DE1188724B

DE1188724B - Verfahren zum Herstellen eines Elektrolytkondensators

Info

Publication number: DE1188724B
Application number: DEF38863A
Authority: DE
Inventors: Claus Bachmann; Dr-Ing Georg Nauk
Original assignee: Frako Kondensatoren und Apparatebau GmbH
Current assignee: Technologiepark Teningen GmbH
Priority date: 1963-01-28
Filing date: 1963-01-28
Publication date: 1965-03-11

Description

Verfahren zum Herstellen eines Elektrolytkondensators Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrolytkondensators mit einer formierten Ventilmetallelektrode und einer durch pyrolytische Zersetzung von Mangannitrat gebildeten halbleitenden Mangandioxydschicht.
Der Halbleiter wird auf das oxydierte Metall bisher durch Tauchen der Elektrode in eine Mangannitratlösung und nachfolgende Pyrolyse aufgebracht, bei der Mangannitrat in Mangandioxyd umgesetzt wird. Diese Behandlung muß mehrmals wiederholt werden, um eine genügend starke und widerstandsfähige Mangandioxydschicht zu erhalten, da dünne Schichten porös und zu wenig widerstandsfähig gegen die weiteren Behandlungsschritte der Elektrode bis zur Fertigstellung des Kondensators sind. Außerdem sind zu dünne Schichten wenig widerstandsfähig gegenüber thermischen Beanspruchungen, wie sie während des Betriebs des Kondensators auftreten können. Es muß also eine mehrmalige Beschichtung vorgenommen werden, was auch eine mehrmalige Pyrolysebehandlung erfordert. Da die Pyrolyse bei relativ hohen Temperaturen durchgeführt wird, wird die Formierschicht der Elektrode thermisch und chemisch verändert, was einen sehr ungünstigen Einfluß auf die elektrischen Werte des Kondensators und seine Lebensdauer hat. Nachformierungen können zwar die Schäden ausbessern, jedoch nicht vollständig beheben.
Es wurde auch bereits versucht, Mangannitrat in konzentrierter Form zu verwenden, um von vornherein dickere Halbleiterschichten zu erhalten. Konzentriertes Mangannitrat befindet sich jedoch kalt in festem Zustand und muß deshalb für den Tauchprozeß erwärmt werden. Eine zu hohe Erhitzung verbietet sich jedoch wegen der Gefahr, daß bereits eine Umsetzung des Mangannitrats während oder vor dem Tauchprozeß erfolgt. Eine geringere Erhitzung dagegen hat den Nachteil, daß das Mangannitrat allzu dickflüsig ist, um in die Poren der Elektrodenoberfläche genügend tief einzudringen und das Metall in die Tiefe ausreichend zu benetzen. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Ventilmetall zur Oberflächenvergrößerung geätzt ist oder als Sinterkörper vorliegt.
Schließlich sind auch bereits Verfahren vorgeschlagen worden, bei denen die Mangandioxydschicht auf elektrophoretischem oder kataphoretischem Weg auf der Ventilmetallelektrode erzeugt wird. Diese rein elektrischen Verfahren führen aber ebensowenig wie die obigen bekannten Wärinebehandlungsverfahren zu einer schnellen Beschichtung der Elektrode mit einer relativ dicken Mangandioxydschicht. Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Pyrolyseverfahren zu schaffen, das bei nur geringer thermischer und mechanischer Belastung der Elektrode ein schnelles und wirkungsvolles Auftragen einer relativ dicken Halbleiterschicht auf die Elektrode erlaubt.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Mangandioxydschicht durch Pyrolyse einer aus Mangannitratlösung und feinkömigem Mangandioxyd bestehenden Paste erzeugt wird.
Nach der Erfindung ist es sowohl möglich, die schon zubereitete Paste auf die Elektrode aufzubringen und dann die Pyrolyse durchzuführen als auch die Paste durch Tauchen der Elektrode in Mangannitratlösung und nachfolgendes Beschichten mit Mangandioxyd auf der Elektrode selbst zu bilden und dann erst die Pyrolyse durchzuführen.
Im Fall sehr feinporiger Elektroden ist es vorteilhaft, die Elektrode einer Vorbehandlung zu unterziehen, bei der durch an sich bekanntes Tauchen der Elektrode in Mangannitratlösung und nachfolgende Pyrolyse ein Grundieren der Elektrode mit Halbleitermaterial erfolgt.
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten einer weiteren Ausbildung der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger besonders zweckmäßiger Ausführungsbeispiele.
Nach einem ersten Ausführungsbeispiel wird zuerst feinstgemahlenes Mangandioxyd mit Mangannitratlösung angerührt und die entstehende Paste durch Tauchen, Spritzen od. dgl. direkt auf die formierte Elektrode aufgebracht, worauf eine Pyrolyse durchgeführt wird. Bei der Pyrolyse setzt sich das in Lösung befindliche Mangannitrat in Mangandioxyd um, und es entsteht eine fest zusammenhaltende Halbleiterschicht aus reinem Mangandioxyd.
Es hat sich gezeigt, daß eine derart aufgebrachte Halbleiterschicht die Elektrodenoberfläche sehr gut benetzt, da die in der Paste enthaltenden flüssigen Bestandteile durch Kapillarwirkung in die Poren eindringen.
Bei engporigen Elektroden kann, um der Halbleiterschicht auf dem Körper den erforderlichen innigen Kontakt mit der Unterlage, d. h. der elektrochemisch erzeugten Oxydschicht zu geben, die Elektrode zuerst in eine Mangannitratlösung getaucht und anschließend Mangandioxydpulver in geeigneter Weise durch Tauchen, Sprühen od. dgl. auf die Elektrode aufgebracht werden. Dabei entsteht auf der Elektrodenoberfläche ein mit Mangannitrat durchfeuchteter Mangandioxydbelag in Form einer Paste, der nach der anschließenden Pyrolyse eine äußerst dichte, tiefgreifende Schicht bildet.
Bei besonders engen Poren der Elektrodenoberfläche wird die Elektrode zunächst in Mangannitratlösung getaucht und dann pyrolysiert, wodurch eine Grundschicht entsteht. Die Verstärkung dieser Schicht bis zur gewünschten Dicke erfolgt dann durch einmaliges Auftragen der aus Mangandioxydpulver und Mangannitratlösung bestehenden Paste gemäß einem der obigen Beispiele.
bie Zusammensetzung der Paste richtet sich nach der Oberflächenbeschaffenheit der zu beschichtenden Ventilmetallelektrode. Je feinporiger die Elektrode ist, desto höher muß der flüssige Anteil sein. Als Beispiel für eine Mischung, die für eine in der Praxis übliche Ventilmetalloberfläche 'geeignet ist, hat sich eine Mischung von 30 bis 60%iger Mangannitratlösung mit 10 bis 50 Gewichtsprozenten Mangandioxydpulver erwiesen. Das Verfahren nach der Erfindung weist den Vorm teil auf, daß bei im allgemeinen nur einmaliger Pyrolyse eine gut haftende Halbleiterschicht gewünschter Dicke aufgetragen werden kann. Dadurch wird nicht nur die Qualität des Kondensators verbessert, sondern auch der Herstellungsvorgang wesentlich vereinfacht und verbilligt.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen eines Elektrolytkondensators mit einer formierten Ventilmetallelektrode und einer durch pyrolytische Zersetzung von Mangannitrat gebildeten halbleitenden Mangandioxydschicht, dadurch gekennz e i c h n e t, daß die Mangandioxydschicht durch Pyrolyse einer aus Mangannitratlösung und feinkörnigem Mangandioxyd bestehenden Paste erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste auf die Elektrode aufgebracht und dann pyrolytisch zersetzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste durch Tauchen der Elektrode in Mangannitratlösung und nachfolgendes Beschichten mit Mangandioxyd auf der Elektrode selbst zubereitet und dann pyrolytisch zersetzt wird. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode einer Vorbehandlung unterworfen wird, bei der durch Tauchen der Elektrode in Mangannitratlösung und nachfolgende Pyrolyse eine Grundierung mit Halbleitermaterial erfolgt. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1150 152.