Brevet FR2204027A1 — publié le 19740517

La présente invention est relative à un électrolyte pour condensateurs électrolytiques. Dans les condensateurs électrolytiques on utilise à titre d'anode une feuille d'aluminium oxydée, la couche d'oxyde servant de diélectrique. La feuille est en général mise sous forme d'une bobine avec des couches intermédiaires en papier, et cette bobine est ensuite imprégnée d'un électrolyte. Les interactions de l'électrolyte avec ltanode d'une part et avec la cathode d'aluminium d'autre part déterminent, entre autres, les propriétés électriques et la durée de conservation du condensateur électrolytique.La tension de fonctionnement d'un condensateur électrolytique dépend tant de la tension de formage donc de la tension sous laquelle l'anode d'aluminum a été préformée que de la tension de formation d'étincelles de ltélectrolyte. Par tension de formation d'étincelles on entend, dans le présent mémoi- re, la tension maximale qui peut-être atteinte pour un électrolyte donné lors de la formation d'une anode d'aluminium brut non préformée. Pour améliorer la couche d'oxyde apportée par le préformage on lui fait subir un traitement de postformage,le corps du condensateur étant en général introduit dans un boitier-. Pendant le processus de postformage il se produit au sein du condensateur électrolytique un dégagement de gaz, la quantité de gaz dégagée dépendant beaucoup du type d'électrolyte utilisé. L'invention vise à préparer un électrolyte qui li bière de faibles quantités de gaz lors du postformage du condensateur électrolytique et qui a une influence bénéfique sur les propriétés électriques pendant la durée de fonctionnement du condensateur. Les électrolytes auxquels se rapporte l'invention sont les suivants 1. Electrolytes haute tension (HV) qui renferment environ 5 moles de H3B03 , de Sàl1 moles de glycol, 1 mole de 3 3 NH3 , de 0,04 à 0,07 mole de H3PO4 et 0,4 mole de mannite par Kg d'électrolyte. 2. Electrolytes basse tension (NV) qui renferment environ de 1 à 2 moles de H3B03 , de 13 à 15 moles de glycol 1 mole de K0Hetce0,01 à 0,03 mole de H3P04 par bg d'électro lyte. 3. Electrolytes pour basse température (TT) qui sont constitués par exemple d'acide salicylique, de diéthylamine,de glycol et de diniéthylformamide (DMF) à titre de solvant et qui renferme une faible quantité d'acide phosphorique. De tels électrolytes sont bien connus. Suivait l'invention, on additionne un électrolyte connu pour haute tension, basse tension ou basse température de phosphate de dodécyle à raison de 0,01 à 2 * en poids par rapport à la quantité totale dtélectrolyte. On obtient ainsi l'avantage que les condensateurs électrolytiques qui renferment des électrolytes suivant l'inven tion consomme pendant le postformage environ 20 * de charge de moins que des condensateurs semblables ayant des électrolytes habituels. C'est ainsi par exemple que la eonsommation de charge d'un condensateur électrolytique (1000 F;;63 V) ayant un élec trolyte basse tension additionné de 0,05 * en poids de phosphate de dodecyle s'élève à 2,9C alors que cette mme consomiation de charge est de 3,5C pour un condensateur électrolytique sembla ble sans addition de phosphate de dodecyle. Ceci est dû au degré de formage plus élevé de l'électrolyte suivant l'invention. De ce degré de formage plus élevé il résulte que l'on peut fournir moins d'énergie, qui se transforme en chaleur, à un condensateur électrolytique lors du postformage sous une tension donnée. On diminue ainsi également le dégagement de gaz indisirable. On peut également se dispenser de refroidir. Un autre avantage est que même pour des additions faibles de phosphate de dodécyle à des électrolytes connus, on élève beaucoup la tension de formation d'étincelles. La figure au dessin annexé représente la tension de formation d'étincelles UF d'un électrolyte basse tension en fonc tion de la quantité de phosphate de dodécyle m. ajoutée. Les me sures sont effectuées à 30 C sur une feuille d'aluminium lisse non formée pour une densité de courant de 1mA/cm2. Comme il res sort de la figure, la tension de formation d'étincelles s'élève déjà beaucoup même pour de faibles additions de phosphate de do décyle. Pour élever la tension de formation d'étincelles d'un électrolyte basse température qui renferme du diméthylfor mailide en tant que solvant organique, il faut ajouter environ 2 > en poids de phosphate de dodécyle. On élève ainsi la tension de formation d'étincelles du condensateur électrolytique de 120 à 180 V. On compare des condensateurs électrolytiques suivant l'invention et des condensateurs classiques par les résultats d'essais de durée. Au tableau I suivant, on rapporte les résultats de l'essai de conservation (conservation hors tension à 85 C pendant 100 heures). On rapporte la capacité c, le facteur de perte tg #, l'impedanceZ et le cour;nt residuel 1R (1 minute après l'é- tablissement de la tension nominale). Tableau 1 Ten Valeur de Valeur après sion Electrolyte Départ essai de conservation nale C tg# Z IR C tg# Z IR à à 10kHz 10kHz V F % # A F % # A Electrolyte NV 63 1098 3,4 0,046 50 1124 2,7 0,042 228 Electrolyte NV + 0,05 % de Phos- 63 1083 3,4 0,045 55 1114 2,7 0,041 180 phate de Dodécyle Electrolyte HV 360 532 4,3 0,11 700 530 4,4 011 1570 Electrolyte HV + 0,05 % de Phosphate de Dodecyle 360 530 4,4 0,11 800 528 4,5 0,11 1150 Au tabeau 2 suivant on rapporte les résultats d'essais effectués avant et après le test de tension de durée (charge des condensateurs électrolytiques sous la tention nominale à 85 C pendant 1000 heures) pour des condensateurs électrolytiques basse tension. Tableau 2 Ten Valeur de Valeur après Electrolyte sion Départ l'ess@i de durée nomi nale C tg# Z IR C tg# Z IR à à 10kHz 10kHz V F % # A F % # A Electrolyte NV 63 1098 3,4 0,046 50 1090 3,4 0,046 37 Electrolyte NV +0,05 % de Phos- 63 1083 3,4 0,044 55 1086 3,4 0,046 32 phate de Dodecyle Au tableau 3 suivant on rapporte les résultats de l'essai d'éclair pour des condensateurs électrolytiques haute tension destinés à des appareils électroniques flash(360 V de tension nominale). Dans cet es saion effectue 5000éclairs à des inter valles de 30 secondes et ensuite on conserve hors tension à température ambiante pendant 4 semaines. Tableau 3 Ten- Valeur après 5000 éclairs sion et conservation pendant Electrolyte Valeur de Départ nomi- 4 se maines hors tension à nale température ambiante C tg# Z IR C tg# Z IR à à 10kHz 19kHz V F % # A F % # A Electrolyte HV 360 534 4,2 0,08 600 521 4,7 0,10 800 Electrolyte HV +0,05 % de Phos- 360 533 4,5 0,08 700 525 4,6 0,11 550 phate de Dodecyle Les tableaux 1 à 3 montrent nettement les avantages de l'électrolyte suivent l'invention. Surtout l'élévation du courant résiduel lit pour les condensateurs pourvus d'un électrolyte suivant l'invention auprès l'essai de conservation est bien plus faible que pour les condensateurs électrolytiques à électrolytes habituels. On peut avantageusement ajouter le phosphate de dodécyle sous la forme du mono ou du diphosphate. REVENDICATIONS 1. Electrolyte pour condensateurs électrolytiques caractérisé en ce qu'il comprend un électrolyte connu hautetension, basse tension ou basse température additionné de phosphate de dodécyle à raison de 0,01 à 2 % en poids rapporté à la quantité totale d'électrolyte. 2. Electrolyte suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le phosphate de dodécyle se trouve sous la forme de mono ou diphosphate de dodécyle.