DE976530C

DE976530C - Verfahren zur Herstellung eines Elektrolytkondensators

Info

Publication number: DE976530C
Application number: DES16261D
Authority: DE
Inventors: Werner Dr-Ing Herrmann; Paul Werner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1942-10-16
Filing date: 1942-10-16
Publication date: 1963-10-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrolytkondensators, der bei kleiner Raumbeanspruchung große Kapazität besitzt.

Elektrolytkondensatoren sind üblicherweise derart ausgebildet, daß zwischen den metallischen Elektroden ein zusätzlicher Abstandhalter aus saugfähigem Stoff vorgesehen ist, der mit einem Elektrolyten getränkt ist.

Es sind auch bereits Elektrolytkondensatoren bekannt, die aus einer Aluminiumfolie bestehen, welche die eine Kondensatorbelegung darstellt, einer auf dieser befindlichen Oxydschicht des Elektrodenmetalls, die ihrerseits eine feste Elektrolytschicht, z. B. eine dicke amorphe Salzlösung trägt, sowie einer als kathodische Stromzuführung zum Elektrolyten dienenden Metallfolie.

Es ist auch schon bekannt, auf der Anode eines Elektrolytkondensators zunächst durch Formierung des Anodenmetalls in Schwefelsäure oder Phosphorsäure eine poröse Oxydschicht herzustellen, hierauf unter der porösen Oxydschicht durch Formierung z. B. in einer Lösung von Borsäure und Borax eine dichte, als Dielektrikum wirkende Oxydschicht zu bilden und auf die so formierte Anode eine Schicht eines festen, z. B. lackförmigen, leitende Füllstoffteilchen enthaltenden Elektrolyten aufzutragen und die mit dem Elektrolyten versehene Anode aufzuwickeln und zusammen mit einer Kathode in ein Gehäuse einzubauen.

Alle diese bekannten Kondensatortypen nehmen jedoch einen zu großen Raumbedarf in Anspruch und haben für viele Zwecke zu kleine Kapazitätswerte.

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Ziel der Erfindung ist es, die Raumkapazität von Elektrolytkondensatoren noch weiter zu steigern. Die Erfindung bezieht sich daher auf ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrolytkondensators, bei welchem die anodische Elektrode durch Umwandlung¹ ihres aus Ventilmetall bestehenden Grundwerkstoffes mit mindestens einer, vorzugsweise mit zwei verschiedenartigen Oxydschichten überzogen wird. Gemäß der Erfindung wird nach dieser Umwandlung auf die äußere Oxydschicht als kathodische Elektrode eine sehr dünne Metallschicht von z. B. Viooo mm Dicke aufgedampft und danach die äußere Oxydschicht mit einem Elektrolyten getränkt.

Ein nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellter Elektrolytkondensator zeichnet sich gegenüber den bekannten Elektrolytkondensatoren durch eine weit bessere Raumausnutzung aus und hat den Vorteil, eine verhältnismäßig große Kapaao zität auf kleinem Raum unterbringen zu können, da außer der Oxydschicht zwischen den Elektroden auf zusätzliche Abstandhalter oder Elektrolytschichten verzichtet wird. Außerdem weist er eine größere mechanische Stabilität auf. Bei Kondensatoren gemäß der Erfindung mit Aluminiumelektroden wird sich zwischen den Metallbelegungen im wesentlichen eine Aluminiumoxydschicht befinden, die mit irgendeinem an sich bekannten Betriebselektrolyten imprägniert wifd. Weiterhin wird die Oxydschicht nach ausreichender Trocknung mit einer sehr dünnen Metallschicht von z. B. Viooo mm Dickebedampft. Statt Aluminium können auch andere Ventilmetalle, beispielsweise Titan, Tantal, Magnesium od. dgl., verwendet werden; es ist auch möglich, die oxydierte Belegung, welche im wesentlichen meistens als dünne Folie von z. B. nicht unter ^2o/iooo mm vorliegt, mit einem Nichtventilmetall zu überziehen, je nachdem, ob der Kondensator als sogenannter ungepolter oder gepolter elektrolytischer Kondensator verwendet werden soll.

Vorteilhaft erfolgt das Überziehen der oxydierten Folie mit Metall in der Weise, daß die Ränder der Folie von dieser Metallschicht frei bleiben, also nicht mitbedampft werden, da an diesen Rändern vom Schneiden der Folie ein Grat vorhanden sein kann, mit welchem die Bedampfung Kurzschluß hervorrufen kann.

Weiterhin ist es vorteilhaft, darauf zu achten, daß einige wenige Teile der Oxydschicht frei von der die zweite Belegung des Kondensators bildenden Metallschicht bleiben, so daß an diesen Stellen die elektrischen Anschlußstücke angebracht werden können.

Das Schneiden der oxydierten und bedampften Folie in einzelne Stücke von gewünschter Länge muß unter besonderen Vorsichtsmaßnahmen erfolgen. Beim normalen Schneiden mit einer Schere entstehen nämlich über die Breite der Folie Grate, welche Kurzschluß zwischen den beiden Belegungen hervorrufen können. Die Folie wird daher zweckmäßig senkrecht zur Dicke, d. h. hochkant stehend zu der gewünschten Länge, geschnitten. Es ergibt sich dann lediglich an der unteren schmalen Kante über die Dicke der Folie eventuell eine Gratbildung, welche aber aus dem Kondensatorkörper herausragt und daher mit der die Kathode bildenden Metallschicht nicht in Berührung kommen kann.

Von besonderem Vorteil ist es noch, bei der Herstellung eines Wickelkondensators die Folien-Schnittkanten durch Einlegen von Papierstreifen oder ähnlichen Isolierstücken zu bedecken. Der elektrische Anschluß für die anodische Belegung erfolgt z. B. durch Annieten eines Folienstreifens an die oxydierte Folie, auf welcher bei der Aufbringung der Metallschicht, also z. B. beim Bedampfen, zur Anbringung des Anschluß Stückes ein Streifen unbedampft bleibt. Dies erreicht man vorteilhaft dadurch, daß je nach Länge der Anodenfolie in verschiedenen Abständen sogenannte Masken mit der Folie mitlaufen, auf denen sich statt auf der Folie der Metalldampf niederschlägt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Die Zeichnung zeigt unter 1 eine aus Ventilmetall bestehende bandförmige anodische Elektrode, welche mit einer isolierenden und dielektrischen Schicht überzogen ist. Diese Isolierschicht selbst ist nicht dargestellt. Mit 2 ist schraffiert die aufgedampfte kathodische Belegung bzw. Elektrode bezeichnet. Es ist aus der Zeichnung ohne weiteres zu erkennen, daß zur Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen der bedampften Schicht 2 und dem Rand der Folie 1 ein freier Raum bleibt. Mitunter ist es zweckmäßig, wie ebenfalls in der Zeichnung dargestellt, die aufgedampften Metallschichten mit Durchbrechungen 3 zu versehen. Hierdurch wird eine leichtere Imprägnierung der Oxydschicht mit dem Elektrolyten erreicht.

Es hat sich gezeigt, daß der vorstehend beschrie- i°° bene Kondensatoraufbau in Wickelform die Unterbringung mindestens der sechsfachen Kapazität gestattet im Vergleich eines Aufbaues mit glatter Folie und saugfähigem Material wie Papier als Abstandhalter. Neben dieser verhältnismäßig *°5 großen spezifischen Raumkapazität zeigt der Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung noch eine hohe Durchschlagsunempfindlichkeit, die auf die geringe Dicke der zweiten kathodischen Belegung zurückzuführen ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zur Herstellung eines Elektro- ¹¹S lytkondensators, bei welchem die anodische Elektrode durch Umwandlung ihres aus Ventilmetall bestehenden Grundwerkstoffes mit mindestens einer, vorzugsweise mit zwei verschiedenartigen Oxydschichten überzogen wird, "° dadurch gekennzeichnet, daß nach dieser Umwandlung auf die äußere Oxydschicht als kathodische Elektrode eine sehr dünne Metallschicht von z. B. Viooo mm Dicke aufgedampft wird und daß die äußere Oxydschicht danach mit einem Elektrolyten getränkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die kathodische Elektrode mit Durchbrechungen versehen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die oxydierten und bedampften Elektroden zugeschnitten werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneiden senkrecht zur Dicke, d. h. hochkant stehend zu der gewünschten Länge, erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 zur Herstellung eines wickeiförmigen Elektrolytkondensators, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienschnittkanten durch Einlegen von Papierstreifen oder ähnlichen Isolierstücken bedeckt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 523 093, 642 976, 653605;

französische Patentschriften Nr. 859 559, 145, 868 179, 869 197;

britische Patentschrift Nr. 429 716;

USA.-Patentschriften Nr. 1 850298, 1 906691, ι 918 717, 2075351, 2146029, 2174840.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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