鋁電解電容失效機(jī)理、失效模式

本文主要介紹了鋁電解電容失效機(jī)理、應(yīng)用環(huán)境，本文字?jǐn)?shù)約970字，閱讀完全文需10分鐘。

一、鋁電解電容失效模式與因素概述

鋁電解電容器正極、負(fù)極引出電極和外殼都是是高純鋁，鋁電解電容器的介質(zhì)是在正極表面形成的三氧化二鋁膜，真正的負(fù)極是電解液，工作時(shí)相當(dāng)一個(gè)電解槽，只不過正極表面的陽(yáng)極氧化層已經(jīng)形成，不再發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，理論上電流為零，由于電極與電解液雜質(zhì)的存在，會(huì)引起微小的漏電流。從現(xiàn)象上看，鋁電解電容器常見的失效現(xiàn)象與失效模式有：電解液干涸、壓力釋放裝置動(dòng)作、短路、開路（無電容量）、漏電流過大等。

鋁電解電容器應(yīng)用環(huán)境

如果鋁電解電容器在質(zhì)量上沒有問題，失效問題的出現(xiàn)就是出現(xiàn)在應(yīng)用環(huán)境中。鋁電解電容器設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境主要有：環(huán)境溫度、散熱方式、電壓、電流參數(shù)等。對(duì)電容器的應(yīng)用者而言，短路、開路使其完喪失了電容器的功能。其他幾類失效模式（即由第二類因素造成的失效），一般歸為“劣化失效”，或者說是“耗盡失效”。

二、鋁電解電容的失效機(jī)理

1、耗盡失效

通常電解電容器壽命的終了評(píng)判依據(jù)是電容量下降到額定（初始值）的80%以下。由于早期鋁電解電容器的電解液充盈，鋁電解電容器的電容量在工作早期緩慢下降。隨著負(fù)荷過程中工作電解液不斷修補(bǔ)倍雜質(zhì)損傷的陽(yáng)極氧化膜所致電解液逐漸減少。到使用后期，由于電解液揮發(fā)而減少，粘稠度增大的電解液就難于充分接觸經(jīng)腐蝕處理的粗糙的鋁箔表面上的氧化膜層，這樣就使鋁電解電容器的極板有效面積減小，即陽(yáng)極、陰極鋁箔容量減少，引起電容量急劇下降。因此，可以認(rèn)為鋁電解電容器的容量降低是由于電解液揮發(fā)造成。而造成電解液的揮發(fā)的主要的原因就是高溫環(huán)境或發(fā)熱。

2、耗盡失效

由于應(yīng)用條件使鋁電解電容器發(fā)熱的原因是鋁電解電容器在工作在整流濾波（包括開關(guān)電源輸出的高頻整流濾波）、功率電爐的電源旁路時(shí)的紋波（或稱脈動(dòng)）電流流過鋁電解電容器，在鋁電解電容器的ESR產(chǎn)生損耗并轉(zhuǎn)變成熱使其發(fā)熱。

當(dāng)鋁電解電容器電解液蒸發(fā)較多、溶液變稠時(shí)，電阻率因粘稠度增大而上升，使工作電解質(zhì)的等效串聯(lián)電阻增大，導(dǎo)致電容器損耗明顯上升，損耗角增大。例如對(duì)于105度工作溫度的電解電容器，其芯包溫度高于125度時(shí)，電解液粘稠度驟增，電解液的ESR增加近十倍。.增大的等效串聯(lián)電阻會(huì)產(chǎn)生更大熱量，造成電解液的更大揮發(fā)。如此循環(huán)往復(fù)，鋁電解電容器容量急劇下降，出現(xiàn)故障，產(chǎn)生危險(xiǎn)。

3、耗盡失效

漏電流增加往往導(dǎo)致鋁電解電容器失效。

應(yīng)用電壓過高和溫度過高都會(huì)引起漏電流的增加。

文章來源：深圳新晨陽(yáng)電子

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