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铝电解电容器材料、工艺、结构简谈

作者:青佺电子来源:www.szcapsun.com 日期:2015年1月26日 15:17

铝电解电容器材料、工艺、结构简谈
在现在国内对铝电解电容器的产量来说,铝电解电容器在电容器中占第二位.这类电容器本来是一般的直流电容器,但现在已经从直流发展到交流、从低温发展到高温、从低压发展到高压、从通用型发展到特殊型、从一般结构发展到片式、扁平、书本式等结构。其上限容量已扩展到5F左右(capsun公司),使用频率已达到30kHz,工作温度范围已达到-55℃—130℃,有的甚至高到150℃,额定电压己达到650V。总之,铝电解电容器的发展越来越广。 导致这些发展的基础如下:
1)在材料上,现在用的铝箔在成分和结构上都很考究。已经不再要求高纯,例如、对阳极箔,要求其纯度高到适当。为了提高起始腐蚀点数、机械强度及介质氧化膜的性能,箔中要适当的含有某些杂质.并有的采用合金箔。在结构上,对低压箔,不要求立方结构占的比例很大,但是对高压箔,则要求这种结构占到80%一90%以上。对阴极箔.为了提高其比容,则要求晶粒无规则取向的含杂量一定的合金铝箔。 工作电解液有三种成分构成.即溶剂、溶质和添加物,如已长期应用的电解液,其成分为乙二醇、甘油、硼酸和氨水。由于铝电解电容器的发展,这种电解液已远不能满足要求,故产生了许多新型电解液,以降低电容器的工作温度范围(如-55℃——l25℃)。这些新型电解液的配方原则是:①用两种溶剂混合.以达到互补。②用两种弱酸,以提供所需的两种阴离子团。③加碱,如有机胺,以调整电解液的pH值和闪火电压.改变其电阻率。④改进电解液特性的添加物,如防止铝氧化膜发生水合作用的磷酸或其盐,吸收氢的二硝基苯等,提高电解液闪火电压的乙烯氧化物。  
2)在工艺上,除了已经实现生产机械化和自动化以外,铝电解电容器在工艺上的进展主要是腐蚀相赋能两个工艺。铝箔的腐蚀系数不但已经很高(低压电容器箔已达100,高压者达30),而且可以根据对电容器的性能要求,腐蚀出不同坑洞形貌的铝箔。腐蚀工艺是一种腐蚀液种类、浓度、温度、原箔成分、结构、表面状态、腐蚀过程中箔速度以及电源类型、波形、频率、电压等的动态平衡工艺。问题是如何得出最佳的动态平衡和如何根据要求确定出最传平衡。因此,对现在的腐蚀工艺还不能说已经达到了最佳状态。   现在的赋能工艺已经可以制造出优质的介质氧化膜,而月还可以根据要求不同,制造出不同的介质氧化膜,例如,对直流电容器,制造出γ和γ’型结晶氧化铝膜,对交流电容器,则为非晶膜。赋能工艺最大的进展是能将氢氧化铝膜转变成介质氧化铝膜、并能在其表面形成防水层。此外,还能消除介质膜的疵点和龟裂。   
3)在结构上,铝电解电容器的结构已经多样化,除了上述液体铝电解电容器外.还有固体铝电解电容器。其结构形式主要有两种,一种是箔式卷绕形的,另一种是铝粉烧结多孔块状的,所用的固体电解质主要是MnO2。铝电解电容器的结构已经多样化,如双阳极结构、对阴极结构、 书本式结构、三角式结构、片式结构。其中片式铝电解电容器的出现是铝电解电容器的又—进步。因为如果没有高比容的铝箔、耐高温的电解液、优异的密封结构和精细的加工技术,是很难制出合乎要求的片式铝电解电容器的,目的,其片式化率还处于比较低的水平。