DE976530C - Method of manufacturing an electrolytic capacitor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrolytkondensators, der bei kleiner Raumbeanspruchung große Kapazität besitzt. The invention relates to a method for producing an electrolytic capacitor, which is used in small space occupancy has large capacity.

Elektrolytkondensatoren sind üblicherweise derart ausgebildet, daß zwischen den metallischen Elektroden ein zusätzlicher Abstandhalter aus saugfähigem Stoff vorgesehen ist, der mit einem Elektrolyten getränkt ist.Electrolytic capacitors are usually designed in such a way that between the metallic Electrodes an additional spacer made of absorbent material is provided with a Is saturated with electrolytes.

Es sind auch bereits Elektrolytkondensatoren bekannt, die aus einer Aluminiumfolie bestehen, welche die eine Kondensatorbelegung darstellt, einer auf dieser befindlichen Oxydschicht des Elektrodenmetalls, die ihrerseits eine feste Elektrolytschicht, z. B. eine dicke amorphe Salzlösung trägt, sowie einer als kathodische Stromzuführung zum Elektrolyten dienenden Metallfolie.There are also already known electrolytic capacitors, which consist of an aluminum foil, which represents a capacitor occupancy, an oxide layer located on this of the Electrode metal, which in turn forms a solid electrolyte layer, z. B. carries a thick amorphous salt solution, and one as a cathodic power supply for the electrolyte serving metal foil.

Es ist auch schon bekannt, auf der Anode eines Elektrolytkondensators zunächst durch Formierung des Anodenmetalls in Schwefelsäure oder Phosphorsäure eine poröse Oxydschicht herzustellen, hierauf unter der porösen Oxydschicht durch Formierung z. B. in einer Lösung von Borsäure und Borax eine dichte, als Dielektrikum wirkende Oxydschicht zu bilden und auf die so formierte Anode eine Schicht eines festen, z. B. lackförmigen, leitende Füllstoffteilchen enthaltenden Elektrolyten aufzutragen und die mit dem Elektrolyten versehene Anode aufzuwickeln und zusammen mit einer Kathode in ein Gehäuse einzubauen.It is also already known that the anode of an electrolytic capacitor is first formed by forming of the anode metal in sulfuric acid or phosphoric acid to produce a porous oxide layer on it under the porous oxide layer by forming z. B. in a solution of boric acid and borax to form a dense oxide layer acting as a dielectric and to form an anode on the anode formed in this way Layer of a solid, e.g. B. to apply lacquer-shaped, conductive filler-containing electrolytes and wind up the anode provided with the electrolyte and together with a Install the cathode in a housing.

Alle diese bekannten Kondensatortypen nehmen jedoch einen zu großen Raumbedarf in Anspruch und haben für viele Zwecke zu kleine Kapazitätswerte. However, all these known types of capacitors take up too much space and have capacitance values that are too small for many purposes.

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Ziel der Erfindung ist es, die Raumkapazität von Elektrolytkondensatoren noch weiter zu steigern. Die Erfindung bezieht sich daher auf ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrolytkondensators, bei welchem die anodische Elektrode durch Umwandlung¹ ihres aus Ventilmetall bestehenden Grundwerkstoffes mit mindestens einer, vorzugsweise mit zwei verschiedenartigen Oxydschichten überzogen wird. Gemäß der Erfindung wird nach dieser Umwandlung auf die äußere Oxydschicht als kathodische Elektrode eine sehr dünne Metallschicht von z. B. Viooo mm Dicke aufgedampft und danach die äußere Oxydschicht mit einem Elektrolyten getränkt. The aim of the invention is to increase the capacity of electrolytic capacitors even further. The invention therefore relates to a method for producing an electrolytic capacitor in which the anodic electrode is coated with at least one, preferably two, different types of oxide layers ^{by converting 1 of its base material consisting of valve metal.} According to the invention, after this conversion, a very thin metal layer of, for. B. Viooo mm thick and then soaked the outer oxide layer with an electrolyte.

Ein nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellter Elektrolytkondensator zeichnet sich gegenüber den bekannten Elektrolytkondensatoren durch eine weit bessere Raumausnutzung aus und hat den Vorteil, eine verhältnismäßig große Kapaao zität auf kleinem Raum unterbringen zu können, da außer der Oxydschicht zwischen den Elektroden auf zusätzliche Abstandhalter oder Elektrolytschichten verzichtet wird. Außerdem weist er eine größere mechanische Stabilität auf. Bei Kondensatoren gemäß der Erfindung mit Aluminiumelektroden wird sich zwischen den Metallbelegungen im wesentlichen eine Aluminiumoxydschicht befinden, die mit irgendeinem an sich bekannten Betriebselektrolyten imprägniert wifd. Weiterhin wird die Oxydschicht nach ausreichender Trocknung mit einer sehr dünnen Metallschicht von z. B. Viooo mm Dickebedampft. Statt Aluminium können auch andere Ventilmetalle, beispielsweise Titan, Tantal, Magnesium od. dgl., verwendet werden; es ist auch möglich, die oxydierte Belegung, welche im wesentlichen meistens als dünne Folie von z. B. nicht unter ^2o/iooo mm vorliegt, mit einem Nichtventilmetall zu überziehen, je nachdem, ob der Kondensator als sogenannter ungepolter oder gepolter elektrolytischer Kondensator verwendet werden soll.An electrolytic capacitor produced by the method according to the invention is distinguished from the known electrolytic capacitors by a far better use of space and has the advantage of being able to accommodate a relatively large capacity in a small space, since apart from the oxide layer between the electrodes on additional spacers or electrolyte layers is waived. It also has greater mechanical stability. In the case of capacitors according to the invention with aluminum electrodes, there will essentially be an aluminum oxide layer between the metal coatings, which is impregnated with some kind of operating electrolyte known per se. Furthermore, the oxide layer is after sufficient drying with a very thin metal layer of z. B. Viooo mm thick vaporized. Instead of aluminum, other valve metals, for example titanium, tantalum, magnesium or the like, can also be used; It is also possible to use the oxidized coating, which is essentially mostly a thin film of z. B. not less than ^2o / 100o mm is to be coated with a non-valve metal, depending on whether the capacitor is to be used as a so-called unpoled or polarized electrolytic capacitor.

Vorteilhaft erfolgt das Überziehen der oxydierten Folie mit Metall in der Weise, daß die Ränder der Folie von dieser Metallschicht frei bleiben, also nicht mitbedampft werden, da an diesen Rändern vom Schneiden der Folie ein Grat vorhanden sein kann, mit welchem die Bedampfung Kurzschluß hervorrufen kann.The oxidized film is advantageously coated with metal in such a way that the edges the foil remain free of this metal layer, so are not also steamed, because at these edges from cutting the film there may be a ridge with which the vapor deposition short-circuit can cause.

Weiterhin ist es vorteilhaft, darauf zu achten, daß einige wenige Teile der Oxydschicht frei von der die zweite Belegung des Kondensators bildenden Metallschicht bleiben, so daß an diesen Stellen die elektrischen Anschlußstücke angebracht werden können.It is also advantageous to ensure that a few parts of the oxide layer are free from the second layer of the capacitor forming the metal layer remain, so that at these points the electrical connectors can be attached.

Das Schneiden der oxydierten und bedampften Folie in einzelne Stücke von gewünschter Länge muß unter besonderen Vorsichtsmaßnahmen erfolgen. Beim normalen Schneiden mit einer Schere entstehen nämlich über die Breite der Folie Grate, welche Kurzschluß zwischen den beiden Belegungen hervorrufen können. Die Folie wird daher zweckmäßig senkrecht zur Dicke, d. h. hochkant stehend zu der gewünschten Länge, geschnitten. Es ergibt sich dann lediglich an der unteren schmalen Kante über die Dicke der Folie eventuell eine Gratbildung, welche aber aus dem Kondensatorkörper herausragt und daher mit der die Kathode bildenden Metallschicht nicht in Berührung kommen kann.Cutting the oxidized and steamed foil into individual pieces of the desired length must be carried out with special precautionary measures. When cutting normally with scissors namely arise over the width of the film burrs, which short-circuit between the two assignments can evoke. The film is therefore expediently perpendicular to the thickness, i. H. Standing on edge cut to the desired length. It then only arises at the lower narrow edge A burr formation over the thickness of the foil, which protrudes from the capacitor body and therefore cannot come into contact with the metal layer forming the cathode.

Von besonderem Vorteil ist es noch, bei der Herstellung eines Wickelkondensators die Folien-Schnittkanten durch Einlegen von Papierstreifen oder ähnlichen Isolierstücken zu bedecken. Der elektrische Anschluß für die anodische Belegung erfolgt z. B. durch Annieten eines Folienstreifens an die oxydierte Folie, auf welcher bei der Aufbringung der Metallschicht, also z. B. beim Bedampfen, zur Anbringung des Anschluß Stückes ein Streifen unbedampft bleibt. Dies erreicht man vorteilhaft dadurch, daß je nach Länge der Anodenfolie in verschiedenen Abständen sogenannte Masken mit der Folie mitlaufen, auf denen sich statt auf der Folie der Metalldampf niederschlägt.It is also of particular advantage to use the cut edges of the film in the manufacture of a wound capacitor to be covered by inserting strips of paper or similar pieces of insulation. Of the electrical connection for the anodic assignment takes place z. B. by riveting a strip of film to the oxidized film on which, when the metal layer is applied, e.g. B. when steaming, To attach the connection piece, a strip remains unevaporated. This is advantageously achieved in that, depending on the length of the anode foil, so-called at different intervals Masks run along with the foil, on which the metal vapor is deposited instead of on the foil.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Die Zeichnung zeigt unter 1 eine aus Ventilmetall bestehende bandförmige anodische Elektrode, welche mit einer isolierenden und dielektrischen Schicht überzogen ist. Diese Isolierschicht selbst ist nicht dargestellt. Mit 2 ist schraffiert die aufgedampfte kathodische Belegung bzw. Elektrode bezeichnet. Es ist aus der Zeichnung ohne weiteres zu erkennen, daß zur Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen der bedampften Schicht 2 und dem Rand der Folie 1 ein freier Raum bleibt. Mitunter ist es zweckmäßig, wie ebenfalls in der Zeichnung dargestellt, die aufgedampften Metallschichten mit Durchbrechungen 3 zu versehen. Hierdurch wird eine leichtere Imprägnierung der Oxydschicht mit dem Elektrolyten erreicht.The drawing shows under 1 a band-shaped anodic electrode made of valve metal, which is covered with an insulating and dielectric layer. This insulating layer itself is not shown. The vapor-deposited cathodic coating or electrode is hatched with 2 designated. It can be seen from the drawing without further ado that in order to avoid Short circuits between the vapor-deposited layer 2 and the edge of the film 1, a free space remains. Sometimes it is useful, as also shown in the drawing, to use the vapor-deposited metal layers to be provided with openings 3. This makes it easier to impregnate the Oxide layer reached with the electrolyte.

Es hat sich gezeigt, daß der vorstehend beschrie- i°° bene Kondensatoraufbau in Wickelform die Unterbringung mindestens der sechsfachen Kapazität gestattet im Vergleich eines Aufbaues mit glatter Folie und saugfähigem Material wie Papier als Abstandhalter. Neben dieser verhältnismäßig *°5 großen spezifischen Raumkapazität zeigt der Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung noch eine hohe Durchschlagsunempfindlichkeit, die auf die geringe Dicke der zweiten kathodischen Belegung zurückzuführen ist.It has been found that the above-described i °° bene capacitor structure in coil form to accommodate at least six times the capacity allowed in the comparison of a structure with a smooth sheet and absorbent material such as paper as a spacer. In addition to this relatively large specific capacitance, the capacitor according to the present invention also shows a high level of insensitivity to breakdown, which can be attributed to the small thickness of the second cathodic coating.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: i. Verfahren zur Herstellung eines Elektro- ¹¹S lytkondensators, bei welchem die anodische Elektrode durch Umwandlung ihres aus Ventilmetall bestehenden Grundwerkstoffes mit mindestens einer, vorzugsweise mit zwei verschiedenartigen Oxydschichten überzogen wird, "° dadurch gekennzeichnet, daß nach dieser Umwandlung auf die äußere Oxydschicht als kathodische Elektrode eine sehr dünne Metallschicht von z. B. Viooo mm Dicke aufgedampft wird und daß die äußere Oxydschicht danach mit einem Elektrolyten getränkt wird.i. A process for the production of an electric lytkondensators ¹¹ S, wherein the anodic electrode is preferably covered by converting their existing valve metal base material having at least one, with two different types of oxide films, "° characterized in that after this transformation to the outer oxide layer as a cathodic electrode a very thin metal layer of, for example, 500 mm thick is vapor-deposited and that the outer oxide layer is then impregnated with an electrolyte. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die kathodische Elektrode mit Durchbrechungen versehen wird.2. The method according to claim i, characterized in that that the cathodic electrode is provided with openings. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die oxydierten und bedampften Elektroden zugeschnitten werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneiden senkrecht zur Dicke, d. h. hochkant stehend zu der gewünschten Länge, erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the oxidized and vapor-deposited electrodes being cut to size, characterized in that the cutting is perpendicular to the thickness, i.e. H. upright to the desired length. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 zur Herstellung eines wickeiförmigen Elektrolytkondensators, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienschnittkanten durch Einlegen von Papierstreifen oder ähnlichen Isolierstücken bedeckt werden.4. The method according to claim 1 to 3 for the production of a coil-shaped electrolytic capacitor, characterized in that the film cut edges by inserting paper strips or similar insulating pieces. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Patentschriften Nr. 523 093, 642 976, 653605;German Patent Nos. 523 093, 642 976, 653605; französische Patentschriften Nr. 859 559, 145, 868 179, 869 197;French Patent Nos. 859 559, 145, 868 179, 869 197; britische Patentschrift Nr. 429 716;British Patent No. 429,716; USA.-Patentschriften Nr. 1 850298, 1 906691, ι 918 717, 2075351, 2146029, 2174840.U.S. Patents Nos. 1,850,298, 1,906,691, ι 918 717, 2075351, 2146029, 2174840. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 1309 712/9 10.631309 712/9 10.63