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.

Aufbau und Besonderheiten von Polymer Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren

Der Aufbau eines Polymer Aluminium Elektrolytkondensators gleicht weitgehend dem eines Aluminium-Elektrolytkondensators. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Technologien ist der Elektrolyt. Während der „klassische“ Aluminium-Elektrolytkondensator einen flüssigen Elektrolyten als Kathode zur Kontaktierung der aufgerauten Anodenoberfläche enthält, haben Polymer Aluminium- Elektrolytkondensatoren einen festen Elektrolyten aus leitfähigem Kunststoff.

Durch die hohe Eigenleitfähigkeit des festen Polymer-Elektrolytsystems weisen Polymer Aluminium-Elektrolytkondensatoren im gesamten Betriebstemperaturbereich nur geringe Kapazitätsänderungen auf und sehr niedrige, nahezu konstante ESR-Werte. Die Elektronenleitung im Polymer ermöglicht eine hohe Stromtragfähigkeit bei minimaler Eigenerwärmung.

Ebenso wie ihre "nassen" Brüder sind Polymer Kondensatoren polar. Das bedeutet, dass sie nur mit Gleichspannung betrieben werden dürfen.

Im Vergleich zu Alu-Elkos haben sie jedoch einige Vorteile: Da der feste Elektrolyt nicht verdunsten kann, begrenzen lediglich temperaturbedingte Materialveränderungen (und damit Änderungen der Leitfähigkeit) die Lebensdauer. Die Nennspannung darf ohne Einschränkungen im gesamten zulässigen Temperaturbereich angelegt werden.

Lesen Sie auch unsere Technik Memos zum > Thema Polymer.

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 Solid Polymer Kondensatoren an? 

Anwendungsgebiete für Polymer Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren

Moderne Elektronik-Designs erfordern kompakte Kondensatoren mit sehr niedrigen ESR-Werten und hohen Stromtragfähigkeiten in Verbindung mit langen Lebensdauern. Neue Polymer Aluminium-Elektrolytkondensatoren von Jianghai bieten dank ihrer bislang unerreichten Spannungsfestigkeit von bis zu 200 V Lösungsmöglichkeiten für eine Vielzahl von Applikationen, z.B. in Netzgeräten, Motherboards oder zur Deckung des Spitzenstrombedarfs in Datenübertragungssystemen.

Aufbau und Besonderheiten von hybriden Polymer Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren

Der Aufbau eines hybriden Polymer Aluminium Elektrolytkondensators gleicht weitgehend dem eines Aluminium-Elektrolytkondensators. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Technologien ist der Elektrolyt. Während der „klassische“ Aluminium-Elektrolytkondensator ausschließlich einen flüssigen Elektrolyten als Kathode zur Kontaktierung der aufgerauten Anodenoberfläche enthält und der Solid Polymer Aluminium- Elektrolytkondensatoren nur einen festen Elektrolyten aus leitfähigem Kunststoff, verbinden die hybriden Polymer-Modelle beides: Der polymerisierte Elektrolyt berührt sowohl das Dielektrikum als auch die Kathodenfolie. Der Seperator wird aber zudem mit einem flüssigen Elektrolyten getränkt.

Hybride Polymer Kondensatoren vereinen also das Beste aus beiden Welten: den niedrigen ESR und die hohe Stromtragfähigkeit der Polymerkondensatoren in Verbindung mit einer großer wirksamen Oberfläche (und damit hoher Kapazität) und mit den geringen Leckströmen der nassen Alu-Elkos. Ihre kompakte Größe, die stabile Kapazität und ihre großartigen Frequenzeigenschaften werden durch lange Lebensdauern von 4 000h bis 5 000h komplementiert. Die Kondensatoren benötigen kein Spannungsderating und der flüssige Elektrolyt ermöglicht eine Selbstheilung während des Betriebs, was zu einem geringen Kurzschlussrisiko und damit zu einer erhöhten Zuverlässigkeit führt.

Lesen Sie auch unsere Technik Memos zum > Thema Polymer.

Welche Bauformen bietet Jianghai bei Hybriden Polymer Kondensatoren an?

Anwendungsgebiete für Hybrid Polymer Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren

Aufgrund ihrer überlegenen Eigenschaften eignen sich die Kondensatoren für anspruchsvolle Industrieanwendungen, z.B. Motorsteuerungen, Wechselrichter, Spezialbeleuchtung und SPS.