Electrode pour condensateur électrolytique. La présente invention se rapporte aux condensateurs électrolytiques et plus particu lièrement aux condensateurs électrolytiques dont l'action est basée sur une pellicule d'oxyde ou de diélectrique qui peut être for mée électrolytiquement à la surface de cer tains métaux, par exemple de l'aluminium en feuilles ou en plaques servant d'électrodes dans les condensateurs.
Cette pellicule diélec trique, par suite de son épaisseur microsco pique, qui peut être aisément contrôlée pen dant la formation de la pellicule, permet d'obtenir une capacité électrique considérable dans un condensateur de dimensions et d'en combrement donnés par rapport à des conden- sâteurs utilisant d'autres types de diélectri ques tels que du mica ou du papier,
étant donné que la capacité d'un condensateur élec trique est directement proportionnelle à l'aire de la surface métallique des éléments cons tituant les électrodes séparées par le diélectri que et inversement proportionnelle à l'épais- seur du diélectrique, c'est-à-dire à la dis tance d'espacement entre le's électrodes.
Afin d'augmenter encore plus la capacité de condensateurs électrolytiques du type sus mentionné, il est devenu courant d'augmen ter la surface effective de l'électrode en ren dant mécaniquement rugueuse ou en corro dant chimiquement la surface de l'électrode avant de former sur elle la pellicule diélectri que. De cette manière, la surface d'une élec trode ainsi traitée est augmentée grâce à la production de cratères minuscules dont les surfaces sont ensuite revêtues de la pellicule anodique ou diélectrique, ce qui donne une augmentation de capacité considérable par rapport à. une feuille polie de mêmes dimen sions superficielles.
Pour obtenir une augmentation de sur face appréciable d'une électrode au moyen des procédés d'attaque chimique actuellement en usage dans la pratique, il est nécessaire de produire par des moyens chimiques des cra- tères de brandes profondeurs. Si on emploie une feuille métallique pour la formation de l'électrode, son épaisseur doit être au moins double de la profondeur des cratères, ce qui entraîne nécessairement une augmentation de l'épaisseur de la. feuille par rapport à celle qui peut être utilisée si on n'emploie pas d'at taque chimique.
Ainsi, par exemple, on a trouvé qu'une feuille d'environ 0,125 mm d'épaisseur donnait environ cinq fois la capa cité d'un condensateur de même dimension et de même encombrement qu'un condensateur utilisant une feuille lisse d'environ 0,025 mm d'épaisseur.
Dans la fabrication de condensateurs électrolytiques du type susmentionné, il est habituel soit d'espacer les électrodes séparées par un électrolyte au moyen d'éléments d'es pacement isolants solides comme dans le cas des condensateurs dits liquides employant un électrolyte liquide ou de prévoir une couche intermédiaire fibreuse ou absorbante telle que de la gaze ou du papier séparant une paire de feuilles ou de bandes flexibles servant d'électrodes et agissant à la fois comme sépa rateur mécanique et comme support pour un électrolyte visqueux ou semi-liquide qui y est absorbé par imprégnation.
Ce dernier type de condensateur est connu comme condensateur sec et est ordinairement réalisé en forme rou lée, monté dans un récipient convenable. Lorsque les électrodes sont ainsi roulées ou repliées d'une autre manière pour occuper un espace faible, il est nécessaire que la. feuille soit suffisamment flexible, ce qui a. pour ré sultat de limiter l'épaisseur de la. feuille. Cette limitation d'épaisseur entraîne à son tour une limitation de la profondeur de 1a gravure qui peut être obtenue, cette profon deur étant approximativement proportion nelle à l'épaisseur de la feuille comme on le déduit facilement de l'exposé précédent.
De plus. afin d'obtenir une gravure pro fonde ou une surface effective de brande dimension, on rencontre en pratique de nom breuses difficultés en particulier pendant la formation d'une pellicule diélectrique sur une feuille gavée. L'une de ces difficultés est due au fait; que les produits chimique d'atta que tels que des acides ou d'autres résidus nuisibles produits accidentellement ou nor malement par l'attaque doivent être enlevés de l'intérieur des cratères ou cavités minus cules dans la surface de l'électrode avant de pouvoir former par procédé anodique une pel licule diélectrique efficace sur cette surface.
Plus encore. si on forme une pellicule de grande épaisseur comme il est nécessaire pour des condensateurs destinés à fonctionner à des tensions élevée, les cratères ou cavités sont souvent remplis par la substance diélec trique ou oxyde, ce qui entraîne une perte de capacité et détruit l'effet obtenu par l'at taque chimique. On rencontre encore d'autres difficultés pour obtenir la solution électroly tique convenable à employer dans les conden sateurs terminés capable de pénétrer dans les petites cavités de l'électrode.
Des intervalles ou des vides entre les électrodes qui ne sont pas remplis par la solution électrolytique en traîneront à la fois une diminution de la ca pacité et une perturbation des caractéris tiques de fonctionnement du condensateur, par exemple une augmentation de sa résis tance interne ou de ses pertes diélectriques qui se produisent pendant l'utilisation en addition à d'autres défauts bien connus.
Il est déjà bien connu de replier une élec trode en forme de feuille plus ou moins flexi ble de manière à loger une surface maximum à l'intérieur d'un espace donné, en particulier dans des condensateurs utilisant un électro lyte liquide entre les électrodes.
Dans ces réa lisations, la largeur des plis ou ondulations par rapport à l'épaisseur de l'électrode et le nombre de plis par unité de longueur de l'électrode étaient tels que l'élément obtenu constituait un tout rigide ou semi-rigide qui se supportait. plus ou moins de lui-même contrairement à une électrode flexible qui peut être roulée, repliée ou assemblée d'une autre manière en ensemble compact avec d'autres éléments de condensateurs coopérant avec eux comme dans la fabrication de con densateurs secs du type roulé susmentionné.
L'électrode de la présente invention con siste en une feuille métallique mince plissée et est caractérisée en ce que la largeur des plis par rapport à l'épaisseur de la feuille métallique et le nombre d'ondulations par unité de longueur sont tels qu'on obtient une électrode continue analogue à une feuille de grande flexibilité s'étendant dans un plan pratiquement perpendiculaire à la largeur des plis.
A titre d'exemple, une forme d'exécution de l'électrode de condensateur selon l'inven tion sera maintenant décrite en relation avec le dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 représente, à une échelle forte ment agrandie, une section droite d'une par tie d'électrode; La fig. 2 sert à illustrer sur une échelle plus petite, mais cependant encore agrandie. une manière de réaliser une électrode con forme à la fig. 1; La fig. 3 est une vue en plan montrant l'apparence de l'électrode de la fig. l, et La fig. 4 est une vue en perspective d'un élément de condensateur roulé utilisant une anode conforme à la fig. 1.
Dans les figures des dessins, les mêmes références désignent les parties analogues. Afin d'obtenir une électrode repliée souple, on emploie une feuille ou bande extrê mement mince d'aluminium ou d'un autre mé tal ayant pratiquement une épaisseur de l'ordre de 0,025 mm environ ou moins, cette feuille ou bande étant repliée ou ondulée en zigzag, la largeur des plis ou ondulations étant un multiple relativement petit de l'épaisseur de la feuille en pratique environ de dix à vingt fois cette épaisseur, et les plis étant comprimés pour être serrés l'un sur l'autre, de manière à obtenir une structure qui, vue à l'oeil nu,
ressemble à une feuille continue quoique rugueuse d'une grande flexibilité autour de lignes parallèles à la lon gueur des plis ou ondulations. Une feuille ou une bande réalisée de cette manière a une surface globale fortement augmentée par rap port à une électrode ordinaire de même di mension superficielle et donnera par recou- vrement par une pellicule diélectrique une capacité considérable.
De plus, une électrode de ce type peut être repliée ou roulée en même temps que d'autres éléments de condensateur à peu près de la même manière qu'une feuille unie ordi naire. Des résultats satisfaisants ont été ob tenus avec une électrode consistant en une feuille mince d'une épaisseur voisine de 0,025 mm dont les plis ou ondulations avaient une largeur de 0,25 à 0,50 mm environ et qui était comprimée de manière à avoir huit plis ou plus par millimètre de longueur de l'élec trode. Si on emploie une feuille d'épaisseur moindre, il est évident qu'on peut encore aug menter la surface.
Avec une feuille de 0,025 mm d'épaisseur dont les plis avaient une largeur d'environ 0,30 mm et qui était comprimée à huit plis par millimètre de lon gueur d'électrode, il fut possible d'obtenir dans un condensateur une capacité de cinq à six fois celle d'un condensateur employant une feuille unie ou non repliée de même di mension superficielle et de même encombre ment.
Se référant à la fig. 1 des dessins, il y est représenté à une échelle très agrandie une électrode ondulée ou repliée formée par une feuille ayant une épaisseur t de 0,025 mm avec des ondulations d'une largeur w égale à 0,30 mm, ce qui assure une augmentation de surface de trois environ lorsqu'on utilise cinq ondulations par millimètre sur la longueur de l'électrode (.c'est-à-dire une longueur d'ondu lation Z de 0,20 mm).
La feuille ou la bande F est pliée en accordéon, les portions adja centes intermédiaires L des plis ou des ondu lations étant sensiblement parallèles ou en pratique se gonflant vers l'intérieur et pa raissant se coucher étroitement les unes les autres à l'oeil nu. En réalité cependant, les plis ou les ondulations sont suffisamment es pacés pour loger une quantité convenable d'électrolytes dans leurs espacements, afin d'assurer un fonctionnement convenable d'un condensateur utilisant une électrode de ce type.
D'une manière analogue, les portions extérieures ou sommets A des ondulations sont contigus de manière à présenter l'appa rence d'une surface continue rugueuse S comme indiqué sur la fig. 3.
La principale différence d'une électrode en feuille du type susdécrit par rapport aux électrodes ondulées, rigides ou semi-rigides connues dans lesquelles les ondulations adja centes font un angle appréciable, est due au fait qu'une électrode du type décrit ici est particulièrement flexible autour de lignes pa- ralleles à la longueur des ondulations, ce qui permet de les plier ou de les rouler à peu près de la même manière qu'une feuille souple unie. Un condensateur du type roulé compre nant comme anode l'électrode de la fig. 1 est représenté sur la fig. 4 qui sera décrite plus en détail dans la suite de l'exposé.
Afin d'assurer une flexibilité suffisante et un caractère analogue à celui d'une structure conforme à la fig. 1, certaines con ditions préalables ont dues être remplies, à savoir l'utilisation d'une feuille extrêmement mince, un rapport limite entre l'épaisseur de la feuille employée et la largeur des ondula tions, et une compression suffisante des on dulations ou une prévision d'un nombre minimum d'ondulations par unité de lon gueur de l'électrode terminée, par exemple comme on l'a indiqué dans le cas des exem ples numériques ci-dessus.
Une manière convenable de réaliser une électrode du type susmentionné consiste à faire passer une feuille unie r entre une paire de rouleaux profilés, afin d'avoir une structure ondulée telle que représentée sur la fi-. 2'a, cette structure étant alors com primée ou écrasée par exemple en maintenant une extrémité et en pressant le reste de la feuille contre cette extrémité, afin d'obtenir une structure telle que représentée sur la fig. 2b.
Comme on le comprend d'après ce qui précède, plus la feuille employée est mince, plus grand est le gain de surface pour un volume ou un espacement donné de l'élec trode. Il est clair qu'une feuille extrêmement mince aura une résistance mécanique réduite de sorte que les ondulations comprimées ont tendance à se tendre ou à se séparer l'une de l'autre si on les soumet à un effort mécani que tel que celui qui se produit pendant le passage de la feuille à travers les réservoirs de formation de la pellicule diélectrique ou autre traitement ou lorsqu'on plie ou roule l'électrode pendant sa mise en place dans un condensateur complet.
En conséquence, afin d'éviter cette séparation des plis ou ondula tions de l'électrode, on prévoit des moyens pour les maintenir en position relative con venable. Ceci est réalisé en connectant les ondulations adjacentes, par exemple en les soudant ensemble ou en les enroulant ou en les repliant de manière que les ondulations adjacentes se bloquent l'une l'autre, ce qui empêche leur séparation ou leur écarte ment.
Suivant un mode préféré de réalisation, les ondulations sont cousues l'une à l'autre, par exemple avec un fil de lin ou de coton ordinaire de préférence en point noué, la couture étant accomplie à peu près perpendi culairement aux ondulations, c'est-à-dire longitudinalement par rapport à 'la feuille comme représenté. en R sur la fig. 3 où une vue de dessus d'une structure d'électrode à peu près de dimension réelle est montrée sur le dessin.
Une bande ainsi renforcée par cou ture ou de toute autre manière convenable peut alors être passée à travers les diffé rents réservoirs de traitement et de forma tion de la. pellicule d'oxyde ou de substance diélectrique suivant l'un quelconque des pro cédés bien connus dans la technique sans q u 'il existe un danger <B>1</B> d'écartement des plis les uns par rapport aux autres.
D'une autre manière, la feuille peut recevoir la pellicule d'oxyde ou de substance diélectrique avant l'opération d'ondulation, auquel cas la cou ture ou autre moyen de renforcement sert à maintenir les plis en position relative conve nable pendant l'enroulement. ou le pliage de l'électrode pour l'assembler à d'autres élé ments en un condensateur.
La feuille ou la bande est de préférence cousue ou maintenue suivant des rangées pa rallèles séparées par une distance de 2,5 cm environ. Si désiré, la couture peut être réali sée suivant un plus grand nombre de rangées à des distances plus étroites et les fils peu vent servir pour séparer l'électrode d'une électrode coopérante adjacente.
Se référant à la fig. 4, un condensateur roulé comprend d'une manière connue une paire d'électrodes dont l'une indiquée en 10 est recouverte d'une pellicule (anode) et re pliée de la manière décrite ci-dessus, tandis que l'autre électrode 13 (cathode) consiste dans l'exemple représenté en une feuille unie non repliée. Les replis de l'électrode 10 ont été exagérés sur le dessin pour permettre de voir plus clairement la construction, mais il existe en pratique un nombre plus grand de plis par unité de longueur de l'électrode. La deuxième électrode peut d'ailleurs être également repliée comme indiquée en 12.
Les électrodes sont espacées par des ban des de séparation fibreuses ou absorbantes 11, par exemple en papier ou en gaze ou autre substance et sont enroulées en un élé ment de condensateur. Ce dernier, après l'en roulement, peut être imprégné d'un électro lyte convenable servant à conduire le courant électrique de l'une à l'autre des électrodes dans les deux sens et à maintenir la pelli cule diélectrique pendant l'utilisation du cou- densateud'une manière bien connue dans la technique.
L'ensemble peut être monté dans un récipient convenable en métal ou en carton avec des bornes figées sur les élec- tirad'es pour la connexion du condensateur dans un circuit électrique. Ces bornes peu vent être réalisées d'une manière connue en découpant transversalement l'électrode et en repliant la partie découpée vers l'extérieur, ou bien on peut employer une borne sépa rée fixée sur l'électrode par soudure, cou ture, enfoncement ou autre méthode conve nable.
L'électrode décrite dans le présent brevet présente des avantages particuliers pour des condensateurs déstinés à servir à des ten sions élevées. Si on forme sur cette électrode une pellicule d'oxyde d'épaisseur appréciable, l'oxyde tendra ù étirer les ondulations par suite de la grande flexibilité de ces der nières, ce qui empêche appréciablement un remplissage ôu un bourrage des intervalles ou interstices entre les ondulations par l'oxyde et évite l'inconvénient du type d'anode gravée de manière courante où les cratères et les cavités de la surface sont cou vents remplis de diélectrique,
ce qui entraîne une diminution appréciable de 1a capacité ainsi que d'autres défauts comme mentionné plus haut. Un autre avantage de l'électrode décrite ici réside dans le fait que, pair suite de la distance étroite entre les ondulations adjacentes, l'électrolyte dans le condensa- teur complet est maintenu à l'intérieur des intervalles et interstices définis par les ondu lations par une sorte d'action capillaire, ce qui assure un rendement et une efficacité améliorés ainsi qu'une vie plus longue -du condensateur.
Comme précédemment décrit, la cathode d'un condensateur complet peut consister en une feuille unie comme représentée sur la fig. 4 ou en une structure analogue à. l'anode pour assurer une grande surface de contact entre l'électrolyte et la -surface de la cathode,
afin de diminuer la résistance interne et les pertes diélectriques du condensateur. On doit comprendre de plus qu'un condensateur constitué par deux électrodes du type ci- dessus pourvues toutes @deug d'une pellicule anodique peut être employé dans des circuits à courant alternatif ou dans des circuits à courant continu sans tenir compte de la pola rité d'une manière bien connue.
Il est de plus possible d'agir sur l'élec trode par attaque chimique, soit avant, soit après ].'opération @de pliage. Dans ce but, il n'est pas nécessaire de réaliser une attaque profonde, ce qui supprime les difficultés pra tiques susmentionnées,, mais il suffit d'obte nir une légère attaque superficielle, ce qui peut se faire d'une manière - relativement simple. Ainsi, si on emploie une attaque après pliage, la surface résultante sera équi valente à environ douze fois la surface unie, ce qui n'est pas possible en employant l'un des procédés actuellement utilisés dans la technique.
Electrode for electrolytic capacitor. The present invention relates to electrolytic capacitors and more particularly to electrolytic capacitors, the action of which is based on an oxide or dielectric film which can be electrolytically formed on the surface of certain metals, for example aluminum. in sheets or plates serving as electrodes in capacitors.
This dielectric film, owing to its microscopic thickness, which can be easily controlled during the formation of the film, makes it possible to obtain a considerable electrical capacity in a capacitor of dimensions and bulk given in relation to conden - sanders using other types of dielectrics such as mica or paper,
given that the capacitance of an electric capacitor is directly proportional to the area of the metal surface of the elements constituting the electrodes separated by the dielectric and inversely proportional to the thickness of the dielectric, that is - say the spacing distance between the electrodes.
In order to further increase the capacity of electrolytic capacitors of the above-mentioned type, it has become common practice to increase the effective surface area of the electrode by mechanically roughening or chemically corroding the surface of the electrode before forming. the dielectric film on it. In this way, the surface of an electrode thus treated is increased by the production of tiny craters, the surfaces of which are then coated with the anode or dielectric film, which gives a considerable increase in capacitance over. a polished sheet of the same surface dimensions.
In order to obtain an appreciable increase in surface area of an electrode by means of etching methods presently in use in practice, it is necessary to chemically produce deep-brand cracks. If a metal foil is used for the formation of the electrode, its thickness should be at least double the depth of the craters, which necessarily leads to an increase in the thickness of the. sheet compared to that which can be used if no chemical attack is used.
So, for example, it has been found that a foil of about 0.125 mm thick gives about five times the capacity of a capacitor of the same size and footprint as a capacitor using a smooth foil of about 0.025. mm thick.
In the manufacture of electrolytic capacitors of the above-mentioned type, it is customary either to space the electrodes separated by an electrolyte by means of solid insulating spacers as in the case of so-called liquid capacitors employing a liquid electrolyte or to provide a fibrous or absorbent intermediate layer such as gauze or paper separating a pair of flexible sheets or bands serving as electrodes and acting both as a mechanical separator and as a carrier for a viscous or semi-liquid electrolyte which is absorbed therein by impregnation.
This latter type of capacitor is known as a dry capacitor and is usually made in a rolled form, mounted in a suitable container. When the electrodes are thus rolled or otherwise folded to occupy a small space, it is necessary that the. sheet is sufficiently flexible, which has. as a result of limiting the thickness of the. leaf. This limitation of thickness in turn results in a limitation of the depth of the etching which can be obtained, this depth being approximately proportional to the thickness of the sheet as can easily be deduced from the preceding discussion.
Furthermore. In order to obtain a deep etching or an effective surface of dimension, many difficulties are encountered in practice, in particular during the formation of a dielectric film on a force-fed sheet. One of these difficulties is due to the fact; that attack chemicals such as acids or other harmful residues produced accidentally or normally by the attack must be removed from inside the craters or tiny cavities in the surface of the electrode before they can forming by an anodic process an effective dielectric film on this surface.
Moreover. if a film of great thickness is formed as required for capacitors intended to operate at high voltages, the craters or cavities are often filled with the dielectric substance or oxide, which causes a loss of capacitance and destroys the effect obtained by chemical attack. Still other difficulties are encountered in obtaining the suitable electrolyte solution to be employed in the terminated capacitors capable of penetrating into the small cavities of the electrode.
Gaps or voids between the electrodes which are not filled with the electrolytic solution will result in both a decrease in capacitance and a disturbance in the operating characteristics of the capacitor, for example an increase in its internal resistance or its dielectric losses which occur during use in addition to other well-known defects.
It is already well known to bend a more or less flexible sheet-shaped electrode so as to accommodate a maximum surface area within a given space, in particular in capacitors using a liquid electrolyte between the electrodes.
In these embodiments, the width of the folds or corrugations relative to the thickness of the electrode and the number of folds per unit length of the electrode were such that the element obtained constituted a rigid or semi-rigid whole which supported himself. more or less of itself unlike a flexible electrode which can be rolled, folded or otherwise assembled into a compact assembly with other capacitor elements cooperating with them as in the manufacture of dry capacitors of the aforementioned rolled type .
The electrode of the present invention consists of a pleated thin metal foil and is characterized in that the width of the folds relative to the thickness of the metal foil and the number of corrugations per unit length are such that obtains a continuous sheet-like electrode of great flexibility extending in a plane substantially perpendicular to the width of the plies.
By way of example, an embodiment of the capacitor electrode according to the invention will now be described in relation to the appended drawing, in which: FIG. 1 shows, on a greatly enlarged scale, a cross section of an electrode part; Fig. 2 is used to illustrate on a smaller scale, but still enlarged. one way of making an electrode in the shape of FIG. 1; Fig. 3 is a plan view showing the appearance of the electrode of FIG. 1, and FIG. 4 is a perspective view of a rolled capacitor element using an anode according to FIG. 1.
In the figures of the drawings, the same references designate similar parts. In order to obtain a flexible folded electrode, an extremely thin sheet or strip of aluminum or other metal having substantially a thickness of the order of about 0.025 mm or less is employed, this sheet or strip being folded back or zigzag corrugated, the width of the folds or corrugations being a relatively small multiple of the thickness of the sheet in practice about ten to twenty times that thickness, and the folds being compressed to be tight one over the other, from so as to obtain a structure which, seen with the naked eye,
looks like a continuous yet rough sheet of great flexibility around lines parallel to the length of the folds or waves. A sheet or strip made in this manner has a greatly increased overall surface area compared to an ordinary electrode of the same surface size and will give considerable capacitance upon covering with a dielectric film.
In addition, an electrode of this type can be folded or rolled together with other capacitor elements in much the same way as an ordinary plain sheet. Satisfactory results were obtained with an electrode consisting of a thin sheet with a thickness of about 0.025 mm, the folds or corrugations of which had a width of about 0.25 to 0.50 mm and which was compressed so as to have eight folds or more per millimeter of electrode length. If a thinner sheet is used, it is obvious that the surface area can still be increased.
With a 0.025 mm thick sheet, the folds of which were about 0.30 mm wide and which was compressed to eight folds per millimeter of electrode length, it was possible to obtain in a capacitor a capacity of. five to six times that of a capacitor employing a plain or unfolded sheet of the same surface dimension and the same bulk.
Referring to fig. 1 of the drawings, there is shown on a greatly enlarged scale a corrugated or folded electrode formed by a sheet having a thickness t of 0.025 mm with corrugations of a width w equal to 0.30 mm, which ensures an increase in area of about three when five corrugations per millimeter are used over the length of the electrode (i.e. a Z wavelength of 0.20 mm).
The sheet or strip F is accordion-folded, the adjoining intermediate portions L of the folds or corrugations being substantially parallel or in practice swelling inward and appearing to lie closely together with the naked eye. . In reality, however, the pleats or corrugations are sufficiently spaced to accommodate a suitable amount of electrolytes in their spaces, in order to ensure proper operation of a capacitor using such an electrode.
Similarly, the outer portions or tops A of the corrugations are contiguous so as to present the appearance of a rough continuous surface S as shown in FIG. 3.
The main difference of a sheet electrode of the type described above from the known corrugated, rigid or semi-rigid electrodes in which the adjacent corrugations form an appreciable angle, is due to the fact that an electrode of the type described here is particularly flexible. around lines parallel to the length of the corrugations, allowing them to be folded or rolled in much the same way as a plain flexible sheet. A capacitor of the rolled type comprising as anode the electrode of FIG. 1 is shown in FIG. 4 which will be described in more detail in the remainder of the description.
In order to ensure sufficient flexibility and a character analogous to that of a structure according to FIG. 1, certain preliminary conditions had to be fulfilled, namely the use of an extremely thin sheet, a limit ratio between the thickness of the sheet employed and the width of the corrugations, and sufficient compression of the corrugations or a providing a minimum number of corrugations per unit length of the finished electrode, for example as indicated in the case of the numerical examples above.
A suitable way of making an electrode of the aforementioned type is to pass a plain sheet r between a pair of profile rollers, so as to have a corrugated structure as shown in fig. 2'a, this structure then being compressed or crushed, for example by holding one end and pressing the rest of the sheet against this end, in order to obtain a structure as shown in FIG. 2b.
As will be understood from the above, the thinner the sheet employed, the greater the surface gain for a given volume or spacing of the electrode. It is clear that an extremely thin sheet will have reduced mechanical strength so that the compressed corrugations tend to stretch or separate from each other if subjected to a mechanical stress such as that which occurs. produced during the passage of the sheet through the dielectric film forming reservoirs or other processing or when the electrode is bent or rolled while it is being placed in a complete capacitor.
Consequently, in order to avoid this separation of the folds or corrugations of the electrode, means are provided for maintaining them in a suitable relative position. This is achieved by connecting the adjacent corrugations, for example by welding them together or by winding them or folding them in such a way that the adjacent corrugations block each other, which prevents their separation or separation.
According to a preferred embodiment, the corrugations are sewn to each other, for example with an ordinary linen or cotton thread preferably in lockstitch, the seam being accomplished approximately perpendicular to the corrugations, that is, that is, longitudinally of the sheet as shown. at R in fig. 3 where a top view of an approximately full-size electrode structure is shown in the drawing.
A strip thus reinforced by stitching or in any other suitable manner can then be passed through the various processing and forming tanks of the. film of oxide or dielectric substance in accordance with any of the methods well known in the art without a danger of the plies spreading apart from each other.
Alternatively, the sheet may receive the film of oxide or dielectric substance prior to the crimping operation, in which case the stitching or other reinforcing means serves to maintain the plies in a suitable relative position during the crimping. winding. or bending the electrode to assemble it with other elements into a capacitor.
The sheet or strip is preferably sewn or held in parallel rows separated by a distance of about 2.5 cm. If desired, the seam can be made in more rows at narrower distances and the threads can be used to separate the electrode from an adjacent cooperating electrode.
Referring to fig. 4, a rolled capacitor comprises in a known manner a pair of electrodes of which one indicated at 10 is covered with a film (anode) and folded in the manner described above, while the other electrode 13 (cathode) consists in the example shown of a plain unfolded sheet. The folds of electrode 10 have been exaggerated in the drawing to allow the construction to be seen more clearly, but in practice there is a greater number of folds per unit length of the electrode. The second electrode can moreover also be folded up as indicated at 12.
The electrodes are spaced apart by fibrous or absorbent separating strips 11, for example of paper or gauze or other material, and are coiled into a capacitor element. The latter, after rolling, can be impregnated with a suitable electrolyte serving to conduct the electric current from one electrode to the other in both directions and to maintain the dielectric film during use of the electrode. Coupling in a manner well known in the art.
The assembly can be mounted in a suitable metal or cardboard container with terminals fixed on the electrodes for connection of the capacitor in an electrical circuit. These terminals can be made in a known manner by cutting the electrode transversely and by folding the cut part outwards, or else a separate terminal can be used which is fixed to the electrode by soldering, cutting, pressing in or out. other suitable method.
The electrode described in the present patent has particular advantages for capacitors intended to be used at high voltages. If an oxide film of appreciable thickness is formed on this electrode, the oxide will tend to stretch the corrugations due to the great flexibility of the latter, which appreciably prevents filling or jamming of the gaps or interstices between the waves. corrugations by the oxide and avoids the disadvantage of the common type of etched anode where the craters and cavities of the surface are neck filled with dielectric,
which results in an appreciable decrease in capacity as well as other defects as mentioned above. Another advantage of the electrode described here is that, due to the close distance between the adjacent corrugations, the electrolyte in the complete capacitor is kept within the intervals and interstices defined by the corrugations. by a kind of capillary action, which ensures improved efficiency and efficiency as well as longer life of the capacitor.
As previously described, the cathode of a complete capacitor can consist of a plain sheet as shown in FIG. 4 or in a structure similar to. the anode to ensure a large contact surface between the electrolyte and the -surface of the cathode,
in order to reduce the internal resistance and the dielectric losses of the capacitor. It should further be understood that a capacitor consisting of two electrodes of the above type all provided with an anode film can be used in alternating current circuits or in direct current circuits regardless of the polarity. in a well known way.
It is also possible to act on the electrode by chemical attack, either before or after]. 'Bending operation. For this purpose, it is not necessary to perform a deep attack, which eliminates the aforementioned practical difficulties, but it is sufficient to obtain a slight superficial attack, which can be done in a relatively simple way. . Thus, if a post-bend etching is employed, the resulting area will be about twelve times the smooth area, which is not possible by employing any of the methods presently used in the art.