DE1025993B

DE1025993B - Process for regulating the water content of an electrolyte for electrolytic capacitors

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.Process for regulating the water content of an electrolyte for electrolytic capacitors The invention relates to a method for regulating the water content of a Electrolyte for electrolytic capacitors, which is known to have the properties of Affected capacitor. So has decreasing water content z. B. an increase in Viscosity of the electrolyte liquid and an increase in its ohmic resistance result, which in turn means an increase in losses and an undesirable one Temperature increase inside the capacitor winding leads.

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.It is therefore important for electrolytic capacitors for one as possible to ensure a constant water content of the electrolyte during operation constant changes of the capacitor as a result of the electrolysis that takes place is subject. In particular, there is a breakdown into hydrogen and oxygen which escape as gases and thereby often an undesirable increase in pressure cause inside the capacitor.

: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.: Ulan has already tried to regulate the water content of electrolytes, to add an oxidizing agent as a fixed component to the resulting Hydrogen reacts chemically in statu nascendi to form water. As an oxidizing agent was z. B. Manganese dioxide used in fine distribution. This stuff that is regenerated again and again by the resulting oxygen and therefore the formation of water continues endlessly, acts here as a catalyst, so that the danger of a there is an unfavorable dilution of the electrolyte.

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.In addition, catalytic processes have the disadvantage that under at least the normal operating conditions of an electrolytic capacitor do not play to the desired extent and that this is also easily interrupted completely can be, as is known, catalytic processes against the slightest impurities are extremely sensitive.

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.For these reasons, a metered water formation is by the known Additions are not possible, so that the known proposals meet the requirements of today placed on electrolytic capacitors are not sufficient.

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.According to the invention it is therefore proposed that the electrolyte a Adding substance that consists of an organic compound or of organic compounds that arises with the existing or in operation of the capacitor Hydrogen or oxygen, preferably in statu nascendi, react in such a way that water is formed at least as a partial product.

Eine Umsetzung in statu nascendi wird erfindungsgemäß deshalb besonders angestrebt, weil bekanntlich die entstehenden Gase in diesem Zustand besonders reaktionsfähig sind.A conversion in statu nascendi is therefore special according to the invention aspired because, as is well known, the gases produced are particularly reactive in this state are.

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.The formation of water can now either take place in that the Organic substance added to the electrolyte due to the resulting or existing Hydrogen is reduced, or by having the oxidizing effect of oxygen is exploited. It is also possible to have both processes at the same time or at the same time occur alternately. It is therefore the method according to the invention not a catalytic process, but a normal chemical reduction or oxidation, in which water is produced and the added substance is slowly consumed will. By appropriately dimensioning the additive you have it in hand, the water content to regulate and if necessary also to change, in particular to enlarge. It has It has also been shown that even by adding a small amount of an organic Substance of only a few percent of a normal electrolyte's lifespan can be roughly doubled.

Die gemäß der Erfindung vorgesehenen organischen Stoffe sind deswegen besonders geeignet, weil sie die Hauptfunktion des Elektrolyten nicht beeinträchtigen.The organic substances provided according to the invention are therefore particularly suitable because they do not impair the main function of the electrolyte.

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.The method according to the invention will be explained with the aid of a few examples. 1. Aliphatic nitro bodies are added to the electrolyte. The hydrogen that forms during operation of the capacitor then causes the following reaction in the sense of a reduction with the formation of water C "Hzn + r NO . # + 3H, _--> C, H""NH. + 2H.0 2. Oximes or hydrazones are added to the electrolyte. The reaction then takes place according to the following reaction equation: - (C "H" z +,) C-NOH + 211. (C@H.-n+1) 2CI-IN H1 -f- H.0 3. Dioximes are added to the electrolyte, which, due to the nascent hydrogen, result in diamines with formation of water: 4. Diphenylnitrosamine is added to the electrolyte, which reacts with the hydrogen to form diarylhydrazine with the formation of water (C, Hs) 2N - NO + 2 H2 3- (CEHS) 2N - NHs + H20 5. Aromatic compounds, in particular nitro compounds, are added to the electrolyte. The nascent hydrogen forms azo bodies and water according to the following reaction 2RN02 - {- 411, D RN = NR + 411.0 6. Nitrobenzene is added to the electrolyte, the following reaction taking place 2 C, H, NO 2 + 5H2 7, C, HSNH - NHC, H5 - 4H20 As already indicated above, the invention is not restricted to reduction processes, but rather it also extends to the possibility of water formation by utilizing the oxygen produced during electrolysis. An example of this is the addition of secondary alcohols to the electrolyte, which react with the resulting oxygen to form concretes with the formation of water. The following reaction takes place: CH, CHOH - CH, -E- 0 > CH, COCH, -H, 0 As mentioned above, a combination of reduction and oxidation can also be considered.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Method for controlling the water content of a Electrolytes for electrolytic capacitors by adding a substance that interacts with the Hydrogen or oxygen produced in the electrolvse reacts, characterized in that that the substance consists of an organic compound or of organic compounds that arises with the existing or in operation of the capacitor Hydrogen or oxygen, preferably in statu nascendi, react in such a way that water is formed at least as a partial product.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that at least two organic substances are added, of which one with the hydrogen produced or present and the other with the resulting or existing oxygen reacts to form water.

3. Procedure according to claim 1, characterized in that such organic substances are added by the hydrogen or oxygen produced or present be completely decomposed with water formation.

4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that such organic substances are added with the resulting or existing hydrogen or oxygen in such a way with water formation react so that the residues of the additives escape as gases. Considered publications: German patents Nos. 329 184, 380 505, 475 032, 498 286, 516 538, 659 461, 757 349.