DE922842C - Electrolyte for electrolytic capacitors - Google Patents
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Description
Elektrolyt für elektrolytische Kondensatoren Bei Elektrolyten, die im wesentlichen aus esterartigen Produkten bestehen, die aus organischen Basen vom Typ der Hydroxylalkyl- bzw. Hydroxylaryl-Ammoniumverbindungen durch Reaktion mit geeigneten anorganischen oder organischen ein-oder mehrbasischen Säuren unter Austritt von Reaktionswasser gebildet sind, hat es sich gezeigt, daß diese Elektrolyte im allgemeinen nicht den schwach sauren Charakter besitzen, wie er für die Verwendung zum Aufbau von Elektrolytkondensatoren ratsam erscheint. Dies rührt von dem zu stark basischen Charakter der betreffenden Ammoniumbasen in Vergleich zu den normalerweise verwendeten schwachen Säuren her. So besitzt z. B. Monoäthanclamin eine Basenkonstante von 9,q.. Da der Säureexponent von Borsäure in derselben Größenordnung liegt (9,26), besitzt das hiervon abgeleitete Produkt nicht den geforderten schwach sauren Charakter. Um diesen Mangel zu beheben, setzt man gemäß der Erfindung die Ester nach der Patentschrift 765 i io mit weitere Hydroxylgruppen enthaltenden Verbindungen unter nochmaliger Veresterung um. Als derartige Stoffe kommen solche Verbindungen in Betracht, die mindestens eine freie Hy droxy lgruppe enthalten und außerdem entweder eine oder mehrere weitere Hydroxylgruppen, die ganz oder teilweise verestert oder v eräthert sein können, oder neben mindestens einer Hydroxylgruppe beispielsweise eine Amino-, Nitro-, Aldehyd-, Koto-, Carboxyl- oder Arylgruppe enthalten. Die Verbindungen können alipathischer, aromatischer oder aromatisch-aliphatischer Natur sein.Electrolyte for electrolytic capacitors For electrolytes that consist essentially of ester-like products, which consist of organic bases from Type of hydroxylalkyl or hydroxylaryl ammonium compounds by reaction with suitable inorganic or organic mono- or polybasic acids with exit are formed by water of reaction, it has been shown that these electrolytes in the generally do not have the weakly acidic character required for use seems advisable for the construction of electrolytic capacitors. This stems from that too much basic character of the ammonium bases in question compared to those normally used weak acids. For example, B. monoethane laminate a base constant of 9, q .. Since the acid exponent of boric acid is of the same order of magnitude (9.26), the product derived from this does not have the required weakly acidic character. In order to remedy this deficiency, the esters according to the patent specification are used according to the invention 765 i io with further compounds containing hydroxyl groups under repeated Esterification around. Such compounds are those compounds that contain at least one free hydroxyl group and also either one or several other hydroxyl groups which are wholly or partially esterified or etherified can be, or in addition to at least one hydroxyl group, for example, an amino, Contain nitro, aldehyde, koto, carboxyl or aryl group. The connections can be aliphatic, aromatic or aromatic-aliphatic in nature.
Entsprechend einem besonders hierfür entwickelten Verfahren geschieht dies in der Weise, daß dem Elektrolyt, wie er in obiger Patentschrift beschrieben ist, der aber noch unveresterte Säuregruppen enthalten muß, bestimmte Mengen der angegebenen Verbindungen beigemischt werden und diese Mischung dann vorzugsweise auf eine Temperatur von i2o bis 15o° C erhitzt wird, bis eine zweite Veresterung unter Abgabe von weiterem Reaktionswasser eingetreten ist.It happens in accordance with a procedure specially developed for this purpose this in such a way that the electrolyte, as in the above patent described is, but which must still contain unesterified acid groups, certain amounts of specified compounds are added and this mixture is then preferably is heated to a temperature of i2o to 15o ° C until a second esterification has occurred with the release of further water of reaction.
Als solche Stoffe kommen unter anderem vorzugsweise die nachstehend aufgeführten in Betracht: i. Stoffe, die neben mindestens einer Hydroxylgruppe mindestens eine Carboxylgruppe enthalten, z. B. Oxycarbonsäuren, wie insbesondere Oxyproprionsäure, Glycerinsäure oder Äpfelsäure.As such substances, there are preferably those below, among others listed under consideration: i. Substances in addition to at least one hydroxyl group at least contain a carboxyl group, e.g. B. oxycarboxylic acids, such as in particular oxyproprionic acid, Glyceric acid or malic acid.
2. Stoffe, die neben mindestens einer Hydroxylgruppe eine Nitrogruppe enthalten, z. B. Nitroäthylalkohol.2. Substances which have at least one hydroxyl group and a nitro group included, e.g. B. nitroethyl alcohol.
3. Stoffe, die neben mindestens einer Hydroxylgruppe eine weitere freie alkoholische O H-Gruppe enthalten, wie Prophylenglykol, i, 3-Butylenglykol, Äthylenglykol, Oxyäthyloxypropyläther, Dioxyäthyläther = O H - C2 H4 - O - C2 H4 O H, Glycerin, Erythrit, Arabit und Mannit.3. Substances that have at least one hydroxyl group and one more contain free alcoholic O H group, such as propylene glycol, i, 3-butylene glycol, Ethylene glycol, Oxyäthyloxypropyläther, Dioxyäthyläther = O H - C2 H4 - O - C2 H4 OH, glycerin, erythritol, arabitol and mannitol.
q.. Stoffe, die neben mindestens einer Hydroxylgruppe mindestens eine weitere O H-Gruppe enthalten, die ganz oder teilweise verestert ist, z. B. Glykolacetat, Oxypropionat oder Borat, wobei man bei Borat zweckmäßigerweise von Borsäure oder Borsäurenanhydrid ausgeht, was bei Wahl des letztgenannten Stoffes noch den Vorteil hat, daß die zur Veresterung notwendige-Erwärmung verringert wird oder sich erübrigt.q .. Substances which, in addition to at least one hydroxyl group, have at least one contain further O H group which is wholly or partially esterified, e.g. B. glycol acetate, Oxypropionate or borate, where borate is expediently boric acid or Boric anhydride runs out, which is still an advantage if the last-mentioned substance is selected has that the heating necessary for the esterification is reduced or is superfluous.
5. Stoffe, die neben einer Hydroxylgruppe eine Arylgruppe enthalten, z. B. Phenyläthylalkohol.5.Substances which contain an aryl group in addition to a hydroxyl group, z. B. phenylethyl alcohol.
6. Stoffe, die neben mindestens einer Hydroxylgruppe eine Ketogruppe enthalten, z. B. i, 5 Dioxydiäthylketon.6. Substances that contain a keto group in addition to at least one hydroxyl group included, e.g. B. 1.5 Dioxydiethylketone.
7. Stoffe, die neben mindestens einer Hydroxylgruppe eine Aldehydgruppe enthalten, z. B. Oxypropylaldehyd.7. Substances that contain an aldehyde group in addition to at least one hydroxyl group included, e.g. B. oxypropyl aldehyde.
B. Stoffe, die neben mindestens einer Hydroxylgruppe eine Aminogruppe enthalten, z. B. Aminobenzylalkohol, Aminonaphthol und Aminophenol.B. Substances that contain an amino group in addition to at least one hydroxyl group included, e.g. B. aminobenzyl alcohol, aminonaphthol and aminophenol.
Je nach der Art und der Menge der beigefügten Substanz und den daraus resultierenden Estern läßt sich der Elektrolyt auf den gewünschten pn-Wert einstellen.Depending on the type and amount of the added substance and those from it resulting esters, the electrolyte can be adjusted to the desired pn value.
Sollte der Elektrolyt, was bei der doppelten Veresterung in- verschiedenen Zusammensetzungen möglich ist, einen zu geringen Leitwert aufweisen, wodurch die Verluste des mit ihm hergestellten Kondensators unzulässig vergrößert werden, so hat man es in der Hand, durch Zugabe von dissoziierenden oder von viskositätsvermindernden ' Bestandteilen auch hier eine einfache Abstufung vornehmen zu können.Should the electrolyte be different, as in the case of double esterification in Compositions is possible to have too low a conductance, whereby the Losses of the capacitor manufactured with it are increased impermissibly, so you have it in your hand, by adding dissociating or viscosity reducing 'Components to be able to make a simple gradation here as well.
So wird dem Elektrolyt nach der zweiten Veresterung ohne weitere Erwärmung z. B. Glykol in gewissen Mengen beigemischt, bis der Leitwert die gewünschte Größe aufweist.So the electrolyte after the second esterification without further heating z. B. Glycol added in certain amounts until the conductivity is the desired size having.
Der Vorteil, der sich bei diesem einfachen Verfahren gerade bei Verwendung des gekennzeichneten esterartigen Produktes als Elektrolyt ergibt, ist zum Teil die wesentlich günstigere Pufferwirkung bei Zusatz von Wasser; auch ist, wie die Untersuchungen ergeben haben, selbst bei Zugabe von sehr großen Wassermengen im Gegensatz zu sonstigen Elektrolyten die Auskristallisation von festen Substanzen, die wahrscheinlich durch eine Spaltung der vorhandenen Ester verursacht ist, ganz bedeutend vermindert. Eine solche Kristallisation des Elektrolyts bedingt, wie jedem Fachmann bekannt, eine außerordentliche Störung in der Verwendung der Elektrolyte, insbesondere bei der Imprägnierung und der Formierung der Kondensatoren.The advantage of using this simple process of the identified ester-like product as an electrolyte is partly the much more favorable buffer effect when water is added; also is like that Studies have shown that even with the addition of very large amounts of water in the In contrast to other electrolytes, solid substances crystallize out, which is probably caused by cleavage of the esters present, entirely significantly reduced. Such crystallization of the electrolyte is necessary, as is the case with everyone Known to those skilled in the art, an extraordinary disturbance in the use of electrolytes, especially during the impregnation and formation of the capacitors.
Bei der Fertigung von Elektrolytkondensatoren ist es außerdem erforderlich, den Feuchtigkeitsgehalt aller verwendeten Rohmaterialien, insbesondere z. B. der Papier- oder Gewebezwischenlagen, genau zu kennen bzw. durch zusätzliche Bearbeitungsvorgänge auf einer bestimmten Höhe zu halten, damit der fertiggestellte Wickel einen ganz bestimmten Wassergehalt aufweist, dessen Höhe die Basizität und vor allem die Durchschlagsspannung bestimmt. Es ist leicht einzusehen, daß diese Forderung praktisch äußerst schwer durchzuführen ist, da der Feuchtigkeitsgehalt der Luft dauernden Schwankungen unterworfen ist und eine verhältnismäßig große Toleranz bedingt, die häufig zu Schwierigkeiten in der Fertigung führt. Auch der fertiggestellte Kondensatorwickel muß, da die Elektrolyte meist. hypgroskopisch sind, die restliche Fabrikationsstufe möglichst schnell bis zum fertigen, von der Luft abgeschlossenen Einbau durchlaufen, damit der Feuchtigkeitsgehalt, der mit großen Aufwendungen bis dahin einigermaßen konstant gehalten worden ist, nicht durch Zutritt von weiterer Luftfeuchtigkeit vergrößert wird und damit die bekannten Nachteile zeitigt.In the manufacture of electrolytic capacitors, it is also necessary the moisture content of all raw materials used, especially e.g. B. the Paper or fabric intermediate layers, to be known exactly or through additional processing operations to hold at a certain height so that the finished wrap is a whole Has a certain water content, the level of which is the basicity and, above all, the breakdown voltage certainly. It is easy to see that this requirement is extremely difficult in practice must be carried out because the moisture content of the air is subject to constant fluctuations is and causes a relatively large tolerance, which often leads to difficulties leads in manufacturing. The completed capacitor winding must also contain the electrolytes most of time. are hypgroscopic, the rest of the manufacturing stage as quickly as possible to the finished, air-sealed installation so that the moisture content, which has been kept fairly constant until then with great effort, is not increased by the entry of additional air humidity and thus the known disadvantages.
Hier zeigt sich insbesondere die große Überlegenheit des gekennzeichneten Elektrolyts, dessen Werte durch Änderung des Wassergehaltes auf Grund der in der Fabrikation hohen Feuchtigkeitsschwankungen fast konstant bleiben. Die Folge davon ist, da-ß auf den natürlichen Feuchtigkeitsgehalt der-Ausgangsstoffe und die mögliche Wasseraufnahme des Rohwickels aus der Luft kein besonderes Augenmerle gerichtet zu werden braucht, was eine wesentliche Vereinfachung in der Fabrikation und größere Sicherheit mit kleinerem Ausschuß bedeutet. Auch hat sich gezeigt, daß die Elektrolyte nach der Erfindung größere Durchschlagsspannungen aufweisen.This shows in particular the great superiority of the marked Electrolyte whose values are determined by changing the water content due to the in the Fabrication with high fluctuations in humidity remain almost constant. The consequence of this is that-ß on the natural moisture content of the raw materials and the possible Water absorption of the raw wrap from the air is not particularly eye-catching what needs to be a substantial simplification in manufacture and larger Means safety with smaller rejects. It has also been shown that the electrolytes have larger breakdown voltages according to the invention.
Claims (7)
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DES3119D DE922842C (en) | 1937-07-28 | 1937-07-28 | Electrolyte for electrolytic capacitors |
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DE (1) | DE922842C (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1117772B (en) * | 1957-12-18 | 1961-11-23 | Siemens Ag | Boric acid ester operating electrolyte for electrolytic capacitors, especially for low operating temperatures |
DE1123400B (en) * | 1958-05-10 | 1962-02-08 | Roederstein Kondensatoren | Electrolytic capacitor, in particular tantalum capacitor |
-
1937
- 1937-07-28 DE DES3119D patent/DE922842C/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1117772B (en) * | 1957-12-18 | 1961-11-23 | Siemens Ag | Boric acid ester operating electrolyte for electrolytic capacitors, especially for low operating temperatures |
DE1123400B (en) * | 1958-05-10 | 1962-02-08 | Roederstein Kondensatoren | Electrolytic capacitor, in particular tantalum capacitor |
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