關(guān)于鋁電解電容器的簡(jiǎn)單介紹

作者：黑金鋼電容    發(fā)布時(shí)間：2020-07-10 16:09:20  訪問(wèn)量：9518  來(lái)源：櫻拓貿(mào)易

一、鋁電解電容器的基本模型

　　電容器是無(wú)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。

圖1 電容器基本模型

電容器的基本模型如圖-1所示，靜電容量計(jì)算式如下：

                                                ε ： 介電常數(shù)

                                               Ｓ ： 電極板表面積（m2）

                                               ｄ ： 兩極板間距離=電介質(zhì)的厚度（m）

從式（1）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(guò)對(duì)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。

鋁電解電容器的等效電路如圖-2所示：

                                           C_A , C_C：陽(yáng)極箔、陰極箔的靜電容量

                                                D_A , D_C：陽(yáng)極箔、陰極箔氧化膜的整流作用

                                                L_A , L_C：陽(yáng)極箔、陰極箔的電感

                                                R        ：電解液和電解紙的電阻

                                                R_A , R_C：陽(yáng)極箔、陰極箔的氧化膜電阻

圖2 電容器等效回路

鋁電解電容器主要構(gòu)成如下：

          陽(yáng)極　?鋁箔

          電介質(zhì)?陽(yáng)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(duì)稱構(gòu)造的元件。兩個(gè)電極都使用陽(yáng)極鋁箔的是兩極性（無(wú)極性）電容。

二、鋁電解電容器的基本構(gòu)造

　　鋁電解電容器素子的構(gòu)造如圖-3所示，由陽(yáng)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。

圖3 素子基本構(gòu)造

　　鋁電解電容器、根據(jù)制品的形狀不同，外部端子的形狀，密封橡膠的材料和構(gòu)造也不同。如圖-4所示

圖4 鋁電解電容器的構(gòu)造（形狀的代表例）

三、電容器材料的特性

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

如圖-5所示，形成氧化膜后的鋁箔在電解液中是具有整流特性的金屬，被稱之為閥金屬。

圖-5 氧化鋁箔 V-I 特性

《陽(yáng)極鋁箔》

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/vot , 絕緣電阻大約為108 ～ 109Ω/m。氧化層的厚度和耐壓成正比。為了增加擴(kuò)大表面積的效率，根據(jù)額定電壓的不同，而蝕刻形狀也不同。（如圖-6）

圖-6　鋁箔蝕刻橫截面

《陰極鋁箔》

同陽(yáng)極箔一樣，陰極鋁箔同樣有蝕刻的程序，但是沒(méi)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》

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(yáng)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》

  電解紙主要起著均衡電解液的分布并保持陰極箔和陽(yáng)極箔間隔的作用。

《鋁殼和封口材料》

  鋁殼和由橡膠制成的封口材料主要作用是保持電容器氣密性。

四、制造工藝

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(guò)程。

蝕刻模型圖

② 化成（形成電介質(zhì)層）

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

化成模型圖

③ 裁剪

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

④ 卷繞

將陰極箔和陽(yáng)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(yáng)極箔上連接端子。

⑤ 含浸

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

含浸概略圖

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(guò)程。

⑦ 老化（再化成）

老化是對(duì)密封后的電容器在高溫下施加電壓的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程能將裁剪和卷繞過(guò)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(duì)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。

⑨ 出貨檢查

根據(jù)產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行出貨檢驗(yàn)。

⑩ 出貨

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