Elektrolytkondensator

Ein Elektrolytkondensator (Abk. Elko oder Elyt) ist ein gepolter Kondensator, dessen Anodenelektrode (+) aus einem Metall (Ventilmetall) besteht, auf dem durch anodische Oxidation, auch Formierung genannt, eine gleichmäßige, der Nennspannung angepasste äußerst dünne, elektrisch isolierende Oxidschicht erzeugt wird, die das Dielektrikum des Kondensators bildet. Ein flüssiger oder fester Elektrolyt, der sich geometrisch der Oberflächenstruktur der Anode anpasst, bildet die Kathode (−) des Elektrolytkondensators.

Je nach Art des verwendeten Anodenmetalls werden die Elektrolytkondensatoren unterschieden in

• Aluminium-Elektrolytkondensatoren
• Tantal-Elektrolytkondensatoren
• Niob-Elektrolytkondensatoren

Eine weitere Gruppe, die nach dem speziellen Elektrolyten benannt ist, sind die Polymer-Elektrolytkondensatoren, die sowohl Aluminium- als auch Tantal-Elektrolytkondensatoren umfassen.

Aluminium-Elkos sind die preiswertesten Bauelemente aus diesen drei Bauarten und werden im gesamten Bereich elektronischer Geräte eingesetzt. Tantal- und Niob-Elkos konkurrieren miteinander und sind überwiegend in der SMD-Bauform in tragbaren elektronischen Geräten in Flachbauweise zu finden.

Hauptvorteil von Elektrolytkondensatoren ist die – bezogen auf das Bauvolumen – relativ hohe Kapazität im Vergleich zu den beiden anderen wichtigen Kondensatorfamilien, den Keramik- und den Kunststoff-Folienkondensatoren. Dies wird erreicht durch die zur Oberflächenvergrößerung aufgeraute Struktur der Anode und durch ihr sehr dünnes Dielektrikum. Ihre Kapazität ist jedoch deutlich kleiner als die elektrochemischer Superkondensatoren.

Elektrolytkondensatoren sind gepolte Bauteile, die nur mit Gleichspannung betrieben werden dürfen. Die Anode ist der Pluspol. Eine evtl. überlagerte Wechselspannung darf keine Umpolung bewirken. Falschpolung, zu hohe Spannung oder Rippelstrom-Überlastung können das Dielektrikum und damit auch den Kondensator zerstören. Die Zerstörung kann katastrophale Folgen (Explosion, Brand) nach sich ziehen.

Durch die große spezifische Kapazität eignen sich Elektrolytkondensatoren besonders zum Entkoppeln unerwünschter Frequenzen vom zweistelligen Hertz-Bereich bis hin zu einigen Megahertz, zum Glätten gleichgerichteter Spannungen in Netzteilen, Schaltnetzteilen und Gleichspannungswandlern. Sie puffern Versorgungsspannungen bei plötzlichen Lastspitzen in digitalen Schaltungen und dienen als Energiespeicher in Gleichspannungs-Zwischenkreisen von Frequenzumrichtern, in Airbag-Schaltungen oder in Fotoblitzgeräten.

Als Sonderform werden auch bipolare Elektrolytkondensatoren hergestellt. Sie bestehen aus zwei intern in Gegenpolung geschalteten Anoden. Bipolare Elektrolytkondensatoren können mit Wechselspannung betrieben werden, beispielsweise beim Koppeln niederfrequenter Signale in Audio-Anlagen.