ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР
Настоящая полезная модель относится к области радиоэлектронной техники и может найти применение в производстве электролитических алюминиевых оксидных конденсаторов.
В электролитических оксидных алюминиевых конденсаторах (АОК) используют различные составы рабочих электролитов. Их многообразие обусловлено тем обстоятельством, что электролиты по своим характеристикам должны удовлетворять целому комплексу требований, иногда взаимоисключаю1дих друг друга. Так, в АОК электролит должен обладать низким удельным сопротивлением, но высоким напряжением искрения, иметь как можно меньшую температурную зависимость сопротивления, находиться в жидком состоянии в определенном интервале температур, его токсичность должна быть минимальной и т.д. Современные АОК заполняют рабочими электролитами, которые обычно содержат органический растворитель или смесь растворителей и ионогены - вещества, обеспечивающие высокую электропроводность.
Известен электролитический конденсатор с двойным электрическим слоем, выполненный в виде тонкопленочной структуры, содержащий поляризуемый и неполяризуемый серебряные электроды, разделенные слоем твердого электролита на основе RbAg. J, причем поляризуемый электрод выполнен из кремния с высокой концентрацией подвижных носителей заряда (см. патент РФ No 2004024 по кл. H01G9/04, опубл.30.11.93).
Известный электролитический конденсатор сложен в изготовлении, требует применения дорогостоящих материалов: серебра и легированного кремния и имеет ограниченную область применения, в частности, не может быть использован в электронных фотовспышках.
Известен электролитический алюминиевый конденсатор, содержащий корпус, выполненный в виде цилиндрического алюминиевого стакана, в котором размещен оксидированный анод и катод, выполненные из алюминиевой фольги, разделенные пористыми прокладками и снабженные выводами. Анодный вывод через изолирующую прокладку прикреплен к наружному лепестку, а катодный вывод соединен с корпусом, корпус заполнен электролитом, содержащим водный раствор борной кислоты и аммиака, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-hrtKt fVH-O1 G 9/02
ЛГ/7/С  « / oБорная кислота5,0-10.2
Аммиак0,05-8,25
ВодаОстальное.
(См. Жиров Г.А., Сафонов В.Ф. и Скоморохов П.Г.- Электролитические конденсаторы и их производство.-М.: Оборонгиз.- 1940. с.62-65).
Недостатком известного электролитического конденсатора является большое внутреннее сопротивление.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является электролитический конденсатор, содержащий размещенные в алюминиевом корпусе оксидированный анод и катод, разделенные пористой прокладкой и помещенные в электролит, содержащий борную кислоту, воду, аммиак и этилеигликоль. взятые в следующем соотнощении, мас.%: Борная кислота32,7-40,7
Вода5,8-36,8
Аммиак1.9-12.3
ЭтиленгликольОстальное.
Аммиак вводят в виде 25%-ного водного раствора или газа. (См. Закгейм Л.Н.- Электролитические конденсаторы.- М., Л.: Госэнергоиздат.- 1963. с.150-183).
Известный электролитический конденсатор-прототип имеет удельное сопротивление, мало изменяющееся в щироком интервале температур, однако разброс параметров конденсаторов оказывается при этом весьма значительным, велик также процент брака конденсаторов при их изготовлении.
Задачей настоящей полезной модели являлась разработка такой конструкции электролитического конденсатора, которая позволила бы изготавливать конденсаторы с малым внутренним сопротивлением и при незначительном проценте бракованных конденсаторов.
Поставленная задача решается тем, что в электролитическом конденсаторе, включающем размещенные в корпусе оксидированный анод и катод, разделенные пористой прокладкой и помещенные в элетролит, содержащий Этиленгликоль, кислоту, аммиак и воду, злостролит в качестве кислоты содержит себациновую кислоту, а компоненты электролита взяты в следующем соотношении, мас.%:
Вода6,5-31.8
Себациновая кислота1,6-7.9
Аммиак0.5-1.8
ЭтиленгликольОстбшьное.
Введение в электролит конденсатора вместо борной кислоты себациновой кислоты в значительно меньшем количестве и снижение содержания аммиака привело к неожиданному результату: удалось изготовить электролитический конденсатор с внутренним сопротивлением, на порядок меньшем, чем у конденсаторов, наполненных электролитом-прототипом. При использовании электролита заявляемого состава значительно снижается процент брака конденсаторов.
Заявляемый электролитический конденсатор изображен на чертеже, где
i/f)/Y
на фиг. 1 показан общий вид электролитического конденсатора сбоку с частичным разрезом;
на фиг. 2 - вид электролитического конденсатора сверху;
на фиг.З - свернутые в секцию оксидированный анод и катод;
на фиг.4 - вид секции в конце изготовления в аксонометрии.
Электролитический конденсатор содержит корпус 1 в виде цилиндрического алюминиевого стакана, внутри которого размешена секция 2, состоящая из оксидированного анода 3 и катода 4, изготовленных из полос алюминиевой фольги и разделенных пористыми изоляционными прокладками 5 и 6. К аноду 3 и катоду 4 прикреплены соответственно выводы 7 и 8, выполненные в виде алюминиевых полосок. Секция 2 пропитана электролитом 9 приведенного выше состава. Для герматизации корпуса 1 установлена резиновая прокладка 10 и жесткая изоляционная прокладка 11 на которой закреплены лепестковые контакты 12 и 13, к которым присоединены соответственно выводы 7 и 8. Корпус 1 покрыт изоляционным чехлом 14.
Было изготовлено 5 партий образцов импульсных электролитических конденсаторов номинальной емкостью 409 мкФ на рабочее напряжение 330 В для электронных вспышек (три партии образцов с соотношением компонентов, лежащим внутри заявленного интервала, и две партии конденсаторов с соотношением компонентов, выходяшим за границы заявленного интервала).
Пример 1. Электролитический конденсатор изготавливают следующим образом. На изолирующую прокладку 5 накладывают последовательно ленту катода 4, изолирующую прокладку 6 и ленту оксидированного анода 3. К аноду 3 и катоду 4 прикрепляют соответственно выводы 7 и 8. Затем ленты анода 3, катода 4 и прокладок 5 и 6 сворачивают в цилиедрическую секцию 2. Секцию 2 пропитывают электролитом 9, например, путем вакуумной пропитки. Был приготовлен электролит со следующим содержанием компонентов, мас.%: Вода6,5
Себациновая кислота1,6
Аммиак0,5
Этиленгликоль91,4.
Электролит приготавливали следующим образом. В стеклянную емкость помещали 914 г этиленгликоля и 50 г деионизованной воды, которые тщательно перемешивали. Затем добавляли 20 г 25%-ного водного растворя аммиака и 16 г себациновой кислоты. Затем при перемешивании компонентов осуществляли нафев до температуры 80 С и поддерживали ее до полного растворения компонентов (20 минут). После пропитки секцию 2 устанавливали в корпус 1, выводы 7 и 8 прикрепляли к лепестковым контактам 12 и 13, корпус 1 герметизировали резиновой прокладкой 10 и изоляционной прокладкой 11 и покрывали изоляционным чехлом 14. Измерялось внутреннее сопротивление изготовленных конденсаторов, ток утечки, а также опр еделялся выход годных конденсаторов, величины которых приведены в таблице 1.
Пример 2. Электролитический конденсатор изготавливали как в примере 1, но состав электролита имел следующее содержание компонентов, мас%:
Вода31,8
Себациновая кислота 7,9
Аммиак1,8
Этиленгликоль58,5.
Электролит приготавливали следующим образом. В стеклянную емкость помещали 585 г этиленгликоля и 264 г деионизованной воды и тщательно перемещивали. Затем добгюляли 72 г 25%-ного водного раствора аммиака и 79 г себациновой кислоты. Полученную смесь компонентов перемешивали до полного их растворения при
комнатной температуре (18 С). Параметры импульсных конденсаторов П| иведены в таблице 1.
Пример 3. Электролитические конденсаторы изготавливали как в примере 1, но электролит был приготовлен со следующим содержанием компонентов, мас.%:
Вода20,5
Себациновая кислота 4,0
Аммиак1,0
Этиленгликоль74,5.
Электролит приготовляли следующим образом. В стеклянную емкость помещали 745 г этиленгликоля и 205 г воды и эти компоненты перемещивали. Затем добавляли 10 г аммиака и 40 г себациновой кислоты.
Полученную смесь компонентов перемещивали до их полного растворения при температуре 50°С. Параметры полученных конденсаторов приведены в таблице 1.
Пример 4. Электролитические конденсаторы изготавливали как в примере 1, но электролит был приготовлен со следующим содержанием компонентов, мас.%:
Вода32,0
Себациновая кислота 8,0
Аммиак2,0
Этиленгликоль58,0.
Операции приготовления электролита те же, что в примере 2, за исключением того, что перемешивание
компонентов вели при температуре . Параметры полученных импульсных конденсаторов приведены в таблице 1.
Пример 5. Электролитические конденсаторы изготавливали как в примере 1, а электролит был приготовленсо следующим содержанием компонентов, мас.%:
Вода6,0
Себациновая кислота 1,5
Аммиак0,4
Этиленгликоль92,1.
Операции приготовления электролита были те же, что и примере 2, за исключением того, что перемешивание компонентов вели при температуре 95 С. Параметры полученных импульсных конденсаторов приведены в таблице 1.
Был также изготовлен эле1стролитические конденсаторы, заполненные электролитом-прототипом со следующим содержанием компонентов, мас.%: Вода18,0
Борная кислота33,0
Аммиак6,0
Этиленглик оль43,0.
Вначале смешивали этиленгликоль и борную кислоту при нагревании до 42 С, а затем добавлили водный
раствор аммиака и нафевали смесь до температуры 125 С. Параметры конденсаторе приведены в таблице 1.
Таблица 1 Параметры импульсных конденсаторов номинальной емкостью 409 мкФ на рабочее напряжение 330 В.
(Импульсные конденсаторы для электронных фотовспышек должны иметь внутренне сопротивление не превышающее 0,09 Ом).