電解電容

2026-05-01 知識百科

電解電容是電容的一種，金屬箔為正極（鋁或鉭），與正極緊貼金屬的氧化膜（氧化鋁或五氧化二鉭）是電介質，陰極由導電材料、電解質（電解質可以是液體或固體）和其他材料共同組成，因電解質是陰極的主要部分，電解電容因此而得名。同時電解電容正負不可接錯。鋁電解電容器可以分為四類：引線型鋁電解電容器；牛角型鋁電解電容器；螺栓式鋁電解電容器；固態鋁電解電容器。
1、特點
電解電容器特點一：單位體積的電容量非常大，比其它種類的電容大幾十到數百倍。
電解電容器特點二：額定的容量可以做到非常大，可以輕易做到幾萬μf甚至幾f（但不能和雙電層電容比）。
電解電容器特點三：價格比其它種類具有壓倒性優勢，因為電解電容的組成材料都是普通的工業材料，比如鋁等等。制造電解電容的設備也都是普通的工業設備，可以大規模生產，成本相對比較低。常見的日系電解電容以NipponChemi-con(黑金剛）、Nichicon（尼吉康）、Rubycon（紅寶石）、Matsushita(松下電器，從2005年改為Panasonic)、Hitachi（日立）、ELNA（埃爾納，俗稱依娜）為代表，臺系電容則以LELON（立?。?、SUSCON（冠坤）、TEAPO（智寶）、CAPXON（豐賓）為代表，港系：SAMXON（萬裕），國內以TH（華裕）、capsun(青佺電容)、Beryl（綠寶石）、Acon（中元）、Chang（華威）、Xunda（訊達)等為代表，歐美以ELEBASIC、ITEDCON、KENDEIL、CDE、BHC ， EVERALPHA為代表。
2、原理
電解電容器通常是由金屬箔（鋁/鉭）作為正電極，金屬箔的絕緣氧化層（氧化鋁/鉭五氧化物）作為電介質，電解電容器以其正電極的不同分為鋁電解電容器和鉭電解電容器。鋁電解電容器的負電極由浸過電解質液（液態電解質）的薄紙/薄膜或電解質聚合物構成；鉭電解電容器的負電極通常采用二氧化錳。由于均以電解質作為負電極（注意和電介質區分），電解電容器因而得名。
3、應用
有極性電解電容器通常在電源電路或中頻、低頻電路中起電源濾波、退耦、信號耦合及時間常數設定、隔直流等作用。一般不能用于交流電源電路，在直流電源電路中作濾波電容使用時，其陽極（正極）應與電源電壓的正極端相連接，陰極（負極）與電源電壓的負極端相連接，不能接反，否則會損壞電容器。
無極性電解電容器通常用于音箱分頻器電路、電視機S校正電路及單相電動機的起動電路。
電解電容器廣泛應用于家用電器和各種電子產品中，其容量范圍較大，一般為1~1000μF ，額定工作電壓范圍為6.3~450V 。其缺點是介質損耗、容量誤差較大（最大允許偏差為+100%、-20%），耐高溫性較差，存放時間長容易失效。
電解電容的極性，注意觀察在電解電容的側面有“—” ，是負極，如果電解電容上沒有標明正負極，也可以根據它的引腳的長短來判斷，長腳為正極，短腳為負極。
4、發展
就現在的產量來說，鋁電解電容器在電容器中占第二位。這類電容器本來是一般的直流電容器，但現在已經從直流發展到交流、從低溫發展到高溫、從低壓發展到高壓、從通用型發展到特殊型、從一般結構發展到片式、扁平、書本式等結構。其上限容量已擴展到4F左右，使用頻率已達到30kHz ，工作溫度范圍已達到-55℃—125℃ ，有的甚至高到150℃ ，額定電壓己達到700V 。總之，鋁電解電容器的發展越來越廣。導致這些發展的基礎如下：
1、在材料上，現在用的鋁箔在成分和結構上都很考究。已經不再要求高純，例如、對陽極箔，要求其純度高到適當。為了提高起始腐蝕點數、機械強度及介質氧化膜的性能，箔中要適當的含有某些雜質．并有的采用合金箔。在結構上，對低壓箔，不要求立方結構占的比例很大，但是對高壓箔，則要求這種結構占到80%一90%以上。對陰極箔，為了提高其比容，則要求晶粒無規則取向的含雜量一定的合金鋁箔。工作電解液有三種成分構成．即溶劑、溶質和添加物，如已長期應用的電解液，其成分為乙二醇、甘油、硼酸和氨水。由于鋁電解電容器的發展，這種電解液已遠不能滿足要求，故產生了許多新型電解液，以降低電容器的工作溫度范圍(如-55℃——l25℃) 。這些新型電解液的配方原則是：①用兩種溶劑混合．以達到互補。 ②用兩種弱酸，以提供所需的兩種陰離子團。 ③加堿，如有機胺，以調整電解液的pH值和閃火電壓．改變其電阻率。 ④改進電解液特性的添加物，如防止鋁氧化膜發生水合作用的磷酸或其鹽，吸收氫的二硝基苯等，提高電解液閃火電壓的乙烯氧化物。
2、在工藝上，除了已經實現生產機械化和自動化以外，鋁電解電容器在工藝上的進展主要是腐蝕相賦能兩個工藝。鋁箔的腐蝕系數不但已經很高(低壓電容器箔已達100 ，高壓者達25) ，而且可以根據對電容器的性能要求，腐蝕出不同坑洞形貌的鋁箔。腐蝕工藝是一種腐蝕液種類、濃度、溫度、原箔成分、結構、表面狀態、腐蝕過程中箔速度以及電源類型、波形、頻率、電壓等的動態平衡工藝。問題是如何得出最佳的動態平衡和如何根據要求確定出最傳平衡。因此，對現在的腐蝕工藝還不能說已經達到了最佳狀態。
現在的賦能工藝已經可以制造出優質的介質氧化膜，而且還可以根據要求不同，制造出不同的介質氧化膜，例如，對直流電容器，制造出γ和γ’型結晶氧化鋁膜，對交流電容器，則為非晶膜。賦能工藝最大的進展是能將氫氧化鋁膜轉變成介質氧化鋁膜、并能在其表面形成防水層。此外，還能消除介質膜的疵點和龜裂。
3、在結構上，鋁電解電容器的結構已經多樣化，除了上述液體鋁電解電容器外．還有固體鋁電解電容器。其結構形式主要有兩種，一種是箔式卷繞形的，另一種是鋁粉燒結多孔塊狀的，所用的固體電解質主要是MnO2 。鋁電解電容器的結構已經多樣化，如雙陽極結構、對陰極結構、書本式結構、三角式結構、片式結構。其中片式鋁電解電容器的出現是鋁電解電容器的又—進步。因為如果沒有高比容的鋁箔、耐高溫的電解液、優異的密封結構和精細的加工技術，是很難制出合乎要求的片式鋁電解電容器的，目的，其片式化率還處于比較低的水平。
5、未來
華裕電子的TH牌700V的電解電容及超大型高壓大容量100*270mm已經被研發出來， capsun以及TDK研制出的YDK-700V電容所用的材料為820V的已經應用于日本capsun集團的音響，這極具劃時代意義，這意味著380V整流出來后的537V再也不用2只400V的去串聯。未來鋁電解電容器的性能會隨著科技的進步更進一步的發展。 700V100uf的正規電容體積通常為35*80-100MM或者50*80-96MM價位在22美元左右。目前應用于世界頂級的capsun ， YAMAHA音響廣泛出口到歐美高檔酒店，價格1200美元到數百萬美元一套的音響價格昂貴，多應用于貴族家庭及酒店。小體積大容量的超級電容器也正逐步開發出來.
鋁電解電容器漏電流的測試方法和測試條件為：在25℃ ，被測電容器串聯一個1000Ω的保護電阻接于額定電壓，測量漏電流。施加電壓5min后，漏電流不超過說明書的最大值為合格。小容量的鋁電解電容器可以采用1min測試結果，大容量的鋁電解電容器將需要更長的測試時間，從特性曲線可以看到，電流將無限趨近于最終的“漏電流”值——補氧化鋁介質需要的電流值。電解電容器的損耗因數(dissipationfactor ， DF)可以理解為在交流電流激勵下，電解電容器的無功功率和等效串聯電阻(ESR)的有功功率。很顯然，這是容抗與等效串聯電阻(ESR)之比。交流電路中的RC電路，而且這個比值非常像三角函數的對邊比鄰邊——正切函數。因此，電解電容器的損耗因數(簡稱DF)很多技術文獻中也稱為損耗角正切。鋁電解電容器的電壓指標主要有額定DC電壓、額定浪涌電壓、瞬間過壓和反向電壓，
額定DC電壓VR額定DC電壓VR是電容器在額定溫度范圍內所允許的連續工作電壓，它包括在電容器兩電極間的直流電壓和脈動電壓或連續脈沖電壓之和。通常，鉭電容的額定電壓在電容器表面標明。通常額定電壓≤100VT491B107M004AT為“低壓”鉭電容，而額定電壓≥150V為“高壓”電容器

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