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Elektrolytiseher Kondensator.
Es ist bekannt, die zur Erzeugung elektrolytischer Kondensatoren verwendeten Aluminium- elektroden vor der Formierung aufzurauhen. Bezweckt wurde eine Vergrösserung der Oberfläche und somit der Kapazität der Kondensatoren.
Ursprünglich erfolgte die Aufrauhung mit nachfolgender Formierung bei Anode und Kathode (unter"Kathode"wird der zur Stromzuführung in den Elektrolyten dienende Leiter verstanden, obwohl wissenschaftlich gesehen, der Elektrolyt selbst die Kathode ist).
Später wurde erkannt, dass diese Formierung der "Kathode" unter den gleichen Bedingungen unddergleichenSpannungwiebeiderAnodenformierungnachteiligist, weildersogebildete"Kathoden"- Kondensator die wirksame Kapazität sehr stark herabsetzt. Deshalb wurde die Formierung der "Kathode"sowie ihre Aufrauhung unterlassen, weil bei einer nicht formierten"Kathode"die Grösse ihrer Oberfläche keinen Einfluss auf den Kapazitätswert hat.
Für die nicht formierten und nicht aufgerauhten Kathoden"wurde durchwegs ein Ventilmetall, z. B. Aluminium, verwendet, da dieses aus vielen erzeugungstechnisehen Gründen am zweckmässigsten erschien (unter Ventilmetall"wird ein Metall verstanden, auf dessen Oberfläche sich bei Verbindung mit dem positiven Pol einer Stromquelle eine nichtleitende Schichte abscheidet, die den Stromdurchgang in einer Richtung sperrt).
Bei diesen Kondensatoren zeigt sich der Übelstand, dass sie keine genügende Schaltfestigkeit besitzen. Unter"Schaltfestigkeit" versteht man die Fähigkeit der Erhaltung der wirksamen Kapazität des Kondensators nach einer grossen Anzahl von Schaltvorgängen, bei denen bekanntlich im Momente der Abschaltung eine kurzzeitige Umpolung eintritt. Der Grund liegt darin, dass sich die "Kathode" nach einer grossen Zahl von Schaltvorgängen, also während des Betriebes infolge der dabei auftretenden Umpolungen mehr oder weniger formiert. Der sich so bildende"Kathoden"-Konden- sator ist mit dem Anodenkondensator in Reihe geschaltet und vermindert die wirksame Kapazität des Kondensators.
Die Schaltfestigkeit ist um so besser, je grösser die wirksame Oberfläche der "Kathode" im Verhältnis zu jener der Anode ist, denn auf einer grösseren "Kathoden"-Oberfläche wird die Kapazität des gebildeten"Kathoden"-Kondensators grösser sein und dadurch die wirksame Kapazität des Anodenkondensators weniger herabgesetzt werden.
Besonders tritt der Nachteil der mangelnden Schaltfestigkeit an den Kondensatoren hervor, bei denen die wirksame Anodenoberfläche, von deren Grösse die Kapazität abhängt, bei gleichzeitiger Verkleinerung des Anodenkörpers z. B. durch Aufrauhung zusätzlich vergrössert ist, um eine gegebene Kapazität in einem möglichst kleinen Raum unterzubringen. Dabei wird notwendigerweise aus den gleichen konstruktiven Gründen die Oberfläche der "Kathode" verkleinert und das oben erwähnte Verhältnis der Elektrodenoberflächen zueinander ungünstig beeinflusst.
Bei den Kondensatoren mit flüssigem Elektrolyt konnte leicht dadurch Abhilfe geschaffen werden, dass die vom Elektrolyt benetzte Stromzuführung (Kondensatorbehälter) z. B. mit einem Überzug eines edleren Metalles versehen wurde.
Anders ist dies aber bei den Elektrolytkondensatoren mit trockenem oder pastenförmigem Elektrolyten, die bekanntlich aus Aluminium-Metallfolien und porösen mit dem Elektrolyten getränkten Zwischenlagen bestehen, weil hier dieser Ausweg aus erzeugungstechnisehen Gründen nicht zu empfehlen ist. Das Aufbringen von solchen Überzügen müsste, um die gewünschte Wirkung zu
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erzielen, über die ganze Oberfläche der dünnen Metallfolie, die zur Stromzuführung in den Elektrolyten dient, erfolgen, was praktisch sehr schwer durchführbar ist. Es bestünde überdies die Gefahr, dass der Überzug sich nach dem Falt-oder Wickelprozess, wie er bekanntlich bei Troekenelektrolytkondensatoren stattfindet, zum Teil loslöst und den Elektrolyten sowie infolgedessen auch den Kondensator schädlich beeinflusst.
Die Erfindung löst die Aufgabe der Verbesserung der Schaltfestigkeit bei Elektrolytkondensatoren mit trockenem oder pastenförmigem Elektrolyten dadurch, dass der zur Stromführung in den Elektrolyten dienende Leiter (die Kathode") durch eine beliebige Behandlung, z. B. eine weitgehende chemische oder mechanische Aufrauhung, in seiner Oberfläche wesentlich vergrössert wird. Dadurch wird das Verhältnis der"Kathoden"-Oberfläehe zur Oberfläche der Anode vergrössert und damit auch die Sehaltfestigkeit wesentlich verbessert. Auch bei Kondensatoren mit Anoden, die durch Aufrauhung in ihrer Oberfläche vergrössert sind, kann auf diese Weise das Verhältnis der wirksamen Oberflächen von "Kathode" zu Anode annähernd auf 1 : 1 oder darüber hinaus gebracht werden.
Als nicht formiert hat die Kathode dann zu gelten, wenn sie entweder gänzlich unformiert oder nur mit einer solchen Spannung vorbehandelt ist, die wesentlich unter der Formierungsspannung liegt (z. B. der Formierungsspannung).
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrolytischer Kondensator mit trockenem oder pastenförmigem Elektrolyten, bei dem zur Stromzuführung in den Elektrolyten ein aus Ventilmetall, z. B. Aluminium, bestehender, nicht formierter Leiter dient, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Leiter (die Kathode") durch eine beliebige Behandlung, z. B. eine chemische oder mechanische Aufrauhung, in seiner wirksamen Ober- fläche vergrössert ist, um die Schaltfestigkeit des Kondensators zu erhöhen.