DE911301C - Electrolyte, especially for liquid electrolytic capacitors - Google Patents
Electrolyte, especially for liquid electrolytic capacitorsInfo
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Description
Elektrolyt, insbesondere für flüssige elektrolytische Kondensatoren Als Elektrolyte für elektrolytische Kondensatoren werden im allgemeinen Lösungen von Borsäure und/ oder borsauren Salzen, insbesondere Ammoniumborat, in mehrwertigen Alkoholen, wie Glyzerin oder Äthylenglykol, verwendet. Diese Elektrolyte werden weiterhin zur Erreichung einer größeren Dickflüssigkeit großenteils einem Kochprozeß unterworfen, wobei nach dem Verdampfen des im Ansatz etwa vorhandenen freien Wassers noch Reaktionswasser aus den Ausgangsbestandteilen abgespalten und ausgetrieben wird.Electrolyte, in particular for liquid electrolytic capacitors Solutions are generally used as electrolytes for electrolytic capacitors of boric acid and / or boric acid salts, in particular ammonium borate, in polyvalent Alcohols such as glycerin or ethylene glycol are used. These are electrolytes furthermore, in order to achieve a greater viscosity, largely a cooking process subjected, after evaporation of any free water present in the approach water of reaction is still split off from the starting constituents and driven off will.
Es hat sich nun gezeigt, daß für Elektrolytkondensatoren, wie sie neuerdings in Siebkreisen von Rundfunkempfängern benötigt werden, derartige Elektrolyte unzureichend sind. Bei diesen neueren Typen von Elektrolytkondensatoren tritt nämlich durch die verschiedenen Anheizzeiten der Gleichrichter- bzw. Verstärkerröhren eine Spannung beim Einschalten des Gerätes auf, die weit über der normalen Betriebsspannung des.Kondensators liegt. Da nun die Anwendung einer entsprechend hohen Formierspannung für den Elektrolytkondensator mit bedeutenden Schwierigkeiten und Verteuerungen in der Fertigung verbunden ist, ist man dazu übergegangen, hierfür Elektrolytkondensatoren zu verwenden, die eine Überspannung ohne Schaden vertragen. Man verwendet hierzu insbesondere Elektrolytkondensatoren der sogenannten Flüssigkeitstype, bei der sich eine starre, massive Anode in einem Elektrolyt freitragend, vorzugsweise ohne Abstandhalter, befindet. Bei Versuchen, in diesen Elektrolytkondensatoren die oben beschriebenen Elektrolyte zu verwenden, ergab sich, daß bei den erwähnten Überspannungen Verkohlungen und Überhitzungen des Elektrolyts einsetzen, die den Kondensator nach einer gewissen Zahl von Einschaltungen außer Betrieb setzen.It has now been shown that for electrolytic capacitors like them Electrolytes of this type have recently been required in filter circles of radio receivers are insufficient. In these newer types of electrolytic capacitors occurs namely due to the different heating times of the rectifier and amplifier tubes Voltage when the device is switched on is well above the normal operating voltage des.kondensers. Now there is the application of a correspondingly high forming voltage for the electrolytic capacitor with significant difficulties and increases in cost is connected in production, it has been switched to electrolytic capacitors for this purpose to be used that can withstand an overvoltage without damage. One uses for this in particular electrolytic capacitors of the so-called liquid type, in which a rigid, solid anode self-supporting in an electrolyte, preferably without spacers, is located. When trying in these electrolytic capacitors the above To use the electrolytes described, it was found that at the overvoltages mentioned Charring and overheating of the electrolyte set in which the capacitor after put it out of operation a certain number of times.
Um diese Schwierigkeiten zu beheben, ist bereits vorgeschlagen worden, dünnflüssige Elektrolyte zu verwenden, Diese bekannten Elektrolyte, die im allgemeinen aus wäßrigen Lösungen von Borsäure oder Ammoniumborat bestehen, weisen jedoch die bekannten großen Nachteile auf, die insbesondere in erhöhter Korrosion liegen.In order to remedy these difficulties, it has already been proposed that To use low viscosity electrolytes, These known electrolytes, in general consist of aqueous solutions of boric acid or ammonium borate, but have the known major disadvantages, which are in particular increased corrosion.
'.Ulan hat auch schon versucht, Elektrolyte der eingangs erwähnten Art nach erfolgtem Kochprozeß durch Ankendung von Wasser dünnflüssiger zu gestalten. Man wollte hierbei die Vorteile der veresterten Elektrolyte erreichen, beseitigte diese aber im wesentlichen wieder durch das hinzugefügte Wasser, das seinerseits sich hinsichtlich Korrosion ungünstig auswirkte.'.Ulan has also tried electrolytes of the ones mentioned at the beginning After the cooking process has taken place, it can be made thinner by adding water. One wanted to achieve the advantages of the esterified electrolytes, eliminated but this essentially again through the added water, which in turn had an adverse effect on corrosion.
Gemäß der Erfindung werden die erwähnten Nachteile dadurch vermieden, daß die aus einer schwachen Säure, z. B. Borsäure, und/oder ihren Salzen, z. B. Ammoniumborat, und einem Alkohol, z. B. mehrwertigen Alkohol, wie Glyzerin, hergestellten Elektrolyte, die z. B. noch einem Veresterungsprozeß unterworfen werden können, nach ihrer Fertigstellung durch Anwendung eines neutralen Lösungsmittels, jedoch mit Ausnahme von Wasser, auf die notwendige Dünnflüssigkeit gebracht werden.According to the invention, the disadvantages mentioned are avoided by that the from a weak acid, z. B. boric acid, and / or its salts, e.g. B. Ammonium borate, and an alcohol, e.g. B. polyhydric alcohol, such as glycerin, produced Electrolytes, e.g. B. can still be subjected to an esterification process, after their completion by using a neutral solvent, however with the exception of water, be brought to the necessary thin liquid.
Beispielsweise hat sich gezeigt, daß ein sehr brauchbarer Elektrolyt dadurch erhalten wird, daß etwa 57 g Borsäure und etwa 2,8 g Ammoniakwasser, enthaltend etwa 0,7 g gasförmiges Ammoniak, und etwa 6o g Äthylenglykol z. B. in Methylglykol gelöst werden, wobei das Verhältnis Lösungsmittel zu gelöstem Stoff entsprechend der gewünschten Dünnflüssigkeit, d. h. der gewünschten Spannungsbeanspruchung, eingestellt werden kann. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, auf die oben angegebene Menge Glykol-Borsäure etwa die zehnfache Menge Lösungsmittel zu verwenden. Man erhält dann einen Elektrolyt von der Viskosität i bis 5 cP, der Spannungsspitzen bis 65o V ohne weiteres aufzunehmen imstande ist.For example, it has been found that a very useful electrolyte is obtained by adding about 57 g of boric acid and about 2.8 g of ammonia water containing about 0.7 g of gaseous ammonia and about 60 g of ethylene glycol, e.g. B. be dissolved in methyl glycol, the ratio of solvent to solute according to the desired thin liquid, ie the desired stress, can be adjusted. It has been found to be particularly advantageous to use about ten times the amount of solvent for the amount of glycolic boric acid specified above. An electrolyte with a viscosity of 1 to 5 cP is then obtained, which is able to absorb voltage peaks of up to 65o V without further ado.
Ein anderer brauchbarer Elektrolyt setzt sich zusammen aus etwa io g Borsäure, etwa 2o g Äthylenglykol, etwa roo g Methylglykol und etwa 2,57 ccm Ammoniak (spezifisches Gewicht bei 2o° C = o,go6). Die Herstellung dieses und ähnlicher Elektrolyte erfolgt zweckmäßig derart, daß die Komponenten Glykol, Borsäure und Lösungsmittel gemischt und evtl. schwach erwärmt werden und erst dann Ammoniak in solcher Menge zugegeben wird, bis ein px-Wert von ¢ bis 6 erreicht ist.Another useful electrolyte is composed of about io g boric acid, about 20 g ethylene glycol, about roo g methyl glycol and about 2.57 cc ammonia (specific weight at 2o ° C = o, go6). The manufacture of this and similar electrolytes expediently takes place in such a way that the components glycol, boric acid and solvent mixed and possibly slightly heated and only then ammonia in such an amount is added until a px value of ¢ to 6 is reached.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß an Stelle der obenerwähnten Zusammenstellung der gelösten Substanzen qualitativ und quantitativ andere Verhältnisse benutzt werden können. Beispielsweise können statt Glykol Glyzerin oder andere zwei- oder drei- oder höherwertige Alkohole, wie Propylenglykol, Butylenglykol, Erythrit, Pentaerythrit, verwendet werden. Außerdem kann auch das Verhältnis von Ammoniak-Borsäure-Alkohol bzw. Lösungsmittel geändert werden, wobei darauf zu achten ist, daß der px-Wert der in der Kälte oder Wärme angesetzten Grundmischungen rund 5 beträgt bzw. darunter liegt. Ebenso können an Stelle von Ammoniak andere primäre, sekundäre, tertiäre Amine (oder Oxyalkylamine) bzw. quarternäre Ammoniumbasen, wie z. B. Monoäthanolamin, Diäthanolamin, Triäthanolamin, Tetraäthanolammoniumhydroxyd, verwendet werden. Es können statt der erwähnten aliphatischen Verbindungen auch aromatische Amine, wie Anilin, Naphthylamin, Benzylamin, verwendet werden.It is within the scope of the invention that instead of the above-mentioned Composition of the dissolved substances qualitatively and quantitatively different ratios can be used. For example, instead of glycol, glycerine or other two or trihydric or higher alcohols, such as propylene glycol, butylene glycol, erythritol, Pentaerythritol can be used. In addition, the ratio of ammonia-boric acid-alcohol can also or solvents are changed, whereby it must be ensured that the px value of the basic mixes used in the cold or warm is around 5 or less lies. Likewise, instead of ammonia, other primary, secondary, tertiary Amines (or oxyalkylamines) or quaternary ammonium bases, such as. B. monoethanolamine, Diethanolamine, triethanolamine, tetraethanolammonium hydroxide can be used. It instead of the aliphatic compounds mentioned, aromatic amines such as Aniline, naphthylamine, benzylamine can be used.
Als Lösungsmittel kommen außerdem noch zahlreiche andere Lösungsmittel, insbesondere der Klassen der Alkohole, Ketone, Ester und Äther, in Frage. Als Beispiele seien angeführt: Einwertige Alkohole: Methylalkohol, Äthylalkohol, Isopropylalkohol, Butylalkohol, Diacetonalkohol, Benzylalkohol; zweiwertige Alkohole: Äthylenglykol, Äthylglykol, Methylglykol, Äthylpolyglykol, Propylenglykol; Ketone: Cyklohexanol, Methylcyklohexanol, z. B. Monoderivat, Aceton, Acetylaceton; Ester: Äthylglykolacetat, Butoxyl, Glykolmonoacetat und vorzugsweise borsaure Ester, wie Borsäuretriäthylester bzw. Methyl- oder Amylester; Äther: Reine Äther, wie Anisol, bzw. Ätheralkohole, wie Methylglykol, die zum Teil schon bei den Alkoholen angeführt wurden, bzw. gemischte veresterte Äther, wie Methylglykolacetat, die zum Teil bei den Estern aufgeführt sind.Numerous other solvents can also be used as solvents, in particular the classes of alcohols, ketones, esters and ethers. As examples are listed: Monohydric alcohols: methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, Butyl alcohol, diacetone alcohol, benzyl alcohol; dihydric alcohols: ethylene glycol, Ethyl glycol, methyl glycol, ethyl polyglycol, propylene glycol; Ketones: cyclohexanol, Methylcyclohexanol, e.g. B. mono derivative, acetone, acetylacetone; Ester: ethyl glycol acetate, Butoxyl, glycol monoacetate and preferably boric acid esters, such as boric acid triethyl ester or methyl or amyl esters; Ether: Pure ethers, such as anisole or ether alcohols, like methylglycol, some of which have already been mentioned for alcohols, or mixed ones esterified ethers, such as methyl glycol acetate, some of which are listed under the esters are.
Schließlich sei noch erwähnt, daß außer den obenerwähnten Stoffklassen auch beispielsweise Amine, wie Triäthanolamin, als Lösungsmittel im Sinn der Erfindung verwendet werden können. Zur Erreichung eines höheren Dissoziationsgrades ist es auch vorteilhaft, Gemische der einzelnen Lösungsmittel untereinander zu verwenden, wobei die Mischungsverhältnisse den Anforderungen im einzelnen angepaßt werden. Außerdem sei noch erwähnt, daß die Substitution in der gelösten Substanz wie im Lösungsmittel vorzugsweise in stöchiometrischen Verhältnissen vollzogen wird. Man kann außer den obenerwähnten Kombinationen noch weitere für den Chemiker sich ohne weiteres ergebende Kombinationen wählen. Es sollte darauf geachtet werden, daß der entstandene Elektrolyt bei einer Viskosität von unter 50 cP, einer Funkenspannung zwischen q.oo bis 6oo V, einen px-Wert etwa 5, eine Leitfähigkeit von wenigstens ?,oouS/cm und eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit hat.Finally, it should be mentioned that, in addition to the above-mentioned classes of substances, amines, such as triethanolamine, for example, can also be used as solvents for the purposes of the invention. To achieve a higher degree of dissociation, it is also advantageous to use mixtures of the individual solvents with one another, the mixing ratios being adapted to the individual requirements. It should also be mentioned that the substitution in the dissolved substance, as in the solvent, is preferably carried out in stoichiometric proportions. In addition to the combinations mentioned above, other combinations which are readily apparent to the chemist can also be selected. Care should be taken that the resulting electrolyte has a viscosity of less than 50 cP, a spark voltage between q.oo to 600 V, a px value of about 5, a conductivity of at least?, OouS / cm and sufficient corrosion resistance.
Wie bereits beschrieben, sind derartige Elektrolyte vorzugsweise für die sogenannte Flüssigkeitstype geeignet. Es können hierbei alle an und für sich bekannten Elektroden und Anordnungen, wie Einfachzylinder, Mehrfachzylinder, Spiralen oder andere Profile, verwendet werden. Entsprechend der dünnflüssigen Form des Elektrolyts und der guten Leitfähigkeit ist es ohne weiteres möglich, die Elektrodenabstände verhältnismäßig groß zu wählen und beispielsweise bei der Zylinderanordnung auf die Verwendung von Kathodenzylindern zu verzichten. Jedoch ist es gut möglich, bei geeigneter Wahl des Abstandshalters und bei vergrößerten Elektrodenabständen diese Elektrolyte auch für sogenannte Trockenelektrolytkondensatoren zu verwenden. In diesen Fällen kann ein Abstandhalter aus anorganischem Material verwendet werden, vorzugsweise auf Silikatgrundlage, wie z. B. chlor- und alkalifreies Glasgewebe oder Asbestfaser, oder aus organischem Material hoher Beständigkeit, insbesondere hoher Funkenbeständigkeit, wie z. B. anorganisches Füllmaterial auf gummiartiger Grundlage.As already described, such electrolytes are preferred for the so-called liquid type suitable. Everyone can do it in and of themselves known electrodes and arrangements, such as single cylinders, multiple cylinders, spirals or other profiles. According to the thin liquid form of the electrolyte and the good conductivity, it is easily possible to adjust the electrode spacing to choose relatively large and, for example, in the cylinder arrangement to dispense with the use of cathode cylinders. However, it is quite possible at suitable choice of Spacer and with enlarged electrode gaps to use these electrolytes also for so-called solid electrolytic capacitors. In these cases a spacer made of inorganic material can be used, preferably based on silicate, such as. B. chlorine- and alkali-free glass fabric or asbestos fiber, or made of organic material of high resistance, in particular high spark resistance, such as B. inorganic filler on rubbery Basis.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES2991D DE911301C (en) | 1939-03-28 | 1939-03-28 | Electrolyte, especially for liquid electrolytic capacitors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES2991D DE911301C (en) | 1939-03-28 | 1939-03-28 | Electrolyte, especially for liquid electrolytic capacitors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE911301C true DE911301C (en) | 1954-05-13 |
Family
ID=7469895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DES2991D Expired DE911301C (en) | 1939-03-28 | 1939-03-28 | Electrolyte, especially for liquid electrolytic capacitors |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE911301C (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1117772B (en) * | 1957-12-18 | 1961-11-23 | Siemens Ag | Boric acid ester operating electrolyte for electrolytic capacitors, especially for low operating temperatures |
| DE1130930B (en) * | 1958-08-11 | 1962-06-07 | Dr Karl Von Glos | Electrolyte for electrolytic capacitors |
| DE1213919B (en) * | 1954-03-10 | 1966-04-07 | Siemens Ag | Process for the production of an extremely low-water glycol boric acid ester as a starting material for operating electrolytes for electrolytic capacitors |
| DE1273696B (en) * | 1956-09-10 | 1968-07-25 | Siemens Ag | Electrolyte for an electrolytic capacitor with low operating voltage |
-
1939
- 1939-03-28 DE DES2991D patent/DE911301C/en not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1213919B (en) * | 1954-03-10 | 1966-04-07 | Siemens Ag | Process for the production of an extremely low-water glycol boric acid ester as a starting material for operating electrolytes for electrolytic capacitors |
| DE1273696B (en) * | 1956-09-10 | 1968-07-25 | Siemens Ag | Electrolyte for an electrolytic capacitor with low operating voltage |
| DE1117772B (en) * | 1957-12-18 | 1961-11-23 | Siemens Ag | Boric acid ester operating electrolyte for electrolytic capacitors, especially for low operating temperatures |
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