Aufbau und Besonderheiten von Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren


Beim Alu-Elko bestehen Anode und Kathode aus hoch aufgerauten Aluminiumfolien, wobei die aufgeraute Anodenfolie mit der Dielektrikumsschicht zwischen einem saugfähigen Material (i.d.R. Papier) aufgerollt wird. Dieses Papier nimmt später den flüssigen, elektrisch leitenden Elektrolyten auf und sorgt so dafür, dass es zu einer vollflächigen Kontaktierung der zerklüfteten Oberfläche der Anodenfolie kommt. Auf der anderen Seite steht der Elektrolyt mit der Kathodenfolie in Kontakt und Anschlussfähnchen an beiden Folien münden in Anschlussdrähte zur Verbindung mit der Schaltung.



Hierbei ist hervorzuheben, dass Elektrolyt-Kondensatoren polar sind. Sie müssen also zwingend richtig gepolt eingebaut und dürfen nur mit Gleichspannung betrieben werden. Die Anode ist dabei stets der Pluspol. Zu hohe Spannungen oder eine falsche Polung können die Dielektrikumsschicht zerstören, was zu Kurzschlüssen oder sogar Explosion führen kann. Aus diesem Grund ist immer auf die richtige Polung zu achten und auf allen Elkos eine Polaritätskennung aufgebracht. Übrigens: Bei vielen radialen Kondensatoren ist der positive Pol der Anode länger als der Draht der Kathode.


Die größte Besonderheit beim Elko ist die flüssige Kathode, der Elektrolyt. Da kontinuierlich Elektrolyt den Elko-Becher durch Diffusion verlässt, trocknen Alu-Elkos bauartbedingt aus und verändern dabei ihre elektrischen Parameter. Die Austrocknung und damit die Alterungsgeschwindigkeit sind stark temperaturabhängig: sie verdoppeln sich jeweils bei 10 K Temperaturanstieg! Dies führt zu einer endlichen Lebensdauer von Alu-Elkos, die durch einen Änderungsausfall gekennzeichnet ist. Bei einem Änderungsausfall behält der Elko seine Funktion, unter- bzw. überschreitet jedoch vordefinierte Grenzen für Kapazität, ESR und Leckstrom.



Mittels eines elektrochemischen Vorgangs wächst die Aluminiumoxidschicht auf der Anodenfolie auf („anodische Oxidation“ oder „Formierung“). Sie ist sehr dünn und gleichzeitig sehr spannungsfest, was dazu führt, dass Elkos im Vergleich zu anderen Kondensatorarten eine vergleichsweise hohe spezifische Kapazität aufweisen, die nur von sogenannten Superkondensatoren (bei Jianghai unter „Energy-C“ geführt) übertroffen wird.



Mit der Spannungsfestigkeit von Elkos, die von den Eigenschaften der Oxidschicht im Dielektrikum bestimmt wird, ist die Spannung (=Nennspannung) gemeint, die ein Elko auf Dauer aushält, ohne dass es zu einem Durchschlag kommt. Bei steigender Umgebungstemperatur sinkt die Spannungsfestigkeit der Oxidschicht. Deshalb empfiehlt es sich, Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren dauerhaft unter der spezifizierten Nennspannung und der oberen Kategorietemperatur zu betreiben, da sich dies positiv auf die Lebensdauer bzw. auf die zu erwartende Ausfallrate des Produktes auswirkt. Zudem muss die Eigenerwärmung von Elkos bei Strombelastung stets im Auge behalten werden. Wärmestrahlung und Konvektion sind die Hauptkühlungsmechanismen von Elkos. Zwangsbelüftung kann den Anteil der Konvektion und damit die Lebensdauer ebenfalls deutlich erhöhen.


Zusätzliche Informationen zu Alu-Elkos und Polymer (und anderen) finden Sie in unseren > Fachartikeln oder > Webinaren.

Welche weiteren Parameter finden Sie bei Jianghai-Kondensatoren im Datenblatt? 


In Datenblättern zu Jianghai-Kondensatoren finden sich zahlreiche Informationen, die es leichter machen, den richtigen Elko zu finden. Unter anderem diese Parameter sind von besonderer Bedeutung:

Welche Bauformen bietet Jianghai bei Alu-Elkos an?

Anwendungsgebiete für Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren


Alu-Elkos wirken häufig als Puffer für plötzliche Lastspitzen. Daher werden sie beispielsweise als Energiespeicher in Gleichspannungszwischenkreisen von Frequenzumrichtern eingesetzt, in Antriebssteuerungen oder z.B. auch im Automobil beim Airbag.