren können bei einer Spannungsumkehr von bis zu ungefähr 1,5 Volt kontinuierlich
betrieben und einer Spannungsumkehr in der Größenordnung von 2 Volt und darüber während kurzer
Zeitspannen ausgesetzt weiden. Die Kapazität, welche sich mit den erfindungsgemäßen Kondensatoren erzielen
läßt, hängt von der Kapazität der Anode und der Kapazität der Kathode gemäß folgender Beziehung ab:
Cc
wobei in dieser Gleichung C die Kapazität des Kondensators, Ca die Kapazität der Anode und Cc die
Kapazität der Kathode ist.
Im allgemeinen muß C< etwa das lOOfache von Ci
betragen, damit der Kondensator seine volle Kapazität an der Anode entwickelt.
Beispielsweise haben die Kondensatoren eine Kapazität von bis zu 500 Mikrofarad bei 6 Volt und einer
Kondensatorgröße von ungefähr 17,4 χ 5,5 mm. Höhere
und niedrigere Kapazitätswerte können gegebenenfalls erzielt werden, beispielsweise Werte von ungefähr
2 μΡ in kleinen Kondensatoren bis zu 2000 μΡ, und zwar
je nach der Größe und Spannung.
Die erfindungsgemäßen Kondensatoren können bei Temperaturen von bis zu - 70°C betrieben werden, und
zwar je nach dem Elektrolyten, wobei die obere Temperaturgrenze ungefähr +1250C beträgt. Bei
höheren Temperaturen steigt jedoch der Reststrom auf Werte an, die oberhalb der Zimmertemperaturwerte
liegen.
Eine Ausluhrungsform ist in der Figur dargestellt Diese Figur zeigt einen Kondensator 10, der aus einem
Silbergehäuse 11 besteht. Das Gehäuse ist mit einer
> Goldschichi 12 beschichtet, wobei die Beschichtung nach einer der vorstehend geschilderten Methoden
durchgeführt worden ist. Ferner ist eine Schicht aus einem !einteiligen Material, wie beispielsweise Platin,
auf die Schicht 12 an der Stelle 13 aufgebracht, um die
κι wirksame Oberfläche der Kathode zu erhöhen. Die Anode ist durch die Bezugszahl 14 gekennzeichnet. Sie
wird durch ein Abstandsstück 15 festgehalten. Eine Tantalleitung 16 stößt durch die Abdichtung 17, die
beispielsweise aus einem geeigneten Elastomerenmate-
i-, rial besteht. Sie wird innerhalb des Gehäuses 11 durch
Sicken 18 festgehalten.
Die Abdichtung 17 besitzt in der gezeigten Ausführungsform eine sehr einfache Konstruktion. Das
elastomere Material enthält eine Öffnung für die
2i) Anodenleitung 16. Die jeweilige Abdichtungskonstruktion
kann sich nach den jeweils auftretenden Anforderungen richten. Die Tantalleitung ist mit der Anode 14
an der Stelle 19 verschweißt. Ein Elektrolyt, beispielsweise Schwefelsäure, füllt den Raum 20 zwischen der
ji Anode und der Kathode aus. Die Anodenleitung steht in
leitender Verbindung mit einem Schaltungsdraht 21. Beispielsweise ist sie an diesem Draht angeschweißt
oder angelötet. Die Kathodenleitung 22 ist mit dem Gehäuse verschweißt oder an dem Gehäuse angelötet,
in wie dieses durch die Bezugszahl 23 zum Ausdruck
gebracht wird.
Es können auch viele andere Abdichtungen verwendet werden. Die Abdichtung kann auch andere
Geometrien besitzen und sich aus anderen Massen
r. zusammensetzen.
In ähnlicher Weise kommen verschieden geformte Anoden in Frage. Die Gehäuse können viele Former
und Geometrien annehmen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Tantalelektrolytkondensator mit einer Kathode, die eine glatte Schicht aus einem Edelmetall (Platin) ">
trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die glatte Edelmetallschicht aus Gold, Platin oder einer
Gold-Platin-Legierung auf das Kathodenmaterial aus Kupfer, Silber oder deren Legierungen oder
Stahl porenfrei aufgewalzt oder aufgepreßt ist und i<> die Edelmetallschicht der Kathode eine feinteilige
Schicht aus Platin, Gold oder einer Gold-Platin-Legierung oder Kohlenstoff oder Mischungen davon
aufweist.
2. Kondensator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Nichthalogenidelektrolyten.
3. Kondensator nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus Schwefelsäure,
Salpetersäure, Phosphorsäure oder Alkalimetallsalzen davon besteht.
4. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die glatte Edelmetallschicht
eine Dicke von ungefähr 0,0025 bis 0,12 mm besitzt.
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|---|---|---|---|---|
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| US3845364A (en) * | 1973-10-15 | 1974-10-29 | Mallory & Co Inc P R | Cathode electrode for operation under conditions of reverse polarity voltage |
| US4020401A (en) * | 1975-12-19 | 1977-04-26 | General Electric Company | Electrolytic capacitor having a silver plated nickel case |
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| US4466841A (en) * | 1980-12-08 | 1984-08-21 | Emhart Industries, Inc. | Cathode electrode for an electrical device and method of making same |
| US4408257A (en) * | 1980-12-08 | 1983-10-04 | Emhart Industries, Inc. | Cathode electrode for an electrical device |
| US4523255A (en) * | 1983-09-19 | 1985-06-11 | Sprague Electric Company | Cathode for an electrolytic capacitor |
| US4942500A (en) * | 1988-07-13 | 1990-07-17 | Tansitor Electronics, Inc. | Capacitor tantalum surface for use as a counterelectrode device and method |
| US6208502B1 (en) | 1998-07-06 | 2001-03-27 | Aerovox, Inc. | Non-symmetric capacitor |
| CA2373344C (en) * | 2001-02-28 | 2012-03-20 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Corrosion-resistant metallic member, metallic separator for fuel cell comprising the same, and process for production thereof |
| DE20311004U1 (de) | 2003-07-17 | 2003-12-04 | Trw Occupant Restraint Systems Gmbh & Co. Kg | Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt |
| DE10349383B4 (de) | 2003-10-21 | 2005-11-24 | Groz-Beckert Kg | Webschaft mit Mittelverbinder |
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|---|---|---|---|---|
| US3082360A (en) * | 1953-05-13 | 1963-03-19 | Sprague Electric Co | Electrolytic capacitors |
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