為什么鋁電解質(zhì)電容不能承受反向電壓？

Q

為什么鋁電解質(zhì)電容不能承受反向電壓？

A 由于電解電容器存在極性，在使用時(shí)必須注意正負(fù)極的正確接法，否則不僅電容器發(fā)揮不了作用，而且漏電流很大，短時(shí)間內(nèi)電容器內(nèi)部就會(huì)發(fā)熱，破壞氧化膜，隨即損壞。如圖為鋁電解電容的基本結(jié)構(gòu)，它由陽(yáng)極（anode）、在絕緣介質(zhì)上附著的氧化鋁構(gòu)成的鋁層，接收極的陰極鋁層，和真正的由電解液構(gòu)成的陰極。電解液浸透在兩個(gè)鋁層間的紙上。氧化鋁層是通過(guò)電鍍?cè)阡X層上，相對(duì)于加在其上的電壓來(lái)說(shuō)是非常薄的，很容易被擊穿，導(dǎo)致電容失效。

氧化鋁層可以承受正向的直流電壓，如果其承受反向的直流電壓，其很容易在數(shù)秒內(nèi)失效。這個(gè)現(xiàn)象被稱為‘Valve Effect’，這就是為什么鋁電解電容擁有極性的原因，如果電解電容的兩個(gè)電極都有氧化層，則形成無(wú)極性電容。 鋁電解電容反向電壓的閾值現(xiàn)象的機(jī)理，叫做氫離子理論（Hydrogen ion theory），當(dāng)電解電容承受反向直流電壓的時(shí)候，即電解液的陰極承受正向電壓而氧化層承受負(fù)電壓，集合在氧化層的氫離子就將穿過(guò)介質(zhì)達(dá)到介質(zhì)和金屬層的邊界，轉(zhuǎn)化成氫氣，氫氣的膨脹力使得氧化層脫落。 因此電流在擊穿電解液后直接流通電容，電容失效，這個(gè)直流電壓非常小，在 1~2V的反向直流電壓作用下，鋁電解電容在幾秒鐘就會(huì)因?yàn)闅潆x子效應(yīng)而立即失效。相反，當(dāng)電解電容承受正向電壓時(shí)候，負(fù)離子集結(jié)在氧化層之間，因?yàn)樨?fù)離子的直徑非常大，其并不能擊穿氧化層，所以能承受較高電壓。

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