DE1194059B - Verfahren zur Vergroesserung der Oberflaeche von Ventilmetall-, insbesondere Aluminiumelektroden fuer Elektrolytkondensatoren und Einrichtung zu seiner Durchfuehrung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Vergrößerung der Oberfläche von Ventilmetall-, insbesondere Aluminiumelektroden für Elektrolytkondensatoren und Einrichtung zu seiner Durchführung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufrauhung von insbesondere hochreinen Ventilmetallen, wie z. B. 99,99d/oigem Aluminium. Diese Aufrauhungsverfahren haben den Zweck, die Oberfläche des Ventilmetalls zu vergrößern. Die Oberfläche wird dann mit einer Formierschicht versehen. Eine in dieser Weise aufgerauhte und formierte Folie dient als Anode in Elektrolytkondensatoren.
• Für das Aufrauhungsverfahren sind bereits chemische und elektrochemische Verfahren bekannt. Bei den letzteren wird die Elektrode, im allgemeinen eine Aluminiumfolie, in ein Bad getaucht und mit dem Pol einer äußeren Spannungsquelle verbunden. Der andere Pol der Spannungsquelle ist mit dem Bad verbunden, so daß ein Strom von der Elektrode zum Bad fließt. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, dieses elektrochemische Verfahren für die Aufrauhung hochreiner Ventihnetallfolien, insbesondere von Aluminiumfolien mit einem Reinheitsgrad von 99,99% zu verwenden.
• Bei anderen Verfahren zur Aufrauhung von Aluminiumfolien werden dem Elektrolyten in dem Aufrauhungsbad Salze oder andere Verbindungen von Metallen zugesetzt, die edler sind als das aufzurauhende Ventilmetall, insbesondere Kupfersalz. Zur Erzielung eines gleichmäßigen Aufrauhungsgrades ist es in diesem Fall jedoch notwendig, die Konzentration des Salzes konstant zu halten, was mit Schwierigkeiten verbunden ist.
• Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die aufzurauhende Elektrode in ein Ätzbad zu tauchen, in welchem sich wenigstens eine weitere Elektrode aus edlerem Metall befindet und außerhalb des Ätzbades die aufzurauhende und die edlere Elektrode galvanisch ohne Einschaltung einer besonderen Stromquelle miteinander zu verbinden. Auf diese Weise wird in dem Ätzbad ein Element gebildet, das über die äußere galvanische Verbindung kurzgeschlossen ist. Dadurch fließt in dem Ätzbad ein Strom, der durch die elektromotorische Kraft (EMK) des Elementes, durch den inneren Widerstand des Bades und den äußeren Widerstand der galvanischen Verbindung gegeben ist.
• Das Verfahren nach der Erfindung geht von diesem Vorschlag aus, wendet jedoch ein weiteres Mittel an, um die Ätzstromdichte auf gewünschte Werte einstellen zu können, indem nach der Erfindung in der äußeren galvanischen Verbindung ein regelbarer Widerstand angeordnet wird. Dies ist von entscheidender Bedeutung, weil dadurch die Ätzstromdichte und damit der Rauhfaktor der zu behandelnden Elektrode konstant gehalten werden kann, was mit anderen Mitteln, beispielsweise durch Benutzung von Depolarisatoren allein nicht erreicht werden kann, so daß die Elektrode auf der gesamten Oberfläche einen gleichmäßig großen Rauhfaktor aufweist.
• Bevorzugte Ausführungsverfahren und -einrichtungen sind im folgenden an Hand der F i g. 1 bis 3 erläutert.
• In F i g. 1 stellt 1 eine Vorratsrolle dar, von der die aufzurauhende Aluminiumfolie 2 in Richtung des Pfeiles 3 abgerollt wird. Die Folie 2 gleitet über eine Umlenkrolle 4 zunächst in ein Vorreinigungsbad 5, das insbesondere mit einem Reinigungselektrolyten, z. B. einer Flußsäurelösung gefüllt ist. Danach wird die nunmehr gereinigte Folie über die Umlenkrolle 6 und die Kontaktrolle 7 in das Ätzbad 8 geführt, das mit dem Elektrolyten des zu bildenden Aufrauhungselementes gefüllt ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen die Wandungen 8' des Bades z. B. aus Kupfer. Die Badwandung 8' bildet somit die eine Elektrode des Aufrauhungselementes. Damit die den Badwandungen 8' abgewandten Seiten der Aluminiumfolie gleichfalls gut aufgerauht werden, ist zwischen den einzutauchenden und aufsteigenden Teilen der Aluminiumfolie in dem Bad eine weitere Kupferelektrode 8" vorgesehen, die zweckmäßig den gleichen Abstand von der Aluminiumfolie besitzt wie die Badwandungen. Diese Elektrode 8" ist, wie in F i g. 1 durch die Verbindungslinie 9 angedeutet, mit der Badwandung 8' auf gleichem Potential. Nach dem Verlassen des Ätzbades 8 gleitet die Folie über die Umlenkrolle 10 und eine weitere Kontaktrolle 11 in ein Spülbad 12, in dem die nunmehr aufgerauhte Folie von den Elektrolytresten des Bades 8 gereinigt wird, indem sie z. B. durch die Sprüheinrichtung 13 besprüht und abgespült wird. über die Umlenkrolle 14 gleitet die Folie dann durch eine Einrichtung 15, in der die Folie z. B. nochmals gereinigt und dann getrocknet wird, um anschließend auf der Vorratsrolle 16 aufgewickelt zu werden. Die Kontaktrollen 7 und 11 sind, wie in F i g. 1 gezeigt, nach der Erfindung über je einen einstellbaren Widerstand 17, 17' und je ein Meßinstrument 18, 19, mit denen die über die beiden Kontaktrollen 7 bzw. 11 fließenden Aufrauhungsströme gemessen werden können, mit der Erdungsklemme 20 verbunden. Die Gegenelektroden des Aufrauhungselementes, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel also die Badwandung 8' und die Gegenelektrode 8", sind ebenfalls über ein Meßinstrument 21, mit dem der gesamte Aufrauhungsstrom gemessen wird, mit der Erdungsklemme 20 verbunden, so daß also die beiden Elektroden des Aufrauhungselementes (8', 8" einerseits und die Aluminiumfolie 2 andererseits) außerhalb des Bades galvanisch miteinander verbunden sind, und in dem Aufrauhungselement der gewünschte Aufrauhungsstrom fließt. Das Verhältnis der beiden über die Stromrollen 7 bzw. 11 fließenden Teilströme des gesamten Aufrauhungsstromes kann, wie aus der Figur ersichtlich, durch die Regelwiderstände 17 und 17' auf einen gewünschten Wert gebracht werden. Es ist aber auch möglich, dieses Verhältnis dadurch auf einen gewünschten Wert zu bringen, daß die Abstände der Stromrollen 7 bzw. 11 von dem Ätzbad verschieden groß gemacht werden und die Stromrollen 7, 11 wie durch die gestrichelte Linie 22 angedeutet, miteinander verbunden werden. In diesem Fall bewirkt der Stromabfall in der Folie zwischen den Stromrollen und dem Ätzbad, daß die über die beiden Stromrollen fließenden Ströme verschieden groß sind.
• Die F i g. 2 und 3 zeigen zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele für die Ätzbäder. Um eine zu hohe Stromkonzentration an den Kanten der Folie der einzutauchenden bzw. aufsteigenden Folienteile 2 zu vermeiden, ist die aus Kupfer bestehende Badwandung 8' mit der Mittelelektrode 8" durch Isolierstoffe, wie z. B. Polyäthylen, so verkleidet, daß den Aluminiumfolien 2 jeweils nur schmale Kupferelektroden gegenüberstehen. Diese Verkleidung ist in F i g. 2 mit 23 bezeichnet. Auf diese Weise ist ein zu starker Abbau des Aluminiums an den Rändern der Folien 2 vermieden. In dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3, in der ebenfalls eine Aufsicht auf das Ätzbad und die eintauchenden und aufsteigenden Teile der Folie 2 im Schnitt dargestellt sind, besteht die Wandung des Ätzbades 8 aus einem Isolierstoff, und die Gegenelektroden des Aufrauhungselementes werden durch die in das Bad eintauchenden Elektroden 24 gebildet. Diese Elektroden sind miteinander elektrisch verbunden, wie dies durch die Verbindungslinien 25 in F i g. 3 angedeutet ist. Außerdem sind die Elektroden 24 schmaler als die auszurauhende Alu-: miniumfolie und so angeordnet, daß auch hier wieder ein zu starker Abbau der Ränder der Folie 2 vermieden wird. -Als Elektrolyt für das Ätbad haben sich Salzsäurelösungen, deren Leitfähigkeit durch gleichionige Zusätze, wie z. B. Kochsalz, erhöht wird, sehr geeignet erwiesen; doch sind auch andere Elektrolyte für die Herstellung des Aufrauhungselementes geeignet.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Aufrauhungsverfahren für Ventilmetalle, insbesondere hohen Reinheitsgrades, vorzugsweise für Aluminiumfolien mit einem Reinheitsgrad von 99,99 % oder mehr, und für Elektrolytkondensatoren, bei dem das Ventilmetall in ein mit einem Elektrolyten gefülltes Ätzbad gegebenenfalls fortlaufend getaucht wird, in dem eine oder mehrere Gegenelektroden aus einem edleren Metall angeordnet sind, und bei dem die aufzurauhenden Elektroden außerhalb des Ätzbades galvanisch ohne äußere Stromquelle mit den Gegenelektroden verbunden werden, d a d u r c h gekennzeichnet, daß in der äußeren galvanischen Verbindung ein regelbarer Widerstand angeordnet wird, mit dem der Ätzstrom auf dem gewünschten Wert gehalten wird.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Elektroden (2) gegenüberstehenden Gegenelektroden (8', 8", 24) der aufzurauhenden Elektrode (2) etwa parallel gegenüberliegen und schmaler sind als die aufzurauhende Elektrode (F i g. 2 und 3). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 655 567, 682 517; französische Patentschriften Nr. 815 002, 910 036; britische Patentschriften Nr. 467 024, 489 884, 511590; USA.-Patentschriften Nr. 2 080 390, 2163 416, 2547371. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1031891.