DE1025993B

DE1025993B - Verfahren zur Regelung des Wassergehaltes eines Elektrolyten fuer Elektrolytkondensatoren

Info

Publication number: DE1025993B
Application number: DES31132A
Authority: DE
Inventors: Manfred Wagner
Original assignee: Standard Elektrik AG
Current assignee: Standard Elektrik AG
Priority date: 1952-11-19
Filing date: 1952-11-19
Publication date: 1958-03-13

Description

Verfahren zur Regelung des Wassergehaltes eines Elektrolyten für Elektrolytkondensatoren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung des Wassergehaltes eines Elektrolyten für Elektrolytkondensatoren, der bekanntlich die Eigenschaften des Kondensators beeinflußt. So hat abnehmender Wassergehalt z. B. ein Anwachsen der Zähigkeit der Elektrolytflüssigkeit und ein Ansteigen ihres ohmschen Widerstandes zur Folge, was wiederum eine Erhöhung der Verluste bedeutet und zu einer unerwünschten Temperatursteigerung im Innern des Kondensatorwickels führt.
Es ist daher bei Elektrolytkondensatoren wichtig, für einen möglichst gleichbleibenden Wassergehalt des Elektrolyten zu sorgen, der während des Betriebes des Kondensators infolge der hierbei stattfindenden Elektrolyse ständigen Veränderungen unterworfen ist. Es tritt insbesondere ein Zerfall in Wasserstoff und Sauerstoff auf, die als Gase entweichen und hierdurch oft eine unerwünschte Drucksteigerung innerhalb des Kondensators verursachen.
:Ulan hat schon versucht, zur Regelung des Wassergehaltes von Elektrolyten, diesen ein Oxydationsmittel als festen Bestandteil zuzusetzen, das mit dem entstehenden Wasserstoff in statu nascendi unter Bildung von Wasser chemisch reagiert. Als Oxydationsmittel wurde z. B. Mangandioxyd in feiner Verteilung verwendet. Dieser Stoff, der sich durch den entstehenden Sauerstoff immer wieder regeneriert und daher die Bildung von Wasser endlos fortsetzt, wirkt hier als Katalysator, so daß die Gefahr einer ungünstigen Verdünnung des Elektrolyten besteht.
Außerdem haben katalytische Prozesse den Nachteil, daß sich unter den normalen Betriebsbedingungen eines Elektrolytkondensators die Vorgänge zumindest nicht in dem erwünschten Maße abspielen und daß diese auch leicht ganz unterbrochen werden können, da bekanntlich katalytische Prozesse gegen geringste Verunreinigungen äußerst empfindlich sind.
Aus diesen Gründen ist eine dosierte Wasserbildung durch die bekannten Zusätze nicht möglich, so daß die bekannten Vorschläge den Ansprüchen, die heute an Elektrolytkondensatoren gestellt werden, nicht genügen.
Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, dem Elektrolyten einen Stoff zuzusetzen, der aus einer organischen Verbindung oder aus organischen Verbindungen besteht, die mit dem vorhandenen oder im Betriebe des Kondensators entstehenden Wasserstoff bzw. Sauerstoff, vorzugsweise in statu nascendi, derart reagieren, daß sich mindestens als Teilprodukt Wasser bildet.
Eine Umsetzung in statu nascendi wird erfindungsgemäß deshalb besonders angestrebt, weil bekanntlich die entstehenden Gase in diesem Zustand besonders reaktionsfähig sind.
Die Bildung von Wasser kann nun entweder dadurch erfolgen, daß der dem Elektrolyten zugesetzte organische Stoff durch den entstehenden oder vorhandenen Wasserstoff reduziert wird, oder dadurch, daß die oxydierende Wirkung des Sauerstoffes ausgenutzt wird. Es können auch beide Vorgänge gegebenenfalls gleichzeitig oder abwechselnd auftreten. Es handelt sich also bei dem Verfahren gemäß der Erfindung nicht um einen katalytischen Prozeß, sondern um eine normale chemische Reduktion bzw. Oxydation, bei der Wasser entsteht und der zugesetzte Stoff langsam verbraucht wird. Durch geeignete Bemessung des Zusatzes hat man es in der Hand, den Wassergehalt zu regeln und gegebenenfalls auch zu ändern, insbesondere zu vergrößern. Es hat sich ferner gezeigt, daß schon durch Zugabe einer kleinen Beimengung einer organischen Substanz von nur wenigen Prozenten zu einem normalen Elektrolyten die Lebensdauer etwa verdoppelt werden kann.
Die gemäß der Erfindung vorgesehenen organischen Stoffe sind deswegen besonders geeignet, weil sie die Hauptfunktion des Elektrolyten nicht beeinträchtigen.
Das Verfahren nach der Erfindung soll an Hand einiger Beispiele erläutert werden 1. Es werden dem Elektrolyten aliphatische Nitrokörper zugesetzt. Es tritt dann durch den während des Betriebes des Kondensators sich bildenden Wasserstoff folgende Reaktion im Sinne einer Reduktion unter Wasserbildung ein

C"Hzn+rNO.# + 3H, _--> C,H""NH. + 2H.0

2. Es werden dem Elektrolyten Oxime oder Hydrazone zugesetzt. Die Umsetzung erfolgt dann entsprechend nachstehender Reaktionsgleichung:

-

(C"H"z+,)C-NOH + 211.

(C@H.-n+1)2CI-IN H1 -f- H.0

3. Es werden dem Elektrolyten Dioxime zugesetzt, die durch den naszierenden Wasserstoff Diamine unter Wasserbildung ergeben: 4. Es wird dem Elektrolyten Diphenylnitrosamin zugesetzt, das mit dem Wasserstoff zu Diarylhydrazin unter Wasserbildung reagiert

(C,Hs)2N - NO + 2 H2 3- (CEHS)2N - NHs + H20

5. Es werden dem Elektrolyten aromatische Verbindungen, insbesondere Nitroverbindungen, zugesetzt. Durch den naszierenden Wasserstoff bilden sich Azokörper und Wasser entsprechend folgender Reaktion

2RN02 -{- 411, D R-N=NR + 411,0

6. Es wird dem Elektrolyten Nitrobenzol zugesetzt, wobei folgende Reaktion vor sich geht

2 C,H,N02 + 5H2 7, C,HSNH - NHC,H5 -- 4H20

Wie schon oben angegeben, ist die Erfindung nicht auf Reduktionsverfahren beschränkt, sondern sie erstreckt sich auch auf die Möglichkeit der Wasserbildung durch Ausnutzung des bei der Elektrolyse entstehenden Sauerstoffes. Als Beispiel hierfür mag der Zusatz von sekundären Alkoholen zum Elektrolyten erwähnt werden, die sich mit dem entstehenden Sauerstoff unter Wasserbildung zu Betonen umsetzen. Es geht hierbei folgende Reaktion vor sich:

CH,CHOH - CH, -E- 0 > CH,COCH, - H,0

Auch kann, wie oben erwähnt, eine Kombination von Reduktion und Oxydation in Frage kommen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Regelung des Wassergehaltes eines Elektrolyten für Elektrolytkondensatoren durch Zusatz eines Stoffes, der mit dem bei der Elektrolvse entstehenden Wasserstoff bzw. Sauerstoff reagiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff aus einer organischen Verbindung oder aus organischen Verbindungen besteht, die mit dem vorhandenen oder im Betriebe des Kondensators entstehenden Wasserstoff bzw. Sauerstoff, vorzugsweise in statu nascendi, derart reagieren, daß sich mindestens als Teilprodukt Wasser bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei organische Stoffe zugesetzt werden, von denen der eine mit dem entstehenden oder vorhandenen Wasserstoff und der andere mit dem entstehenden oder vorhandenen Sauerstoff unter Wasserbildung reagiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß solche organischen Stoffe zugesetzt werden, die durch den entstehenden oder vorhandenen Wasserstoff oder Sauerstoff unter Wasserbildung vollständig zerlegt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß solche organischen Stoffe zugesetzt werden, die mit dem entstehenden oder vorhandenen Wasserstoff oder Sauerstoff derart unter Wasserbildung reagieren, daß die Reste der Zusätze als Gase entweichen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 329 184, 380 505, 475 032, 498 286, 516 538, 659 461, 757 349.