CS204504B1

CS204504B1 - Impregnation electrolyte for electrolytic condensors

Info

Publication number: CS204504B1
Application number: CS44079A
Authority: CS
Inventors: Milan Bubenicek
Original assignee: Milan Bubenicek
Priority date: 1979-01-19
Filing date: 1979-01-19
Publication date: 1981-04-30

Description

Vynález se týká impregnačního elektrolytu pro elektrolytické kondenzátory s hliníkovou anodou a teplotním rozsahem minus 55 °C až plus 85 °C.The invention relates to an impregnating electrolyte for electrolytic capacitors with an aluminum anode and a temperature range of minus 55 ° C to plus 85 ° C.

Elektrolytický kondenzátor se skládá z Al anodové fólie se zdrsněným povrchem, na které je vytvořena dielektrická kysličníková vrstva, kondenzátorového papíru a Al katodové fólie. Svitek kondenzátoru je naimpregnován tekutým elektrolytem, vložen do pouzdra a utěsněn.The electrolytic capacitor consists of a roughened Al anode foil on which a dielectric oxide layer is formed, a capacitor paper and an Al cathode foil. The capacitor coil is impregnated with liquid electrolyte, inserted into the housing and sealed.

Impregnační elektrolyt, který tvoři vlastní katodu kondenzátoru a podstatně ovlivňuje všechny jeho parametry, je jednou z nejdůležitějších součástí elektrolytického kondenzátoru. Nároky na jeho vlastnosti se neustále zvyšují, je požadováno, aby kondenzátory byly schopné pracovat v širokém teplotním rozmezí minus 55 °C až plus 85 °C.The impregnating electrolyte, which constitutes the capacitor cathode and substantially affects all its parameters, is one of the most important components of the electrolytic capacitor. The demands on its properties are constantly increasing, it is required that the capacitors are able to operate in a wide temperature range of minus 55 ° C to plus 85 ° C.

Je známé k impregnaci elektrolytických kondenzátorů používat elektrolyt z kyseliny borité, etylenglykolu a čpavku (polyetylenglakolborát). Tento elektrolyt však při teplotách nad 70 °C agresivně působí na dielektrickou kysličníkovou vrstvu na Al anodě a v minusových teplotách vykazuje nepříznivý průběh teplotní závislosti odporu. Jeho použitelnost je tedy pouze pro teplotní rozmezí minus 25 °C až plus 70 °C.It is known to use electrolyte from boric acid, ethylene glycol and ammonia (polyethylene glycol borate) to impregnate electrolytic capacitors. However, at temperatures above 70 ° C, this electrolyte aggressively affects the dielectric oxide layer on the Al anode and exhibits an unfavorable temperature dependence of resistance at minus temperatures. Its applicability is therefore only for the temperature range minus 25 ° C to plus 70 ° C.

Dále je známé používat elektrolyt z kyseliny adipové, etylenglykolu a čpavku (polyetylenglykoladipát). Tento elektrolyt je i při teplotách nad 70 °C netečný k dielektrické kysličníkové vrstvě na Al anodě a v minusových teplotách vykazuje příznivější průběh teplotní závislosti odporu než elektrolyt z kyseliny borité, ale přesto je jeho použitelnost pouze pro teplotní rozmezí minus 40 °C až plus 85 °C.It is also known to use an electrolyte of adipic acid, ethylene glycol and ammonia (polyethylene glycol adipate). Even at temperatures above 70 ° C, this electrolyte is inert to the dielectric oxide layer on the Al anode and at minus temperatures exhibits a better temperature dependence of resistance than boric acid electrolyte, but is only usable for temperatures ranging from minus 40 ° C to plus 85 Deň: 32 ° C.

Tento nedostatek je odstraněn u impregnačního elektrolytu pro elektrolytické kondensátory dle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z polyetylenglykoladipátu a eteralkoholu, přičemž jejich vzájemný poměr je 95 :5 až 20 : 80. Jeho použitelnost je pro široké teplotní rozmezí minus 55 °C až plus 85 °C. Vykazuje malé změny odporu a viskozity v minusových teplotách a je netečný k dielektrické kysličníkové vrstvě na AI anodě při teplotách nad 70 °C.This drawback is remedied in the impregnating electrolyte for the electrolytic capacitors of the invention, which consists of polyethylene glycol adipate and ether alcohol, the ratio of which is between 95: 5 and 20: 80. It has a wide temperature range of minus 55 ° C. to + 85 ° C. It exhibits small changes in resistance and viscosity at minus temperatures and is inert to the dielectric oxide layer on the Al anode at temperatures above 70 ° C.

Pro lepší znázornění jsou nejdůležitější parametry elektrolytu dle vynálezu a kondenzátorů uvedeny v dalších tabulkách — vždy ve srovnání se známými elektrolyty.In order to better illustrate, the most important parameters of the electrolyte according to the invention and the capacitors are given in the following tables - each in comparison with known electrolytes.

Elektrolyty jsou označeny:Electrolytes are marked with:

— elektrolyt z kyseliny borité — elektrolyt z kyseliny adipové — elektrolyt dle vynálezu- boric acid electrolyte - adipic acid electrolyte - electrolyte according to the invention

Závislost spec. odporu na teplotě v Ohm. cmDependency spec. resistance at temperature in Ohm. cm

Elektrolyt Electrolyte teplota °C temperature ° C + 30 + 30 - 25 - 25 - 40 - 40 - 55 - 55 1 1 350 350 8 000 8 000 42 000 42 000 450 000 450 000 2 2 140 140 3 200 3 200 15 000 15 000 110 000 110 000 3 3 150 150 2 000 2 000 6 000 6 000 30 000 30 000

Elektrolyty vykazují následující zvýšení spec.Electrolytes show the following increases in spec.

odporu v rozmezí teplot plus 30 °C až minus 55 °C : boritý 1.280 X, adipový 790 X, zatím co elektrolyt dle vynálezu pouze 200 X.resistance in the temperature range plus 30 ° C to minus 55 ° C: boron 1.280 X, adip 790 X, while the electrolyte according to the invention only 200 X.

Závislost viskozity na teplotě v cPDependence of viscosity on temperature in cP

Elektrolyt Electrolyte teplota temperature °C Noc: 2 ° C -55 -55 -40 -40 -25 -25 20 20 May 60 60 90 90 i — i - 19 000 19 000 230 230 25 25 8,0 8.0 2 - 2 - 23 000 23 000 3 500 3 500 100 100 ALIGN! 14,5 14.5 6,0 6.0 3 12 500 3 12 500 1 700 1 700 520 520 30 30 5,9 5.9 2.7 2.7

Při zkoušce „zamrzl“ boritý elektrolyt při minus 40 °C a adipový při minus 55 °C. Viskozita nemohla být proto u nich při těchto teplotách změřena. V rozmezí teplot plus 20 °C až minus 25 °C došlo u elektrolytů k těmto násobkům zvýšení viskozity: boritý 83 X, adipový 35 X a elektrolyt dle vynálezu pouze 17 X.In the test, boron electrolyte "frozen" at minus 40 ° C and adipate at minus 55 ° C. Therefore, the viscosity could not be measured at these temperatures. Over the temperature range of 20 ° C to minus 25 ° C, the electrolytes have multiplied the viscosity: boric 83X, adipic 35X and the electrolyte of the invention only 17X.

Hodnoty impedance kondensátorů 12 V/lOOuF při minus 55 °CImpedance values of capacitors 12 V / 100uF at minus 55 ° C

Elektrolyt Electrolyte Z50 Hz Z50 Hz 1 1 2 140 Ohm 2,140 Ohm 2 2 430 Ohm 430 Ohm 3 3 190 Ohm 190 Ohm Kondenzátory Capacitors s elektrolytem dle vynálezu vy- with an electrolyte according to the invention

kazují proti kondenzátorům s boritým elektrolytem 11 X a proti s adipovým elektrolytem 2,3 X příznivější hodnotu impedance.deteriorate a more favorable impedance value against capacitors with boron electrolyte 11 X and against adipolyte electrolyte 2.3 X.

Složení elektrolytů dle vynálezu je popsáno v následujících příkladech:The electrolyte composition of the invention is described in the following examples:

Příklad 1. Elektrolyt pro napětí 3 až 60 V 86 váh. dílů poíyetylenglykoladipát (150—170Example 1. Electrolyte for a voltage of 3 to 60 V 86 scales. parts of polyethylene glycol adipate (150-170

Claims

SUBJECT

Impregnating electrolyte for aluminum anode electrolytic capacitors, characterized in that it consists of polyethylene glycol adipate and an ether alcohol, wherein ethylene glycol is used as the ether alcohol. cm / 30 ° C

5 scales. parts of ethylene glycol monoethyl ether 9 wt. parts of formate solution

Spec. the electrolyte resistance is 90 to 95 Ohm. cm 30 T.

Example 2. Electrolyte for a voltage of 60 to 150 V

88 scales. parts of polyethylene glycol adipate (130-140 Ohm cm / 30 ° C)

12 scales. parts of ethylene glycol monoethyl ether

Spec. the electrolyte resistance is 150 to 180 Ohm. cm / 30 ° C.

Example 3. Electrolyte for a voltage of 250 V

50 scales. parts of polyethylene glycol adipate (300-450 ohm cm / 30 ° C)

50 scales. parts of ethylene glycol monomethyl ether

Spec. the electrolyte resistance is 600 to 900 Ohm. cm / 30 ° C.

Polyethylene glycol adipate is prepared by esterifying adipic acid with ethylene glycol in the presence of ammonia.

The impregnating electrolyte according to the invention makes it possible to produce electrolytic capacitors with an anode with substantially improved parameters for a wide operating temperature range of minus 55 ° C to plus 85 ° C, in small dimensions and with a durability of min. 1000 hours at max. Operating temperature plus 85 ° C.

OF THE INVENTION a colmonomethyl ether or ethylene glycol monoethyl ether having a weight ratio of 95: 5 to 20: 80