[go: up one dir, main page]

NO120743B - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
NO120743B
NO120743B NO163128A NO16312866A NO120743B NO 120743 B NO120743 B NO 120743B NO 163128 A NO163128 A NO 163128A NO 16312866 A NO16312866 A NO 16312866A NO 120743 B NO120743 B NO 120743B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
electrolytic
electrolyte
capacitor according
solvent
capacitor
Prior art date
Application number
NO163128A
Other languages
English (en)
Inventor
J Kruishoop
Original Assignee
Philips Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from NL6506756A external-priority patent/NL143724B/xx
Priority claimed from NL6600908A external-priority patent/NL6600908A/xx
Application filed by Philips Nv filed Critical Philips Nv
Publication of NO120743B publication Critical patent/NO120743B/no

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/022Electrolytes; Absorbents
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/145Liquid electrolytic capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Pyridine Compounds (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Description

Ikke-polar elektrolytisk kondensator.
Foreliggende oppfinnelse angår en elektrolytisk kondensator .
Prinsipielt består en elektrolytisk kondensator av en metallisk elektrode med en oksydfilm, og denne er nedsenket i en elektrolytisk væske sammen med en annen elektrode som vanligvis består av et vilkårlig, ikke-korroderende metall, og som kalles motelektroden. Nevnte oksydfilm som vanligvis fremstilles ved anodisk oksydasjon av den relevante elektrode, virker som et di-elektrikum i kondensatoren og må derfor ha tilfredsstillende iso-lerende egenskaper. Den flytende elektrolytten tjener ikke bare til å lede den elektriske strømmen, men gjør det også mulig å reparere små skader på oksydfilmen som måtte oppstå under drift (såkalt
"selvreparerende").
Sammenlignet med andre typer kondensatorer, har den elektrolytiske kondensator den fordel, at den gir høy kapasitet pr. volumenhet.
En viktig ulempe ved elektrolytiske kondensatorer og
som inntil nå har vært betraktet som uunngåelig, er kondensatorens polarnatur. Kondensatoren har ensrettende egenskaper slik at den bare kan anvendes som kondensator i den retning ved hvilken den dielektriske film er positiv med hensyn til det underliggende metall (blokkerende retning).
Det er f.eks. mulig å fremstille en elektrolytisk kondensator som har en avledningsstrøm på mindre enn l^,uA/cm i den blokkerende retning ved en formeringsspenning på f.eks. 40 volt. Når nevnte elektrode er katode, så har en slik kondensator en avledningsstrøm på mindre enn 1 mA/cm p ved en spenning på bare noen få volt, og denne avledningsstrøm øker med tiden, ettersom oksyd-■ filmen ødelegges mer og mer.
Videre er det kjent såkalte bi-polare elektrolytiske kondensatorer med to metalliske elektroder som begge er utstyrt med en slik anodisk oksydfilm og er plasert i en egnet flytende elektrolytt. En slik kondensator kan anvendes for begge polariteter, ettersom alltid en av de to elektroder virker i den blokkerende retning, men kapasiteten pr. volumenhet er lavere enn ved en vanlig unipolar elektrolytisk kondensator. Denne type kondensator er derfor meget sjelden brukt i praksis.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en elektrolytisk kondensator som er ikke-polar og som har en avledningsstrøm i begge retninger på mindre enn i^uA/cm p ved en driftsspenmng med en absolutt verdi på ca. 75% av formeringsspenningen.
Oppfinnelsen vedrører altså en elektrolytisk kondensator bestående av en metallelektrode pålagt en dielektrisk oksydfilm ved anodisk oksydasjon, en elektrolytisk løsning samt en motelektrode, fortrinnsvis bestående av et metall med en a.nodisk oksydfilm eller av et metall som er kjemisk inert i dette medium, og kondensatoren erkarakterisert vedat den er ikke-polar og inneholder en elektrolytisk væske med en motstand på mindre enn 10.000 ohm.cm, og som består av et løsningsmiddel eller en blanding av løsningsmidler som ikke inneholder eller avspalter hydrogenioner unntatt N,N-dimetylformamid, og hvori det er oppløst et salt bestående av et oksyderende anion samt et kation fra ett av de alkaliske jordmetaller eller de rene jordmetaller, og hvor vanninnholdet er maksimalt 2%.
Den dielektriske oksydfilm kan også fremstilles ved
å bruke den anvendte elektrolytiske væske som formeringsvæske, men dette er ikke nødvendig. Ved hjelp av enhver formeringselektrolytt kan den dielektriske oksydfilm fremstilles. Det er i praksis meget fordelaktig at de i industrien allerede anvendte formeringsanord-ninger og formeringsvæsker kan brukes for dette formål.
Nevnte alkali-jordmetaller innbefatter foruten kalsium, strontium og barium, også magnesium. Jordmetallene er grunnstoffene i tredje hovedgruppe i det periodiske system med unntak av grunn-stoffet bor, og er følgelig: aluminium, scandium, yttrium og lantanidene. I overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse har man funnet at andre metallioner ikke egner seg for bruk i den ikke-polare elektrolytiske kondensator ifølge foreliggende oppfinnelse. Når kondensatoren veksles til motsatt retning av formeringsspenningen, så vil f.eks. alkali-ionene vandre tvers gjennom den dielektriske oksydfilm og vil således gi en høy avledningsstrøm i kondensatoren.
En spesielt godt egnet elektrolytisk væske for bruk i en ikke-polar elektrolytisk kondensator ifølge foreliggende oppfinnelse består av en blanding av pyridin og et annet løsningsmiddel som ikke inneholder eller avspalter hydrogen-ioner.
I en utførelse består væsken av minst 90 vektprosent
pyridin.
I en foretrukket utførelse består elektrolytten av
et salt eller en saltblanding når kationene er kalsium, mens idet minste en del av anionene eller en ytterligere oppløst forbindelse har oksyderende egenskaper.
Spesielt har man anvendt kalsiumnitrat som fortrinnsvis
brukes i høy konsentrasjon, opp til metning.
Oppfinnelsen vil nå bli ytterligere forklart ved hjelp av følgende eksempler. I. De beskrevne elektrolytiske væsker hvis løsningsmidler kan tilhøre høyst forskjellige klasser av forbindelser, ble alle anvendt i en elektrolytisk kondensator som ble fremstilt på følgende måte.
En aluminiumfolie med en renhet på 99,9% ble kjemisk etset i tre minutter i en løsning som inneholdt 5 g kalium bi-kromat pr. liter 50% svovelsyre i vann ved en temperatur på 110°C. Fra denne etsede folie ble det stanset ut anodeplate med en makroskopisk overflate på to sider på 3 cm p. Platene ble formert til 10 volt og i visse tilfeller til 100 volt i en elektrolytisk løsning som pr. liter vann inneholdt:
7,5 g borax (NagB^.lO H20) og
30 g borsyre.
De ble formert inntil avledningsstrømmen var mindre enn 1/A/cm<2>.
Den formerte elektrode ble deretter nedsenket i en av
de følgende nye elektrolytiske væsker sammen med en platina motelektrode, og den oppnådde kondensator ble kondisjonert ved å knytte den i 10 minutter til formeringsspenningen Vp (10 eller noen ganger 100 volt),-mens avledningsstrømmen (iC„L) ble målt. Kondensatoren ble deretter utsatt for en spenning i motsatt retning på 7,5 og 75 volt henholdsvis, og avlednings.strømmen (i^) ble igjen målt. Ovennevnte 'borax/borsyreløsning kan med samme endelige resultat ved formeringen erstattes med en vanlig glykol-borsyre-ammoniakk-elektrolyt.
En lang rekke elektrolytiske væsker ifølge foreliggende oppfinnelse er nevnt i den følgende tabell hvor man har angitt den anvendte formeringsspenning Vp, den resulterende avledningsstrøm i begge retninger angitt ved i og i^samt væskens motstand H.
-Det vannfrie salt ble oppnådd ved å oppvarme det til-svarende krystallvannholdige salt, f.eks. Mg(N0^)2. SE^ O, Ca(N0^)2.6h20 eller Sr(N0^)2.4H20 ved 160°C i noen timer.
II. Anodeplaten som ble fremstilt på samme måte som i foregående eksempel, ble formert opp til kO volt i en elektrolytisk løsning som i foregående eksempel, inntil avledningsstrømmen var
p mindre enn l^uA/cm . Den formerte elektrode ble deretter nedsenket i en mettet løsning av vannfritt Ca(NO^)2i ren pyridin med et vanninnhold på mindre enn 0,1 vektprosent sammen med en platina motelektrode. Denne elektrolytten hadde en motstand på 8000 ohm.cm.
Det vannfrie kalsiumnitrat ble fremstilt ved å oppvarme kommersielt tilgjengelig kalsiumnitrat Ca(N0j)2.6H20 ved l60°C i et par timer. En mindre del av kalsiumnitratet dekomponerte ved pyrolyse til Ca(0H)2, men dette er uten betydning etter som Ca(0H)2er uløselig i pyridin.
Kondensatoren ble deretter kondisjonert med å knytte den til en formeringsspenning (40 volt) i 10 minutter. Avlednings-strømmen ble funnet å være mindre enn 0,3/uA/cm 2. Den resulterende kondensator ble knyttet til 30 volt i den motsatte retning. Etter 12 timer hadde avledningsstrømmen i nevnte retning falt til mindre
p
enn l^uA/cm .
Etter at kondensatoren hadde vært koplet i nevnte
retning i 400 timer, fant man at avledningsstrømmen enda falt langsomt.
Hvis ovennevnte formering ble utført i en vanlig
flytende glykol-borsyre-ammoniakkelektrolytt, istedenfor i foran-
nevnte tetraborat-borsyreløsning, så var resultatet det samme.
III. På samme måte som beskrevet i eksempel I, ble tantal-
kondensatorer fremstilt og prøvet.
De utstansede Ta-plater ble kjemisk etset i en fersk
løsning bestående av 10 ml konsentrert HNO-j,
10 ml HP 40$ samt
25 ml H2S0i|(d = 1,84).
Platene ble formert i en vanlig elektrolytt på basis av tetraborat-
borsyre, glykol-borsyre, i 0,1 M fosforsyre eller i fortynnet salpetersyre. De ble qpå formert opp til 40 volt inntil avlednings-
strømmen var mindre enn l^uA/cm p. De ble deretter satt sammen som beskrevet i eksempel 1, til en kondensator, hvoretter de ble kon-
disjonert ved formeringsspenningen inntil avledningsstrømmen var
2
mindre enn 0,3/UA/cm .
Når kondensatorene ble koplet til 30 volt i motsatt
retning, så falt avledningsstrømmen til mindre enn 3/U.A/cm 2 i nevnte retning og forble deretter stabil.
IV. Al-plater ble formert som beskrevet i eksempel 1 og
ble deretter satt sammen til en kondensator. Elektrolytten var en mettet løsning av vannfritt Ca(N0j)2i en blanding bestående av
90% vannfri pyridin og
10% vannfri dimetylformamid,
med en motstand på 4000 ohm.cm. Den resulterende kondensator hadde en avledningsstrøm på mindre enn 0,l^,uA/cm 2i samme retning som en formeringsspenning på 30 volt, og avledningsstrømmen falt til under 3 ^uA/cm etter 12 timer ved samme spenning i motsatt retning.

Claims (6)

1. Elektrolytisk kondensator bestående av en metallelektrode pålagt en dielektrisk oksydfilm ved anodisk oksydasjon, en elektrolytisk løsning samt en motelektrode, fortrinnsvis bestående av et metall med en anodisk oksydfilm eller av et metall som er kjemisk inert i dette medium, karakterisert ved at kon-
densatoren er ikke-polar og inneholder en elektrolytisk væske med en motstand på mindre enn 10.000 ohm.cm, og som består av et løsnings-middel eller en blanding av løsningsmidler som ikke inneholder eller avspalter hydrogenioner unntatt N,N-dimetylformamid, og hvori det er oppløst et salt bestående av et oksyderende anion samt et kation fra ett av de alkalisk» jordmetaller eller de rene jordmetaller, og hvor vanninnholdet er maksimalt 2%.
2. Elektrolytisk kondensator ifølge krav 1, karakterisert ved at løsningsmidlet for den vannfrie elektrolytt består av en blanding av pyridin og et annet løsningsmiddel som ikke inneholder eller avsalter hydrogenioner.
3. Elektrolytisk kondensator ifølge krav 2, karakterisert ved at løsningsmidlet består av minst 90% pyridin.
4. Kondensator ifølge krav 1, karakterisert ved at elektrolytten består av et salt eller en blanding av salter hvis kationer er kalsium og i det minste en del av anionene har oksyderende egenskaper, eller ved at en annen oksyderende forbindelse tilsettes elektrolytten.
5. Kondensator ifølge krav 4, karakterisert ved at elektrolyttløsningen inneholder kalsiumnitrat.
6. Kondensator ifølge krav 5>karakterisert ved at elektrolyttløsningen inneholder kalsiumnitrat i mettet løsning.
NO163128A 1965-05-27 1966-05-24 NO120743B (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL6506756A NL143724B (nl) 1965-05-27 1965-05-27 Nonpolaire elektrolytische condensator.
NL6600908A NL6600908A (no) 1966-01-25 1966-01-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO120743B true NO120743B (no) 1970-11-30

Family

ID=26643892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO163128A NO120743B (no) 1965-05-27 1966-05-24

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3541399A (no)
AT (1) AT260386B (no)
BE (1) BE681600A (no)
CH (1) CH487487A (no)
ES (1) ES327139A1 (no)
NO (1) NO120743B (no)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4107761A (en) * 1977-03-28 1978-08-15 United Chemi-Con, Inc. Electrolytic capacitor and electrolyte
CN101354963B (zh) * 2008-09-16 2011-04-06 中国振华(集团)新云电子元器件有限责任公司 高反向电压电容器的制备方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2104733A (en) * 1935-02-02 1938-01-11 Brennan Electrolyte and method of making same
US2165091A (en) * 1936-06-16 1939-07-04 Gen Electric Electric capacitor and compositions therefor
US2884381A (en) * 1955-02-21 1959-04-28 Northrop Aircraft Inc Electrolytic solution
US2945164A (en) * 1955-09-30 1960-07-12 Sprague Electric Co Electrolyte and capacitor utilizing the same
US2965816A (en) * 1956-04-03 1960-12-20 Sprague Electric Co Electrolytic capacitor
US2932153A (en) * 1957-07-29 1960-04-12 Sprague Electric Co Electrolytic capacitor and method of making
US3065389A (en) * 1959-11-23 1962-11-20 Gen Electric Electrolytic capacitor and electrolyte therefor
US3138746A (en) * 1960-05-02 1964-06-23 Francis J P J Burger Electrolytic capacitors and electrolyte therefor
US2994809A (en) * 1960-05-20 1961-08-01 Alfred L Jenny Electrolytic capacitor
US3325697A (en) * 1963-06-07 1967-06-13 Sprague Electric Co Sealed capacitor with non-gas producing electrolyte

Also Published As

Publication number Publication date
CH487487A (de) 1970-03-15
DE1564405B2 (de) 1975-09-04
BE681600A (no) 1966-11-25
AT260386B (de) 1968-03-11
DE1564405A1 (de) 1970-02-12
ES327139A1 (es) 1967-03-16
US3541399A (en) 1970-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Harned et al. The ionization constant of water and the dissociation of water in potassium chloride solutions from electromotive forces of cells without liquid junction1
Hamann et al. The chemical effects of pressure. Part 3.—Ionization constants at pressures up to 12000 atm
US2759132A (en) Electrolytic capacitor
Pickett et al. A study of the production of glyoxylic acid by the electrochemical reduction of oxalic acid solutions
Evans et al. The ionic nature of the grignard reagent
Motomizu et al. Studies of the interaction between the hexyl anion and alkali metal ions
GB1297294A (no)
GB1056889A (en) Method and apparatus for performing electrolytic processes
Iwakura et al. Electrolytic behaviour of non-aqueous systems in methanol
NO120743B (no)
Cady The Electrolysis and Electrolytic Conductivity of Certain Substances dissolved in LiquidAmmonia
WO2020108788A3 (de) Redox-flow-batterie zur speicherung von elektrischer energie in erdspeichern und deren verwendung
US2910633A (en) Electrolytic capacitor
GB1106049A (en) Bipolar electrolytic cell and use thereof
US2742416A (en) Method of etching tantalum
Santos et al. Transference numbers of potassium chloride and ionic conductances in ethylene glycol at 25. deg.
Mussini et al. The cell H2/HX/AgX/Ag (X= Cl, Br, I) in dioxane-water mixtures: Part II. Primary hydration numbers of hydrochloric, hydrobromic and hydriodic acids
Pearson et al. A Simple Steady State Method for Obtaining Rates of Rapid Reactions
US1916586A (en) Electrolytic device
US3417009A (en) Electrochemical device for transferring hydrogen
Campbell The Limiting Conductance of 1/3In3+ Ion and the Conductances of Aqueous Solutions of Indium Trichloride
Gross et al. On the theory of glass electrodes
DE756216C (de) Elektrolytisches Verfahren zum Aufrauhen der Oberflaeche einer Elektrode, insbesondere fuer elektrolytische Kondensatoren
US4639401A (en) Surfactant addition to phosphoric acid electrolyte
Nakamura et al. Thermodynamic studies on liquid ternary Zn-In-Sn solutions