Weltweit erste Glas-Aluminium-Durchführung

Aluminium-Elektrolytkondensatoren gewinnen aufgrund ihrer Rolle als elektrischer Speicher an Bedeutung. Um ihren erforderlichen Strombedarf zu decken, vertrauen Elektrofahrzeuge, Hochleistungssysteme, erneuerbare Energien, aber auch die Verteidigungs-, Luft- und Raumfahrt-Branche sowie die Schwerindustrie auf Aluminium-Elektrolytkondensatoren. Damit wachsen auch die Anforderungen an die Kondensatoren, eine stabile und dauerhafte Leistung zu liefern. Schott hat eine zukunftsweisende Lösung entwickelt, um das Austrocknen des Elektrolyts zu verhindern und so zuverlässig eine hohe Leistung sicherzustellen.

Aluminium-Elektrolytkondensatoren sind effizient und zuverlässig. Allerdings wird ihre Leistung häufig durch das Design und die Materialien begrenzt, die für das Gehäuse des Kondensators verwendet werden. Undichte Versiegelung der äußeren Anschlüsse können beispielsweise Verdunstung und damit das Austrocknen des flüssigen Elektrolyts bewirken. Die Folge ist eine im Lauf der Zeit auftretende Leistungsverschlechterung. Um diesen Leistungseinbußen entgegenzuwirken, werden überdimensionierte oder sogar mehrere Kondensatoren eingesetzt – eine notwendige aber nicht unbedingt ideale Lösung im Hinblick auf Kosten und Raumnutzung.

Schott Electronic Packaging in Landshut, ein Geschäftsbereich des Technologiekonzerns Schott, hat eine Lösung entwickelt, um das Austrocknen des Elektrolyts zu verhindern und so eine langfristige und zuverlässige hohe Leistung sicherzustellen. Aufbauend auf über 75 Jahren Erfahrung mit Glas-Metall-Einschmelzungen (Glass-to-metal seals, kurz GTMS) verfügt Schott nun über neue Möglichkeiten zur Produktion von Glas-Aluminium-Durchführungen (GTAS). Bisher wurden häufig Polymermaterialien zum Abdichten von Kondensatoranschlüssen verwendet. Aufgrund ihrer organischen Beschaffenheit werden Polymere mit der Zeit spröde, was einen Verlust an Gasdichtigkeit nach sich zieht. Daraufhin kann Feuchtigkeit die beschädigte Dichtung durchdringen, wodurch Elektrolyt verdampft und die Kapazität deutlich nachlässt.

Zuverlässig gasdichte hermetische Abdichtung

Die Lösung für dieses Problem liegt im GTAS-Kondensatordeckel. Helmut Hartl, Leiter der Forschung und Entwicklung in Landshut erläutert die Vorteile der GTAS-Technologie bei Kondensatoren: „lndem wir die Dichtungen aus Polymeren oder anderen organischen Verbindungen durch Spezialglas ersetzen, können die elektrischen Kontakte hermetisch dicht in die Aluminiumdeckel eingeschmolzen werden. Durch die vollständig gasdichte Glas-Aluminium-Sperrschicht an den Pin-Dichtpunkten kann keinerlei Flüssigkeit passieren und Elektrolyt ist vor dem Austrocknen geschützt“.

Die GTAS-Technologie steigert nicht nur die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Kondensatoren, sondern bietet auch eine Vielzahl an Anpassungsmöglichkeiten. Die leckdichten, glasversiegelten Deckel eignen sich für eine Vielzahl von Typen, einschließlich Radial-, Axial-, Snap-In- und Superkondensatoren sowie elektrische Doppelschichtkondensatoren in jeglichen Größen.

Auch für den Einsatz in rauen Umgebungen

In vielen rauen Umgebungen und sicherheitskritischen Anwendungen bieten hermetische Glasdichtungen über die Vermeidung des Elektrolytverlusts hinaus eine Vielzahl von Vorteilen für den dauerhaften Einsatz von Aluminium-Kondensatoren. So können Glas-Metall-Durchführungen Temperaturen von -40 °C bis +150 °C ohne Probleme standhalten, in einigen Fällen sogar noch über diesen Bereich hinaus. Die Langzeit-Dichtigkeit der Glasdichtungen ermöglicht zudem die Entwicklung von Standardgrößen oder sogar kleineren Einheiten mit deutlich höherer Kapazität. Dieser Vorteil führt auch zu einer Erhöhung sowohl der Lagerbeständigkeit als auch der gesamten Lebensdauer der Kondensatoren. (ig)