Aluminium-Elektrolytkondensator

Der Aluminium-Elektrolytkondensator ist ein Elektrolytkondensator mit Aluminium als Elektrode. Er besteht aus einem Wickel (Aluminiumfolie der Anode mit einer durch Formieren erzeugten dickeren Oxidschicht, Separator aus Papier, Aluminiumfolie der Kathode). Das Papier ist mit dem Elektrolyt getränkt. Eine dünne Schicht Aluminiumoxid isoliert das Elektrolyt von der Aluminiumfolie und bildet das Dielektrikum. Der Elektrolyt hat eine leitende Verbindung zum Becher des Kondensators.

Diese Kondensatoren sind in der Regel polar, die Anodenfolie bildet den Pluspol. Werden sie umgepolt, wird der Kondensator zerstört, er kann sogar explodieren - daher haben alle Aluminium-Elektrolytkondensatoren zur Sicherheit ein Überdruckventil: Im Deckel sind Kerben eingebracht, die eine Sollbruchstelle bilden. Bei zu hohem Innendruck tritt gelegentlich Elektrolyt aus; er ist als eingetrocknete bräunliche Masse zu erkennen.

Die Betriebsspannungen liegt im Bereich von 3 V bis 600 V und typische Kapazitätswerte liegen zwischen 1 μF und 1.000.000 μF. Die Kapazität der Aluminiumkondensatoren unterliegen sehr großen Toleranzen: -10% bis +30% sind üblich. Dieser große Toleranzbereich ist auf die chemische Aufrauhung der Anodenfolie zurückzuführen.

Die Betriebstemperatur liegt typischerweise im Bereich von -40°C bis +105°C. Kapazität und Verlustfaktor sind stark temperaturabhängig. Eine lange Lagerung kann zum Ausfall des Kondensators führen, da sich die Oxidschicht abbaut und es so zu einem Kurzschluss kommen kann. Eine Verdoppelung der Betriebstemperatur führt in etwa zu einer Halbierung der Lebensdauer des Elektrolytkondensators.

Bei zu starker Beanspruchung, etwa häufiges Ent- und Aufladen bei hohen Frequenzen und Strömen (Glättungkondensatoren der CPU-Spannung), führt zur Erwärmung durch den Innenwiderstand; dadurch steigt der Innenwiderstand weiter, der Kondensator kann platzen.

Hergestellt wird der Kondensator, indem man den trockenen Papier/Aluminiumfolienwickel in den Becher steckt, das Elektrolyt hinzufüllt und den Kondensator verschließt. Die bei der Herstellung entstandenen Fehlstellen in der Oxidschicht der Anodenfolie werden durch das so genannte Nachformieren ausgeheilt. Dazu wird eine langsam ansteigende Spannung angelegt während die Kondensatoren in Wärmeschränken gelagert werden. Im Betrieb fließt immer ein Strom, um diese Oxidschicht zu erhalten - deshalb haben diese Kondensatoren einen recht hohen Leckstrom.