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DE1261601B - Method of manufacturing an electrolytic capacitor - Google Patents

Method of manufacturing an electrolytic capacitor

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Publication number
DE1261601B
DE1261601B DET30093A DET0030093A DE1261601B DE 1261601 B DE1261601 B DE 1261601B DE T30093 A DET30093 A DE T30093A DE T0030093 A DET0030093 A DE T0030093A DE 1261601 B DE1261601 B DE 1261601B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrolyte
acid
operating
ester
operating electrolyte
Prior art date
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Pending
Application number
DET30093A
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German (de)
Inventor
Marta Matok Geb Fekete
Dr Henrik Rausch
Kalman Vargha
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TAVKOEZLESI KI
Tavkoezlesi Kutato Intezet
Original Assignee
TAVKOEZLESI KI
Tavkoezlesi Kutato Intezet
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TAVKOEZLESI KI, Tavkoezlesi Kutato Intezet filed Critical TAVKOEZLESI KI
Publication of DE1261601B publication Critical patent/DE1261601B/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/022Electrolytes; Absorbents
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  • Electrochemistry (AREA)
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Description

Verfahren zur Herstellung eines elektrolytischen Kondensators Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrolytischen Kondensatoren durch Formierung einer Ventilmetallfolie, Herstellung eines Kondensatorformkörpers, Imprägnierung mit einem säureesterhaltigen Betriebselektrolyten, Einbau in ein Kondensatorgehäuse und Nachformierung im Betriebselektrolyten.Method of Manufacturing an Electrolytic Capacitor Die The invention relates to a method for manufacturing electrolytic capacitors by forming a valve metal foil, producing a capacitor shaped body, Impregnation with an operating electrolyte containing acid ester, installation in a capacitor housing and reforming in the operating electrolyte.

Es ist bekannt, die Anodenfolie von elektrolytischen Kondensatoren mit einer Oxydschicht als Dielektrikum elektrochemisch zu versehen. Die Oxydschicht wird an der glatten oder gerauhten Oberfläche der Ventilmetallfolie vor dem Zusammenbau des Kondensators formiert. Die Folien entsprechender Dimensionen werden dann zusammen mit dem Betriebselektrolyt in ein Kondensatorgehäuse eingebaut und nachformiert. Der zur Formierung verwendete Elektrolyt ist im allgemeinen eine wäßrige Lösung einer schwachen Säure oder eines Salzes dieser Säure, während der zur Nachformierung verwendete Betriebselektrolyt im allgemeinen ein mit einem Alkohol gebildeter Ester derselben Säure ist.It is known the anode foil of electrolytic capacitors to be electrochemically provided with an oxide layer as a dielectric. The oxide layer is applied to the smooth or roughened surface of the valve metal foil prior to assembly of the capacitor formed. The foils of appropriate dimensions are then put together installed with the operating electrolyte in a capacitor housing and reformed. The electrolyte used for formation is generally an aqueous solution a weak acid or a salt of this acid, during the reforming The operating electrolyte used generally was an ester formed with an alcohol the same acid.

Die Formierung der Aluminiumanoden wird fast ausschließlich mit borsauren Elektrolyten durchgeführt. Doch ist die Struktur der in den die Borsäure oder Borsäure und Borax enthaltenden Formierungselektrolyten gebildeten amorphen anodischen Oxydschichten vom energetischen Gesichtspunkt aus für Niedervoltelektrolytkondensatoren sehr instabil, weil diese Schichten während der Verwendung in kurzer Zeit hydratisieren, d. h. sich verändern, was eine Verschlechterung der dielektrischen Eigenschaften zur Folge hat.The formation of the aluminum anodes is almost exclusively done with boric acid Electrolytes carried out. Yet the structure is that in which the boric acid or boric acid and formation electrolytes containing borax formed amorphous anodic oxide layers from an energetic point of view very unstable for low-voltage electrolytic capacitors, because these layers hydrate in a short time during use, i.e. H. change, which leads to a deterioration in the dielectric properties Has.

Auch sind Elektrolyte mit einem Zitronensäuregehalt für anodische Oxydationen bekannt; sie weisen aber dieselben Nachteile auf, wie die borsauren Elektrolyte.Also, electrolytes with a citric acid content are anodic Oxidations known; But they have the same disadvantages as the boric acids Electrolytes.

Als Betriebselektrolyte werden verschiedene Elektrolyte verwendet. Meistens verwendet man Borsäure-Glykolester, die aber den Nachteil aufweisen, daß sie nicht stabil genug sind, eine korrosive Wirkung besitzen und nur in einem beschränkten Temperaturbereich verwendet werden können. Für spezielle Zwecke werden z. B. Phenol und Alkanolamin oder Alkylamin enthaltende Elektrolyte verwendet, die Alkanole, Polyhydroxyalkohole, Äthylenglykol oder Alkylphosphate als Lösungsmittel enthalten. Ihr Nachteil besteht darin, daß sie wegen ihres Gehalts an korrosiven Verbindungen die Lebensdauer der Kondensatoren beträchtlich verkürzen. Ein anderer spezieller Betriebselektrolyt enthält als Kation die Phosphoniumderivate von Phosphor mit Alkyl-, Allyl-, Phenyl-, Benzyl-, substituierten Allyl-, substituierten Benzyl-, Fluorenyl- oder Acenaphthenylradikalen. Wegen ihrer korrosiven Eigenschaften und hohen Herstellungskosten wurden diese Elektrolyte bisher industriell nicht verwendet. Es sind ferner Betriebselektrolyte bekannt, die Adipinsäure oder ein adipinsaures Salz, ferner als Lösungsmittel einen Säureester, z. B. einen Adipinsäure-Glykolester enthalten. Ihr Nachteil besteht darin, daß sie nicht genug stabil sind und bei Temperaturen unter -10 ° C nicht verwendet werden können.Various electrolytes are used as operating electrolytes. Boric acid glycol esters are mostly used, but they have the disadvantage that they are not stable enough, have a corrosive effect and only to a limited extent Temperature range can be used. For special purposes z. B. phenol and electrolytes containing alkanolamine or alkylamine, the alkanols, Contain polyhydroxy alcohols, ethylene glycol or alkyl phosphates as solvents. Their disadvantage is that, because of their content of corrosive compounds shorten the life of the capacitors considerably. Another special one The operating electrolyte contains the phosphonium derivatives of phosphorus with alkyl, Allyl, phenyl, benzyl, substituted allyl, substituted benzyl, fluorenyl or acenaphthenyl radicals. Because of their corrosive properties and high manufacturing costs these electrolytes have not yet been used industrially. They are also operating electrolytes known, the adipic acid or an adipic acid salt, also as a solvent Acid esters, e.g. B. contain an adipic acid glycol ester. Their disadvantage is there in that they are not stable enough and not at temperatures below -10 ° C can be used.

Aus der USA.-Patentschrift 2 149 046 ist ein Betriebselektrolyt eines elektrolytischen Kondensators bekannt, der aus einer wäßrigen Emulsion eines Alkydharzes und einer ionogenen Verbindung besteht. Das Harz entsteht durch den Umsatz von mehrwertigen Alkoholen und mehrwertigen Säuren im allgemeinen bei 170 bis 200°C. Bei dieser hohen Temperatur bildet sich kein Ester, sondern ein Harz. Zwecks Emulgierung des Harzes in Wasser werden organische Verbindungen verwendet, die Aminogruppen enthalten, z. B. Triäthanolamin. Diese Aminoverbindungen können aber mit dem Harz nicht reagieren, sie dienen ausschließlich zum Emulgieren des Harzes. Es wird eindeutig festgestellt. daß die verwendete Emulsion eine wäßrige Harzemulsion ist, die in jedem Falle auch noch eine ionogene Verbindung, z. B. Borsäure oder Ammoniumborat, enthalten muß.From US Pat. No. 2,149,046, an operating electrolyte is one electrolytic capacitor known, which consists of an aqueous emulsion of an alkyd resin and an ionogenic compound. The resin is created through the conversion of polyvalent ones Alcohols and polybasic acids generally at 170 to 200 ° C. At this high Temperature does not form an ester, but a resin. To emulsify the resin organic compounds containing amino groups are used in water, z. B. triethanolamine. However, these amino compounds cannot react with the resin, they are used exclusively for Emulsifying the resin. It becomes clear established. that the emulsion used is an aqueous resin emulsion, which in in each case also an ionic compound, e.g. B. boric acid or ammonium borate, must contain.

Im Gegensatz dazu bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung eines elektrolytischen Kondensators mit einem Betriebselektrolyten, der aus der Lösung einer quaternären Ammoniumverbindung der Halbester von organischen Di- und/oder Oxydikarbonsäuren und zweiwertigen Alkoholen besteht. Falls die Komponenten dieser Elektrolytlösung Adipinsäure-Glykolhalbester enthalten, bilden diese Komponenten mit Aminoäthanol ein quaternäres Ammoniumsalz, das mit der folgenden Formel angegeben werden kann: HO - CH2 - CH2 - OOC - (CH,-),i - COO-+NH3 - CH-, - CH20H Dieses quaternäre Salz ist flüssig und löst sich im Glykolüberschuß. Die angegebene Strukturformel wurde auch mit Hilfe von infraspektroskopischen Untersuchungen unterstützt.In contrast, the invention relates to the manufacture of a electrolytic capacitor with an operating electrolyte that emerges from the solution a quaternary ammonium compound of the half esters of organic di- and / or Oxydicarboxylic acids and dihydric alcohols. If the components of this These components form the electrolyte solution containing adipic acid glycol half-ester with aminoethanol, a quaternary ammonium salt represented by the following formula can be: HO - CH2 - CH2 - OOC - (CH, -), i - COO- + NH3 - CH-, - CH20H This quaternary Salt is liquid and dissolves in excess glycol. The given structural formula was also supported with the help of infraspectroscopic examinations.

Während nach der USA.-Patentschrift a) die Grundverbindung des Betriebselektrolyten ein Alkydharz ist und dementsprechend unter Harzbildung hergestellt wird, b) der verwendete Aminoalkohol zum Emulgierung dient und keine Verbindung mit dem Harz bildet, wird c) der Betriebselektrolyt Wasser enthält, d) der Elektrolyt Ionen enthält, die in der wäßrigen Emulsion enthalten sind, In der deutschen Auslegeschrift 1170 551 ist ein Betriebselektrolyt für Elektrolytkondensatoren beschrieben, der aus einem veresterten Borsäure-Glykol-Ammoniak-Gemisch besteht, wobei der Elektrolyt einen Zusatz an Phosphorsäure oder anderen im Elektrolyten löslichen Phosphorverbindungen enthält. Es können Phosphate, insbesondere Ammoniumphosphate oder Triäthanolaminphosphat als Phosphorverbindungen verwendet werden. Die Aluminiumfolie kann in Bädern formiert werden, die Phosphorsäure enthalten.While according to the US patent a) the basic compound of the operating electrolyte is an alkyd resin and is accordingly produced with resin formation, b) the amino alcohol used serves for emulsification and does not form a compound with the resin, c) the operating electrolyte contains water, d) the Electrolyte contains ions that are contained in the aqueous emulsion, In the German Auslegeschrift 1170 551 an operating electrolyte for electrolytic capacitors is described, which consists of an esterified boric acid-glycol-ammonia mixture, the electrolyte an addition of phosphoric acid or other soluble in the electrolyte Contains phosphorus compounds. Phosphates, in particular ammonium phosphates or triethanolamine phosphate, can be used as phosphorus compounds. The aluminum foil can be formed in baths that contain phosphoric acid.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektrolytische Kondensatoren herzustellen, die konstante Eigenschaften und eine lange Lebensdauer aufweisen und die Erweiterung des Betriebstemperaturbereiches ermöglichen.The invention is based on the object of electrolytic capacitors that have constant properties and a long service life and enable the expansion of the operating temperature range.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß, falls nach der anodischen Oxydation ein Betriebselektrolyt verwendet wird, der die quaternären Ammoniumderivate von Dikarbonsäurehalbestern enthält, dann der Betriebstemperaturbereich der Elektrolytkondensatoren erweitert wird und auch die elektrischen Eigenschaften der Kondensatoren beträchtlich verbessert werden.It has now surprisingly been found that, if after the anodic Oxidation an operating electrolyte is used which contains the quaternary ammonium derivatives of dicarboxylic acid half esters, then the operating temperature range of the electrolytic capacitors is expanded and also the electrical properties of the capacitors considerably be improved.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines elektrolytischen Kondensators, bei dem eine Ventilmetallelektrode in einer Lösung von Ammonium- und/oder Alkaliphosphaten und/ oder -hydrogenphosphaten formiert, hierauf ein Kondensatorformkörper gebildet wird, der in einem Betriebselektrolyten imprägniert und nachformiert wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Betriebselektrolyt einen Halbester von organischen Di- und/oder Oxydikarbonsäuren und zweiwertigen Alkoholen in Form einer quaternären Ammoniumverbindung des Halbesters enthält.The invention is a method for producing an electrolytic Capacitor, in which a valve metal electrode in a solution of ammonium and / or Formed alkali phosphates and / or hydrogen phosphates, then a shaped capacitor body is formed, which is impregnated and reformed in an operating electrolyte, which is characterized in that the operating electrolyte is a semi-ester of organic Di- and / or oxydicarboxylic acids and dihydric alcohols in the form of a quaternary Contains ammonium compound of the half ester.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird der Betriebselektrolyt durch Veresterung der Säuren Es gibt also mehrere grundsätzliche Unterschiede zwischen dem aus der herangezogenen USA.-Patentschrift bekannten Verfahren und dem erfindungsgemäßen Verfahren: wird beim Verfahren gemäß der Erfindung die Grundverbindung des Betriebselektrolyten durch Esterbildung hergestellt; der Aminoalkohol zwecks Bildung eines quaternären Ammoniumsalzes verwendet; ist der Betriebselektrolyt wasserfrei, weil das bei der Veresterung gebildete Wasser verdampft (siehe z. B. Beispiel 1: 14,2% Gewichtsverlust); enthält der Elektrolyt keine derartigen ionogenen Stoffe. mit den Alkoholen und hierauf durch Zusatz eines-Aminoalkohols hergestellt.According to a preferred embodiment, the operating electrolyte by esterification of the acids So there are several fundamental differences between the method known from the US patent specification referred to and the method according to the invention Process: becomes the basic compound of the operating electrolyte in the process according to the invention produced by ester formation; the amino alcohol to form a quaternary Ammonium salt used; the operating electrolyte is anhydrous because that is the case with the Water formed by esterification evaporates (see, for example, Example 1: 14.2% weight loss); the electrolyte does not contain any such ionic substances. with the alcohols and then produced by adding an amino alcohol.

Insbesondere wird der Elektrolyt durch Veresterung von Weinsäure oder Bernsteinsäure oder Adipinsäure und hierauf durch Zusatz von Äthanolamin hergestellt.In particular, the electrolyte is made by esterification of tartaric acid or Succinic acid or adipic acid and then produced by adding ethanolamine.

Es wird zweckmäßig eine Aluminium- oder Tantalfolie als Ventihnetallfolie verwendet. Die anodische Oxydation wird vorzugsweise in einer Phosphatlösung von 2 bis 98°C mit einer Konzentration von über 0,5 g/1, zweckmäßig 1 bis 10 g/1 durchgeführt. Bäder von Zimmertemperatur können vorteilhaft verwendet werden.An aluminum or tantalum foil is expediently used as the valve metal foil used. The anodic oxidation is preferably carried out in a phosphate solution of 2 to 98 ° C with a concentration of over 0.5 g / l, expediently 1 to 10 g / l. Room temperature baths can be used to advantage.

Der pH-Wert des Bades wird zwischen 4 und 8, vorzugsweise zwischen 6 und 7 eingestellt.The pH of the bath is between 4 and 8, preferably between 6 and 7 set.

Im Formierungsbad werden der Aufbau und die elektrischen Eigenschaften des Dielektrikums durch die obengenannten Stromdichten nicht beeinflußt. Die Formierzeit der Oxydschicht beträgt im allgemeinen 1 Minute. Die Geschwindigkeit der Oxydation wird durch die Temperatur des Formierungselektrolyten zwischen 2 und 98'C nicht merkbar beeinflußt.In the formation bath, the structure and the electrical properties of the dielectric is not influenced by the above-mentioned current densities. The formation time the oxide layer is generally 1 minute. The rate of oxidation is not due to the temperature of the forming electrolyte between 2 and 98'C noticeably affected.

Die Geschwindigkeit der Oxydation sowie der Reststrom der oxy& ten Folien hängen beträchtlich vom pH-Wert de. Formierungselektrolyten ab. Vom elektrochemischen Gesichtspunkt aus werden die vorteilhaftesten Ergebnisse bei einem pH-Wert von 7 erhalten, weil sich sowohl die Geschwindigkeit der Oxydation als auch die Kapazität, der Verlustfaktor und der Reststrom des entstandenen Dielektrikums bei diesem pH-Wert als günstig erwiesen haben.The rate of oxidation as well as the residual current of the oxy & th foils depend considerably on the pH value. Forming electrolyte. From the electrochemical From a point of view, the most beneficial results will be obtained at a pH of 7 because both the rate of oxidation and the capacity the loss factor and the residual current of the resulting dielectric at this pH value have proven favorable.

Die Eigenschaften der erhaltenen Oxydschicht sind unter ähnlichen Bedingungen (Konzentration, Temperatur, Zeit und pH) unabhängig von dem an die Phosphationen gebundenen Kation. So wurden gleichmäßig vorteilhafte Ergebnisse bei Verwendung von Bädern gefunden, die Ammoniumhydrogenphosphat, Dinatriumhydrogenphosphat oder Natriumpyrophosphat enthielten.The properties of the oxide layer obtained are among similar Conditions (concentration, temperature, time and pH) independent of that of the phosphate ions bound cation. So have been consistently beneficial results when used from Baths found that contain ammonium hydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate or sodium pyrophosphate contained.

Die im Formierungsbad hergestellten anodischen Oxydschichten weisen sehr vorteilhafte elektrische Eigenschaften auf. Nach Untersuchungen kann diese Tatsache auf die Anwesenheit der Phosphationen, die sich in die anodische Oxydschicht in einer von der verwendeten Spannung abhängigen Menge einbauen, zurückgeführt werden. Im Falle einer bis zu 75 bis 80 V oxydierten Aluminiumfolie bauten sich 6,2% Aluminiumphosphat in die Oxydschicht ein.The anodic oxide layers produced in the forming bath have very advantageous electrical properties. According to research this can Fact to the presence of the phosphate ions, which are in the anodic oxide layer install in an amount depending on the voltage used. In the case of an aluminum foil oxidized by up to 75 to 80 V, 6.2% aluminum phosphate was built up into the oxide layer.

Die quaternären Ammoniumderivate können zweckmäßig derart hergestellt werden, daß das Estergemisch, welches Halbester enthält und durch die Reaktion der Dikarbonsäure mit einem zweiwertigen Alkohol erhalten wurde, mit einem Aminoalkohol umgesetzt wird. Zwecks Esterbildung ist es vorteilhaft, die Dikarbonsäure mit dem zweiwertigen Alkohol bei 130 bis 140'C umzusetzen, wobei auf 1 Mol Säure zweckmäßig 2 bis 20 Mol Glykol verwendet werden. Wenn sich die ursprüngliche Säurezahl ungefähr auf ihren halben Wert vermindert hat, wird dem Estergemisch der Aminoalkohol in einer stöchiometrisch gleichen Menge zugegeben. Der Elektrolyt wird unter stetigem Rühren abkühlen gelassen. Das infrarote Spektrum des auf diese Weise erhaltenen Betriebselektrolyten zeigt ein für die quaternären Ammoniumradikale charakteristisches Absorptionsband.The quaternary ammonium derivatives can expediently be prepared in this way be that the ester mixture, which contains half esters and by the reaction of the Dicarboxylic acid with a dihydric alcohol was obtained with an amino alcohol is implemented. For the purpose of ester formation, it is advantageous to mix the dicarboxylic acid with the to implement dihydric alcohol at 130 to 140'C, expediently to 1 mole of acid 2 to 20 moles of glycol can be used. When the original acid number is approximately has reduced to half its value, the ester mixture is the amino alcohol in added in a stoichiometric amount. The electrolyte is taking steady Stir left to cool. The infrared spectrum of the obtained in this way Operating electrolyte shows a characteristic of quaternary ammonium radicals Absorption band.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann die Herstellung der elektrolytischen Kondensatoren (Wicklung, Vakuumimprägnierung, Montage, Nachformierung) mit Hilfe der üblichen Technologie durchgeführt werden.In the method according to the invention, the production of the electrolytic Capacitors (winding, vacuum impregnation, assembly, reforming) with the help the usual technology.

Von zahlreichen technischen und ökonomischen Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens seien folgende erwähnt: Während der anodischen Oxydation bauen sich die in der Oxydschicht anwesenden fremden Metallverunreinigungen zusammen mit dem Aluminiumphosphat in Form von unlöslichen Phosphaten in die Gitterstruktur der Oxydschicht ein, wodurch die Anzahl der Korrosionszentren herabgesetzt und dadurch die Lebensdauer des Kondensators erhöht wird. Ferner verhindert das in die Oxydschicht eingebaute Aluminiumphosphat die Hydratation der Oxydschicht, wodurch die Stabilität der Kapazität der Kondensatoren gesichert wird. Nach den Lebensdaueruntersuchungen wird die Kapazität der erfindungsgemäß hergestellten Kondensatoren nach 5000 Stunden bei 70'C nur um 3 bis 4"/o herabgesetzt.Of numerous technical and economic advantages of the invention The following processes should be mentioned: During the anodic oxidation, the Foreign metal impurities present in the oxide layer together with the aluminum phosphate in the form of insoluble phosphates in the lattice structure of the oxide layer, whereby the number of corrosion centers is reduced and thereby the service life of the capacitor is increased. Furthermore, the aluminum phosphate built into the oxide layer prevents this the hydration of the oxide layer, increasing the stability of the capacitance of the capacitors is secured. After the life tests, the capacity becomes that according to the invention produced capacitors after 5000 hours at 70'C only reduced by 3 to 4 "/ o.

In den erfindungsgemäßen Betriebselektrolyten ist die Korrosion des 99,99%igen Aluminiums um eine Größenordnung kleiner als in den bisher verwendeten borsauren Elektrolyten.In the operating electrolyte according to the invention, the corrosion is the 99.99% aluminum is an order of magnitude smaller than in the previously used ones boric acid electrolytes.

Die Dielektrizitätskonstante der in phosphathaltigen Lösung formierten dielektrischen Schicht beträgt 9,42, während die in mit borsäurehaltiger Lösung formierte Oxydschicht eine Dielektrizitätskonstante von 7,45 aufweist. Dadurch wird eine höhere spezifische Kapazität erreicht. Der Anfangswert und die Zeitabhängigkeit des Reststromes der Kondensatoren sind wesentlich kleiner.The dielectric constant of the phosphate-containing solution formed dielectric layer is 9.42, while that in with boric acid solution formed oxide layer has a dielectric constant of 7.45. This will a higher specific capacity is achieved. The initial value and the time dependency of the residual current of the capacitors are much smaller.

Der erfindungsgemäße Betriebselektrolyt hat einen niedrigen Dampfdruck bei einer entsprechend hohen Leitfähigkeit; dadurch ist die Explosionsgefahr beseitigt, und höhere Betriebstemperaturen werden erzielt.The operating electrolyte according to the invention has a low vapor pressure with a correspondingly high conductivity; this eliminates the risk of explosion, and higher operating temperatures are achieved.

Die elektrischen Eigenschaften der Kondensatoren verändern sich im Temperaturbereich von -40 bis zu +85°C nur in einem geringen Maße; die Veränderung ist viel kleiner als bei den bekannten Typen.The electrical properties of the capacitors change in Temperature range from -40 to + 85 ° C only to a small extent; the change is much smaller than the known types.

Im Falle des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Komponenten des Formierungsbades beträchtlich billiger als diejenigen der bekannten Elektrolyte, die eine mehrfach umkristallisierte reinste Borsäure in einer durchschnittlichen Konzentration von 50 g/1 enthalten. Demgegenüber können billige Alkali-oder Ammoniumphosphate bzw. -hydrogenphosphate in einer Konzentration der Größenordnung von 1 g/1 verwendet werden.In the case of the process according to the invention, the components of the Forming bath considerably cheaper than those of the known electrolytes, the purest boric acid recrystallized several times in an average one Concentration of 50 g / 1 included. In contrast, cheap alkali or ammonium phosphates can be used or -hydrogenphosphate used in a concentration of the order of 1 g / 1 will.

Außerdem kann eine beträchtliche Ersparnis an Energie dadurch erreicht werden, daß die anodische Oxydation bei Zimmertemperatur durchgeführt werden kann, und - im Gegensatz zum borsauren Elektrolyten - das Formierungsbad nicht aufgeheizt werden muß und die anodische Oxydation - statt in einem Wannensystem - in einer einzigen Wanne, d. h. in einem einzigen Schritt durchgeführt werden kann.In addition, a considerable saving in energy can thereby be achieved that the anodic oxidation can be carried out at room temperature, and - in contrast to the boric acid electrolyte - the forming bath is not heated must be and the anodic oxidation - instead of in a tub system - in one single tub, d. H. can be done in a single step.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der nachstehenden Beispiele näher erläutert. Beispiel 1 Eine glatte Aluminiumfolie 99,99%iger Reinheit wurde mit Petroläther entfettet. Dann wurde die Folie in einer wäßrigen Ammoniumdihydrogenphosphatlösung einer Konzentration von 1g/1 bei 20'C, mit einer Stromdichte von 5 mA/Cm' bis zu einer Endspannung von 80 V anodisch oxydiert.The process according to the invention is illustrated using the examples below explained in more detail. Example 1 A smooth aluminum foil of 99.99% purity was made degreased with petroleum ether. Then the film was immersed in an aqueous ammonium dihydrogen phosphate solution a concentration of 1g / 1 at 20'C, with a current density of 5 mA / Cm 'up to anodically oxidized to a final voltage of 80 V.

Die Oxydation von Aluminiumfolien, deren spezifische Oberfläche durch Beizen auf verschiedene Werte eingestellt wurde, wurde in ähnlicher Weise durchgeführt, nur mit dem Unterschied, daß für die Reinigung dieser Folien stets eine elektrochemische Methode verwendet wurde.The oxidation of aluminum foils whose specific surface area is through Pickling was set to different values, was carried out in a similar manner, The only difference is that the cleaning of these foils is always an electrochemical one Method was used.

Zwecks Herstellung des Betriebselektrolyten wurde 1 Mol Äthylenglykol mit 0,1 Mol Adipinsäure vermischt, und das Gemisch wurde bei 135'C 11/2 Stunden verestert, wobei ein Gewichtsverlust von 14,2% gemessen wurde. Danach wurde dem Estergemisch 0,1 Mol Äthanolamin zugesetzt.To prepare the operating electrolyte, 1 mole of ethylene glycol was added mixed with 0.1 mol of adipic acid, and the mixture was at 135'C for 11/2 hours esterified, a weight loss of 14.2% being measured. After that, the Ester mixture 0.1 mol of ethanolamine added.

Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Elektrolyten: Leitfähigkeit: 1580 .sec cm-'; Funkenspannung: 270 V; spezifisches Gewicht: 1,116 g/ml; Viskosität: 17,2 cP.Properties of the electrolyte obtained in this way: Conductivity: 1580 sec cm- '; Spark voltage: 270 V; specific gravity: 1.116 g / ml; Viscosity: 17.2 cP.

Die auf diese Weise hergestellten Kondensatoren zeigten die nachstehenden durchschnittlichen elektrischen Werte: Spannung des' Kapazität Verlustfaktor I Reststrom Kondensators uF tau i@ (nach 10 Minuten) 12/15 22 0,12 3,8 10--3t.A/;aF V 30/35 12 0,08 2,8 10-3#tA/;LF V 70/75 7 0,07 4. 10 -3 [jtA/itF V Beispiel 2 Die Anodenfolie wurde auf die im Beispiel l beschriebene Weise hergestellt. Der Betriebselektrolyt wurde aus 0,2 Mol Weinsäure und 1 Mol Äthylenglykol durch Veresterung bei 142°C 30 Minuten lang hergestellt. Der Gewichtsverlust bei der Veresterung betrug 18%. Nachher wurden dem Estergemisch 0,25 Mol Äthanolamin zugesetzt.The capacitors made in this way showed the following average electrical values: Voltage of the 'capacity loss factor I residual current Capacitor uF tau i @ (after 10 minutes) 12/15 22 0.12 3.8 10--3t.A /; aF V 30/35 12 0.08 2.8 10-3 # tA /; LF V 70/75 7 0.07 4. 10 -3 [jtA / itF V Example 2 The anode foil was produced in the manner described in Example 1. The operating electrolyte was made from 0.2 mol of tartaric acid and 1 mol of ethylene glycol by esterification at 142 ° C. for 30 minutes. The weight loss on esterification was 18%. Afterwards, 0.25 mol of ethanolamine was added to the ester mixture.

Eigenschaften des erhaltenen Elektrolyts: Leitfähigkeit: 6150 p.sec cm-'; Funkenspannung: 230 V; spezifisches Gewicht: 1,159 g/ml; Viskosität: 21,7 cl?.Properties of the electrolyte obtained: Conductivity: 6150 p.sec cm-'; Spark voltage: 230 V; specific gravity: 1.159 g / ml; Viscosity: 21.7 cl ?.

Die mit diesem Elektrolyt hergestellten Kondensatoren zeigten ähnliche Eigenschaften auf, wie die im Beispiel 1 beschriebenen Kondensatoren.The capacitors made with this electrolyte showed similar results Properties like the capacitors described in Example 1.

Beispiel 3 Man ging wie im Beispiel 1 beschrieben vor, mit dem Unterschied, daß anstatt der glatten Aluminiumfolie eine glatte Tantalfolie verwendet wurde. Die spezifische Kapazität der mit Hilfe der auf diese Weise erhaltenen Anodenfolien hergestellten Kondensatoren war ungefähr die fünffache derjenigen der mit glatten Aluminiumfolien hergestellten Kondensatoren.Example 3 The procedure described in Example 1 was followed, with the difference that a smooth tantalum foil was used instead of the smooth aluminum foil. The specific capacity of the anode foils obtained in this way The capacitors produced was about five times that of those made with smooth Aluminum foil made capacitors.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines elektrolytischen Kondensators, bei dem eine Ventilmetallelektrode in einer Lösung von Ammonium-und/oder Alkaliphosphaten und/oder -hydrogenphosphaten formiert, hierauf ein Kondensatorformkörper gebildet wird, der in einem Betriebselektrolyten imprägniert und nachformiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebselektrolyt einen Halbester von organischen Di- und/oder Oxydikarbonsäuren und zweiwertigen Alkoholen in Form einer quaternären Ammoniumverbindung des Halbesters enthält. Claims: 1. A method for producing an electrolytic Capacitor in which a valve metal electrode in a solution of ammonium and / or Formed alkali phosphates and / or hydrogen phosphates, then a shaped capacitor body is formed, which is impregnated and reformed in an operating electrolyte, characterized in that the operating electrolyte is a half-ester of organic Di- and / or oxydicarboxylic acids and dihydric alcohols in the form of a quaternary Contains ammonium compound of the half ester. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebselektrolyt durch Veresterung der Säuren mit den Alkoholen und hierauf durch Zusatz eines Aminoalkohols hergestellt wird. 2. The method according to claim 1, characterized characterized in that the operating electrolyte by esterification of the acids with the Alcohols and then produced by adding an amino alcohol. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt durch Veresterung von Weinsäure oder Bernsteinsäure oder Adipinsäure und hierauf durch Zusatz von Äthanolamin hergestellt wird. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Auslegeschrift Nr. 1170 551; USA.-Patentschrift Nr. 2 149 086.3. The method according to claim 2, characterized in that the electrolyte is prepared by esterifying tartaric acid or succinic acid or adipic acid and then by adding ethanolamine. Considered publications German Auslegeschrift No. 1170 551; U.S. Patent No. 2,149,086.
DET30093A 1964-12-30 1965-12-21 Method of manufacturing an electrolytic capacitor Pending DE1261601B (en)

Applications Claiming Priority (1)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2149086A (en) * 1935-03-30 1939-02-28 Gen Electric Electrical capacttor
DE1170551B (en) * 1958-11-07 1964-05-21 Siemens S. Halske Aktiengesellschaft, Berlin und München Electrolyte for electrolytic capacitors and process for its manufacture.

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