DE736838C

DE736838C - Elektrolyt, insbesondere fuer elektrolytische Kondensatoren

Info

Publication number: DE736838C
Application number: DES117663D
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Herrmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1935-03-21
Filing date: 1935-03-21
Publication date: 1943-06-29

Description

Elektrolyt, insbesondere für elektrolytische Kondensatoren Es ist bekannt, Elektrolyte für elektrolytische Kondensatoren zu verwenden, dieneben der im allgemeinen verwendeten Borsäure oder Boraten Alkohole, vorzugsweise mehrwertige Alkohole, wie Glykol oder Glycerin, enthalten. Die günstige Wirkung derartiger Gemische wird auf die Entstehung esterartiger oder komplexer Verbindungen zwischen Borsäure und den Alkoholen zurückgeführt.
Es wurde nun festgestellt, daß sich außer den bekannten Stoffen mehrwertige aliphatische Alkohole und Kohlehydrate, cyclische Alkohole oder auch andere bestimmte hydroxylhaltige Stoffe ganz besonders gut als Komponenten für Elektrolyte eignen. Und zwar besitzen die daraus hergestellten Elektrolyte eine relativ hohe Leitfähigkeit, was sich durch einen günstigen Verlustfaktor im elektrolytischen Kondensator bemerkbar macht. Weiter zeigen die Elektrolyte einen günstigen Pufferungsbereich und bewirken dadurch eine hohe Lebensdauer des Kondensators. Diese Elektrolyte weisen gemäß der Erfindung hydroxylhaltige Substanzen auf, die wenigstens einen gewissen Bruchteil mit einer solchen Orientierung besitzen, daß sich mindestens zwei OH-Gruppen an derselben Seite des Moleküls befinden. Sie weisen eine sogenannte günstige Orientierung nach Böeseken auf; vgl. Hermanns. Z. phys. Ch. r r3, 337 I924) und Z. anorg. Ch. 142, 83 (I925). Verbindungen solchen Charakters zeigen besonders ausgesprochene und intensiv e Bildung von komplexen Verbindungen mit Borsäure. Diese günstige Orientierung tritt bei den verschiedenen hy droxylhaltigen Substanzen in verschieden starkem Maße auf. Stoffe mit einem größeren Anteil an günstig orientierten Molekülen eignen sich gemäß vorliegender .Erfindung für Elektrolyte besonders gut.
Als solche Stoffe kommen insbesondere in Frage Cyclische Alkohole: z. B. cis-Cyclopentandiol, cis-r, 2-Hydrindentiol, cis-z, 2, Tetrahydronaphthalin, rac. Hydrobenzoin.
o-Di-Phenole : z. B. Brenzcatechin, Pyrogallol, Gallussäure, Tannin und Derivate. Oxysäuren: z. B. Salicylsäure. Ketosäuren: z. B. Acetessigsäure.
Es ist, wie bereits ausgeführt wurde, behannt, zur Herstellung von Elektrolyten für elektrolytische Kondensatoren als hydroxylhaltige Substanz den zweiwertigen Alkohol Glykol zu verwenden.
Glykol hat@folgende Strukturformel: Hieraus ist zu ersehen, daß sich auf jeder Seite des Moleküls eine OH-Gruppe befindet, was durch die gegenseitige Abstoßung der, beiden OH-Gruppen bedingt ist. Eine solcl. hydroxylhaltige Substanz weist also keine günstige Orientierung nach Böeseken auf:.
Demgegenüber hat z. B. das cis-i, 2=Cyclopentandiol folgende Strukturformel: .- . aus der ersichtlich ist, daß sich zwei OH-Gruppen auf derselben Seite des Moleküls befinden, vgl. Z. phys. Ch. i i3, 339/40 (i9-'4).
Die höherwertigen aliphatischen Alkohole zeigen zwar eine gewisse Verbesserung der Wirkung auf Borsäure gegenüber den niederwertigen aliphatischen Alkoholen, die jedoch nicht ausreicht, die Verbesserungen entsprechend der vorliegenden Erfindung hervorzubringen.
Es besteht nämlich bei aliphatischen Verbindungen nach van't Hoff freie Drehbarkeit um die C-C-Achse und nach B ö eseken Abstoßun:gswirkung zwischen zwei ' benachbarten O H-Gruppen. Deshalb befinden. sich in einer allphatischen Kette zwei benachbarte OH-Gruppen nicht auf derselben Seite des Moleküls. Es können daher Verbindungen mit der Borsäure unter Bildung der folgenden sehr günstigen Atomgruppierung unter Abspaltung von Wasser nur sehr schwer entstehen. Atomgruppierung: Hingegen kann sich bei cyclischen Alkoholen die Abstoßung zweier benachbarter OH-Gruppen infolge des geschlossenen Ringes nicht auswirken.
Es hat sich außerdem gezeigt, daß eine Verbesserung der elektrolytischen Eigen-'.sCliaften auch schon dann eintritt, wenn nur @`.g eringe Prozentsätze der bisher bekannten hydroxylhaltigen Substanzen, wie Glykol, durch die erfindungsgemäßen Zusätze ersetzt «-erden.
Fernerhin liegt es im Rahmen der Erfindung, eine hydroxylhaltige Substanz zu verwenden, die ihrerseits besteht aus einem gewissen Bruchteil mit günstiger Orientierung, während der andere Bruchteil der Substanz keine solche Orientierung aufweist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrolyt, insbesondere für elektrolytische Kondensatoren, gekennzeichnet durch eine Borverbindung, insbesondere Borsäure und/oder Borat als Ionogen und durch hydroxyllialtige Substanzen, die wenigstens einen gewissen Bruchteil mit einer solchen Orientierung besitzen, daß sieh mindestens zwei O H-Gruppen an derselben Seite des Moleküls befinden, ausgenommen mehrwertige aliphatische Alkohole und Kohlehydrate.
2. Elektrolyt nach Anspruch i, gekennzeichnet durch cyclische Alkohole als hydroxy lhaltige Substanzen.
3. Elektrolyt nach Anspruch i, gekennzeichnet durch o-Di-Phenole als hydroxyllialtige Substanzen.
4. Elektrolyt nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Oxysäuren als hydroxyllialtige Substanzen.
5. Elektrolyt nach Anspruch i, gekennzeichnef durch Ketosäuren als livdroxvllialtige Substanzen.
6. Elektrolyt, dadurch gekennzeichnet, daß den sonst bekannten hydroxylhaltigen Substanzen, wie Glykol, Zusätze nach den Ansprüchen i bis 5 beigegeben sind.