鋁電解電容是怎樣制造出來的？它有哪些特性？

鋁電解電容是唯一有“水”的元器件，不爽的時(shí)候還會(huì)爆漿，因?yàn)榫哂泻芨叩膯挝籆V值和價(jià)格低廉而被廣泛使用在各種電子產(chǎn)品中。讓我們一起來了解下鋁電解電容是怎樣制造出來的，以及它有哪些特性。

電解電容是唯一一種帶有液體的元器件，在所有的電容器中，相同尺寸下，鋁電解電容的CV值最大，即能的存儲(chǔ)電荷最多，價(jià)格最便宜。

電容器的基本模型如圖1所示，靜電容量的公式如下：

ε：介電常數(shù)

S：電極板的面積（m ^2^ ）

D：兩電極板之間的距離

圖1 電容器基本模型

圖2 常見的電解電容及其結(jié)構(gòu)

實(shí)現(xiàn)電解電容性能是靠鋁殼中間的素子，素子的結(jié)構(gòu)如圖3、圖4。

圖4 電容的等效電路

作為鋁電解電容的電介質(zhì)氧化膜（Al2O3）的介電常數(shù)通常為8~10，這個(gè)值并不比其他類型的電容大，但是，通過對鋁箔進(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壓的氧化電介質(zhì)層，使鋁電解電容可以取得比其他電容器更大的單位面積CV值。

制造過程

1

蝕刻（擴(kuò)大表面積）

蝕刻的作用是擴(kuò)大鋁表面積。

2

化成（形成電介質(zhì)層）

在陽極鋁箔表面形成電介質(zhì)層（Al2O3）。

3

剪裁

按照產(chǎn)品要求裁剪鋁箔。

4

卷繞

將陰極鋁箔和陽極鋁箔之間插入電解紙，然后卷繞成圓柱形，在卷繞工藝上陰極箔和陽極箔連接上端子。

5

含浸

將素子浸入電解液中，電解液能對電介質(zhì)進(jìn)一步修復(fù)。

6

密封

將素子裝入鋁殼中用封口膠密封。

基本性能

1

靜電容量

鋁電解電容的靜電容量是在20℃，120Hz，0.5V的交流條件下測試的值，一般來說，溫度升高，容量值也會(huì)升高；溫度低，容量也會(huì)降低。頻率越高，容量越?。活l率越低，容量越大。

圖5 靜電容量的溫度特性

圖6 靜電容量的頻率特性

2

Tanδ（損耗角）

交流電流流過鋁電解電容時(shí)，會(huì)產(chǎn)生損耗，因?yàn)殇X電解電容的電解液、電解紙和其他接觸電阻的存在，鋁電解電容等效于串聯(lián)了電阻R，見圖7、圖8和圖9。

圖7 鋁電解電容的等效模型

圖8 Tanδ定義圖

圖9 Tanδ的溫度特性

3

漏電流LC

鋁電解電容在承受直流電壓時(shí)，會(huì)有一個(gè)小直流電流過電容，理想電容器是不能通直流的，稱之為漏電流LC。LC會(huì)隨時(shí)間變化，如圖10、圖11，最后達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值。但溫度升高時(shí)，LC增加；施加電壓降低，LC也會(huì)減少。

圖10 漏電流時(shí)間特性

圖11 漏電流溫度特性

4

阻抗頻率特性

鋁電解電容的等效模型有C、R、L組成，電容器兩端的頻率-阻抗特性也由C、R、L的頻率-阻抗特性疊加組成。如圖12。1/ωC是容抗，直線向下45°角。ωL是感抗，直線向右上45°角。R代表等效串聯(lián)電阻。在低頻區(qū)間，有頻率依存的電介質(zhì)損失影響大，因而R線向下。在高頻區(qū)間，電解液和電解紙的阻值占主導(dǎo)地位，不在受頻率影響，因而R值趨于穩(wěn)定。

圖12 阻抗的頻率特性

阻抗也受溫度影響：溫度升高，阻抗減少；溫度降低，阻抗增大。

圖13 阻抗、ESR的溫度頻率特性

5

ZLG電源的電解電容的選型

ZLG的電源產(chǎn)品，除常規(guī)關(guān)注的電壓、C、R、L特性外，根據(jù)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同，對流過電容的電流、工作的溫升也需計(jì)算、實(shí)測，確保留夠足夠的余量，保證產(chǎn)品的壽命。