铝电解电容器概要.pdf

1.铝电解电容器概要 1-1 铝电解电容器的原理 铝电解电容器由阴极铝箔、电解纸、电解液和在阳极高纯铝箔表面形成的作为电介质的铝氧化 膜组成 通过电解氧化形成的非常薄的氧化膜提供优异的介电常数并具有整流特性 当与电解液接 触时， 氧化层拥有优异的正向绝缘特性 加上通过对高纯铝箔蚀刻扩大有效表面积， 可获得高容量、 但小型化的电容器 如前所述，铝电解电容器是由两条铝箔带（阳极和阴极），中间夹电解纸构成把箔和电解纸 转绕成一整体然后浸渍到电解液中铝电解电容器结构图如下 Fig1-1 由于氧化膜有整流特性，所以铝电解电容器有极性如果阳极箔和阴极箔都具有氧化膜，电容 器可以具有双极性（无极性） 此技术说明里涉及到“非固体”铝电解电容器，是指里面的电解纸浸渍到电解液中另一种“固体” 铝电解电容器，是指使用了固体电解质 1-2 铝电解电容器的电容 与平行板电容器一样，铝电解电容器电容的计算公式如下： C = 8.855X10-8 εS/d(μF)......(公式 1 - 1) ε :电介质的介电常数 S:电介质的表面积（平方厘米） d：电介质的厚度（厘米） 为了得到更高的容量，介电常数“ε” 和表面积“S”必须大而厚度“d”必须小。

各种电容器的介电常 数与电介质厚度的比较如表 1-1 所示 对于铝电解电容器来说，由于铝氧化电介质单位厚度具有优良的耐电压性，而且能根据电容器 需要的额定电压控制电介质的厚度因此，相对于其他的电介质，相同的耐受值下铝氧化电介质的 厚度（上述公式中的“d”）更薄 此外，通过蚀刻铝箔表面，与表观面积相比，有效面积在低压电容器上能扩大 80~100 倍，在 中高压电容器上能扩大 30~40 倍因此，铝电解电容器在特定的表观面积上获得比其他电容器更 大的容量 把高纯铝箔放入氯化物的溶液中，加直流电或交流电，或者其交换或叠加的方式进行电化学腐 蚀，扩大表面积低压箔主要通过交流电获得精细的海绵状腐蚀（照片 1-1）中高压箔主要以直 流电解获得隧道状腐蚀（照片 1-2）阴极箔是以交流电解为主的腐蚀方式以扩大表面积 1-3 电介质（铝氧化膜） 把高纯腐蚀箔放入硼酸氨等水溶液中阳极化处理，就在其表面形成铝氧化膜这种铝氧化膜就 是我们所说的铝电解电容器电介质加在阳极箔上使其氧化的电压叫做“化成电压” 电介质的厚度几乎与化成电压成比例，厚度大约是 0.0013~0.0015(μm/ V). 没有腐蚀的铝箔（光箔）上形成的电介质（铝氧化膜）的放大照片如（照片 1-3）所示。

电介质生产反应如下： 1) Al3++6H2O → [Al(OH2)6]3+ 2) [Al(OH2)6]3+ → Al(OH)3+3H2O+3H+ 3) 2Al(OH)3 → Al2O3+3H2O 1-4 电解液 阳极箔和阴极箔中间夹电解纸并转绕成圆柱形，称之为“素子”此时初步形成由电解纸和铝氧 化膜构成电介质构成的电容器，但其电容量非常小 在这个素子上浸渍了电解液之后，阳极箔和阴极箔就实现电气连接就能获得以阳极箔上生成 的氧化膜作为唯一电介质的高容量的电容器 也就是说电解液起到真正阴极的作用 电解液需要具 备的基本性能如下： （1）它必须导电 （2）它必须具有修复阳极箔上氧化膜的能力，也就是化成性 （3）它对阳极箔、阴极箔和密封材料化学稳定 （4）它必须有良好的浸渍性 （5）它的蒸汽压力必须低 电解液以上这些特性极大的影响铝电解电容器的各种特性因此，应根据电容器的规格、温度范围 和用途来选择合适的电解液 以上是尼吉康技术说明 CAT.8101C 英文版部分译文。