Verfahren zur Herstellung von Elektrodenfolie aus Aluminium für Elektrolytkondensatoren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Elektrodenfolie aus Aluminium mit vergrösserter wirksamer Oberfläche zum Gebrauch in Elektrolytkondensatoren.
Zur Vergrösserung der wirksamen Oberfläche wird Aluminiumfolie elektrolytisch gebeizt. Die dadurch er reichte kapazitive Oberflächenvergrösserung ist auch von der Formierungsspannung abhängig. Als Elektro lytlösung wird dabei als Regel eine chloridhaltige wäss- rige Lösung, beispielsweise eine Kochsalzlösung ver wendet. Im allgemeinen ergibt sich beim Gebrauch bei niedrigeren Formierungsspannungen (beispielsweise 10 Volt) eine grössere wirksame Oberflächenvergrösse- rung als beim Gebrauch bei höheren Formierungsspan nungen (beispielsweise 100 Volt).
Es ist bekannt, dass ein Zusatz von Chromsäure, einem Chromat oder Bichromat in einer Menge von mindestens 0,1 Gew.% als Cro3 an einer Elektrolytlö sung für, ein derartiges Beiz-Verfahren eine Vergrösse rung der wirksamen Oberfläche herbeigeführt, die wenigstens bei niedrigen Formierungsspannungen, bei spielsweise 10-40 Volt, bis zu 40-50% mehr beträgt als die ohne diesen Zusatz erhaltene Vergrösserung. In einer derartigen Beizelektrolytlösung wird, vorzugs weise mittels Schwefelsäure, der pH-Wert zwischen 3 und 3,5 gehalten.
Da die mechanische Festigkeit, namentlich die Schlagzähigkeit, der darin gebeizten Folie die Neigung aufweist, niedrigere Werte anzuneh men, beizt man vorzugsweise mit einer elektrischen Ladungsdichte zwischen 2500 und 4500 Coulomb/dmê statt des üblichen Wertes von 5500 Coulomb/dmê oder höher, wodurch immer Werte der Schlagzähigkeit er halten werden, die für die Praxis ausreichend genug sind. Die zu den gewünschten Coulombwerten gehö rende Foliendicke beträgt in diesem Fall 100%@m.
Nach einem weiteren bekannten Verfahren werden ebenfalls stärkere kapazitive Oberflächenvergrösserun- gen erhalten als mit dem Verfahren, bei dem der Elek trolytlösung keine zusätzlichen Stoffe zugesetzt werden. Dazu werden der üblichen Elektrolytlösung Mittel zu- gesetzt, namentlich Anionen, wie Borat-, Phosphat-, Oxalat-, Nitrat- und Zitrat-Ionen.
Zum Schluss ist es bekannt, einer wässrigen Koch salzlösung beim elektrolytischen Beizen von Alumini umfolie Sulfate zuzusetzen.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstel lung von Elektrodenfolie aus Aluminium unter Anwen dung des elektrolytischen Beizverfahrens, wodurch eine noch grössere kapazitive Oberflächenvergrösserung, auch bei höheren Formierungsspannungen (beispiels weise 100-200 Volt), als mit irgendeinem bekannten Verfahren erhalten wird und zwar eine kapazitive Oberflächenvergrösserung die über 50% höher sein kann als beim Verfahren, bei dem die Folie ohne irgendeine zusätzliche Zufügung an der Elektrolytlö sung gebeizt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, dass der Beizelektrolytlösung mit einem pH-Wert zwischen 1-5 Weinsäure oder lösliche Tar- trate in einer Menge von mindestens 20 g je Liter Beizlösung bei einem pH-Wert zwischen 1 und 5 zuge setzt wird.
Wie beim bekannten Verfahren, bei dem Cro3 in der Beizflüssigkeit verwendet wird, verringert der Zu satz die mechanische Festigkeit der erhaltenen Folie. Daher besteht eine bevorzugte Durchführung des Ver fahrens in der Anwendung einer niedrigeren elektri schen Ladungsdichte im Vergliech zur üblichen. Dies steigert die Zugfestigkeit der erhaltenen Folie, wodurch sie für den praktischen Gebrauch, auch bei mechani scher und kontinuierlicher Formierung, stark genug ist.
Zum Schluss wurde gefunden, dass der Gebrauch von Folie, die vor dem Beizen durch Erhitzung bei einer Temperatur über 200 C und vorzugsweise über 525 C, jedoch unter dem Schmelzpunkt des Alumini ums, thermisch behandelt worden war, eine weitere Er höhung der mechanischen Festigkeit mit sich bringt, ohne dass dadurch der kapazitäterhöhende Effekt ver lorengeht. An sich ist ;diese Vorbehandlung bekannt.
Hartaluminiumfolie mit einer Reinheit von 99,98 wird elektrochemisch mittels einer elektrischen Ladung von 4500 Coulombs/dmê (wirksame Oberfläche) in einer wässrigen Kochsalzlösung ohne weiteren Zusatz und mit einem Zusatz von 75 g Weinsäure pro Liter Beizflüssig- keit gebeizt.
Nach dem Beizen wird von 15 mm breiten Streifen
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<I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb> Zusatz <SEP> Kapazität <SEP> (F/cm2) <SEP> bei <SEP> Zug- <SEP> Schlag 6 <SEP> V <SEP> 50 <SEP> V <SEP> 90 <SEP> V <SEP> 240 <SEP> V <SEP> festig- <SEP> zähig keit <SEP> keit
<tb> (kp/MMê) <SEP> (cm <SEP> . <SEP> kp)
<tb> ohne <SEP> 66 <SEP> 7,3 <SEP> 2,9 <SEP> 0,48 <SEP> 1,55 <SEP> 0,4
<tb> Weinsäure <SEP> 128 <SEP> 11,0 <SEP> 4,0 <SEP> 0,55 <SEP> 1,25 <SEP> 0,1 <I>Beispiel 2</I> Zwei Aluminiumfolienabschnitte mit einer Reinheit von 99,98% und 100 ,@m Dicke wurden geglüht und zwar 16 Stunden bei 300 C bzw. 4 Stunden bei 500 C.
Beide Abschnitte werden danach in derselben Weise wie im vorigen Beispiel, jedoch mit einer elektri schen Ladungsdichte von 600 Coulomb/dmê (wirksame
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<I>Tabelle <SEP> 11</I>
<tb> Kapazität <SEP> (uF/cmê) <SEP> bei
<tb> Glühbedingungen <SEP> Zusatz <SEP> 6 <SEP> V <SEP> 50V <SEP> 90V <SEP> 240 <SEP> V
<tb> 16 <SEP> h <SEP> bei <SEP> 300<B>0</B> <SEP> C <SEP> ohne <SEP> 33 <SEP> 4,0 <SEP> 1,9 <SEP> 0,38
<tb> Weinsäure <SEP> 99 <SEP> 8,8 <SEP> 3,4 <SEP> 0,53
<tb> 4 <SEP> h <SEP> bei <SEP> 550<B>0</B> <SEP> C <SEP> ohne <SEP> 5,4 <SEP> 0,45
<tb> Weinsäure <SEP> 9,1 <SEP> 0,51 Falls nach dem Beizen die Folie bei hoher Tempe ratur nachgeglüht wird, kommt bei den höheren For mierungsspannungen der Kapazitätsgewinn durch den Zusatz von Weinsäure deutlich zum Ausdruck, was in der nachstehenden Tabelle dargestellt wird.
Das Nach glühen erfolgt während 15 Minuten, in einem Luftum- wälzofen.
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<I>Tabelle <SEP> 111</I>
<tb> Vorglühbedingungen <SEP> Nachglühen <SEP> Kapazität <SEP> in <SEP> %
<tb> 6V <SEP> 50V <SEP> 90V <SEP> 240V <SEP> 400V
<tb> keine <SEP> ohne <SEP> 195 <SEP> 150 <SEP> 138 <SEP> 115
<tb> 15 <SEP> min. <SEP> bei <SEP> 500<B>1</B> <SEP> C <SEP> 190 <SEP> 150 <SEP> 140 <SEP> 130 <SEP> 125 der Folie die Zugfestigkeit und die Schlagzähigkeit ge messen. Die in dieser Weise gebeizte Folie wird in einem üblichen Glykol-Borsäure-Ammoniak-Elektroly ten bei verschiedenen Formierspannungen formiert, wonach die Kapazität je cmê (projizierte Oberfläche) im selben Elektrolyten mit einem platinierten Silberbe hälter als Gegenelektroden gemessen wird.
Oberfläche) in einer wässrigen Kochsalzlösung ohne weiteren Zusatz mit einem Zusatz von 75 g Weinsäure je Liter Beizelektrolytflüssigkeit elektrochemisch ge beizt. Nach dem Beizen werden beide Abschnitte bei verschiedenen Spannungen wie im vorigen Beispiel for miert und die Kapazität je cm2 projizierte Oberfläche bestimmt. Die gefundenen Effekte sind abhängig vom Aus gangsmaterial, wie aus der Tabelle hervorgeht. Darin ist die Kapazität im Vergleich zur Folie, die ohne Zu satz in einer Kochsalzlösung gebeizt und bei derselben Spannung formiert wurde, wieder in Prozenten angege ben.
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<I>Tabelle <SEP> 111 <SEP> (Fortsetzung)</I>
<tb> Vorglühbedingungen <SEP> Nachglühen <SEP> Kapazität <SEP> in <SEP> %
<tb> 6 <SEP> V <SEP> 50V <SEP> 90V <SEP> 240 <SEP> V <SEP> 400 <SEP> V
<tb> 16 <SEP> h <SEP> bei <SEP> 300 <SEP> C <SEP> ohne <SEP> 300 <SEP> 220 <SEP> 180 <SEP> 140
<tb> 15 <SEP> min. <SEP> bei <SEP> 500<B>0</B> <SEP> C <SEP> 250 <SEP> 185 <SEP> 175 <SEP> 145
<tb> 4 <SEP> h <SEP> bei <SEP> 550<B>0</B> <SEP> C <SEP> ohne <SEP> 160 <SEP> 115
<tb> 15 <SEP> min. <SEP> bei <SEP> 5501 <SEP> C <SEP> 160 <SEP> 140 <SEP> 160