? 高品質(zhì)鋁電解電容

電容器是無源器件，在各種電容器中，鋁電解電容器與其他電容器相比，相同尺寸時(shí)，CV值更大，價(jià)格更便宜。電容器的基本模型如圖所示

其中，ε為介電常數(shù)，S為兩極板正對表面積，d為兩極板件距離（電介質(zhì)厚度）。

從式中可以看出：靜電容量與介電常數(shù)，極板表面積成正比、與兩極板間距離成反比。作為鋁電解電容器的電介質(zhì)氧化膜(Al2O3)的介電常數(shù)通常為8~10，這個(gè)值一般不比其他類型的電容器大，但是，通過對鋁箔進(jìn)行蝕刻擴(kuò)大表面積，并使用電化學(xué)的處理得到更薄更耐電壓的氧化電介質(zhì)層，使鋁電解電容器可以取得比其他電容器更大的單位面積CV值。

陽極-------鋁箔

電介質(zhì)---陽極鋁箔表面形成的氧化膜（Al2O3)

陰極-------真正的陰極是電解液

? 其他的組成成分包括浸有電解液的電解紙，和電解液相連的陰極箔。綜上所述，鋁電解電容器是有極性的非對稱構(gòu)造的元件。兩個(gè)電極都使用陽極鋁箔的是兩極性（無極性）電容。

鋁電解電容器素子的構(gòu)造如圖所示，由陽極箔，電解紙，陰極箔和端子（內(nèi)外部端子）卷繞在一起含浸電解液后裝入鋁殼，再用橡膠密封而成

鋁箔是鋁電解電容器主要材料，將鋁箔設(shè)置為陽極，在電解液中通電后，鋁箔的表面會形成氧化膜(Al2O3)，此氧化膜的功能為電介質(zhì)。

形成氧化膜后的鋁箔在電解液中是具有整流特性的金屬，就像是一個(gè)二極管，被稱之為閥金屬。

首先，為了擴(kuò)大表面積，將鋁箔材料置于氯化物水溶液中進(jìn)行電化學(xué)蝕刻。然后，在硼酸銨溶液中施加高于額定電壓的電壓后，在鋁箔表面形成電介質(zhì)氧化層（Al2O3），這個(gè)電介質(zhì)層是很薄很致密的氧化膜，大概1.1~1.5nm/V , 絕緣電阻大約為10^8~10^9Ω /m。氧化層的厚度和耐壓成正比。

同陽極箔一樣，陰極鋁箔同樣有蝕刻的程序，但是沒有氧化的程序。因此，陰極鋁箔表面只有少量的自然氧化形成的(Al2O3)，能承受的電壓只有0.5V左右

電解液是由離子導(dǎo)電的液體，是真正意義上的陰極，起著連接陽極鋁箔表面電介質(zhì)層的作用。而陰極鋁箔類似集電極一樣起著連接真正陰極和內(nèi)部電路的作用。電解液是決定電容器特性（溫度特性，頻率特性，使用壽命等）的關(guān)鍵材料。

電解紙主要起著均衡電解液的分布并保持陰極箔和陽極箔間隔的作用。

①蝕刻（擴(kuò)大表面積）

蝕刻的作用是擴(kuò)大鋁箔表面積。蝕刻是在氯化物溶液中施加交流或直流電流的電化學(xué)過程。

②化成（形成電介質(zhì)層）

化成是在陽極鋁箔表面形成電介質(zhì)層（Al2O3）的過程。一般將化成過的鋁箔作為陽極使用。

③裁剪

按照不同產(chǎn)品的尺寸要求將鋁箔（陰極箔和陽極箔）和電解紙剪切為需要的尺寸

④卷繞

將陰極箔和陽極箔之間插入電解紙，然后卷繞成圓柱形，在卷繞工藝上陰極箔和陽極箔上連接端子。

⑤含浸

含浸是將素子浸入電解液中的過程。電解液能對電介質(zhì)層進(jìn)一步修復(fù)。

⑥密封

密封是將素子裝入鋁殼中后用封口材料（橡膠，橡膠蓋等）密封的過程。

⑦老化（再化成）

老化是對密封后的電容器在高溫下施加電壓的過程。這個(gè)過程能將裁剪和卷繞過程時(shí)電介質(zhì)層的一些受損進(jìn)行修復(fù)。

⑧全檢，包裝

老化之后，將對所有產(chǎn)品進(jìn)行電氣特性檢查。并進(jìn)行端子加工，編帶等。最后進(jìn)行包裝。

電極表面積越大，容量（儲存電荷的能力）越大。鋁電解電容器的靜電容量值是在20℃，120Hz /0.5V的交流電條件下測試的值。

?①溫度升高，容量也會升高；溫度降低，容量也會降低。

?②頻率越高，容量越??；頻率越低，容量越大。

電解電容等效電路如上圖（忽略了絕緣電阻），當(dāng)頻率為120Hz（一般電容器標(biāo)稱的損耗角就是在此頻率下測得的）時(shí)，頻率相對等效串聯(lián)電感L非常低，因此可以忽略L，損耗角模型如下圖：

漏電流是鋁電解電容器特性之一，當(dāng)施加直流電壓時(shí)，電介質(zhì)氧化層允許很小的電流通過，這一部分小電流稱為漏電流。理想的電容器是不會產(chǎn)生漏電流的情況（和充電電流不一樣，即使電壓恒定，這個(gè)電流也是持續(xù)存在的）。

漏電流會隨時(shí)間而變化，如圖所示、隨時(shí)間而減小后會達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值。因此，漏電流的規(guī)格值為20℃下施加額定電壓一段時(shí)間之后所測量的值。

當(dāng)溫度升高時(shí)，漏電流增加；溫度降低，漏電流減少施加的電壓降低，漏電流值也會減少。

廠家一般都有各種系列的電解電容，低ESR的，長壽命的，高溫的。而普通品是性能最低的，是最便宜的，一般溫度和壽命參數(shù)是85℃/105℃-1000h/2000h、本節(jié)這里說的也是這種鋁電解電容。

施加異常電壓會引起電容器內(nèi)部發(fā)熱和產(chǎn)生氣體而導(dǎo)致內(nèi)部壓力上升，壓力上升會導(dǎo)致開閥或電容器損壞失效

給鋁電解電容器充電、讓其端子間短路，再將短路線路打開放置一段時(shí)間過后，兩端子間的電壓會發(fā)生再次上升的現(xiàn)象。此時(shí)的電壓叫再起電壓。

給電介質(zhì)施加電壓后，電介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生電氣變化，電介質(zhì)表面帶有施加的電壓和正負(fù)反向電荷。（極化作用）因?yàn)闃O化作用的速度，有快慢之分，施加電壓后、把端子間的電壓放至 0V、打開線路后放置，分極反應(yīng)慢的電位在端子間產(chǎn)生再起電壓。

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