电解电容是什么( 四 ) _什么是电解电容

4.漏电流及抑制漏电流回升的对策

4.1漏电流产生的根源

铝电解电容器的介质膜是由电化学方法形成的Al2O3膜，因厚度极薄，易受原材料纯度、制造工艺等因素的影响，故在介质膜表面总是或多或少存在微小缝隙、杂质和疵点，同时在晶体结构上易形成晶格缺陷。这样，铝电解电容器在施加电压后，就在上述这些隐患处形成电子电流和离子电流，其中以电子电流为主。此外，应考虑电容器表面漏导电流的影响，它与元件表面状况(如表面的粗糙度、清洁度)及环境的温湿度均有关。因此，漏电流是电解电容器极为重要的电气参数之一，是衡量电解电容器品质优劣、制造工艺是否得当和工艺卫生文明生产的一个直接标志。

4.2 漏电流的表达式

铝电解电容器的漏电流从等效电路可知，它是氧化膜介质的体积漏导电流IV和通过表面的漏导电流IS之和，如图1-7所示,其表达式为：

ILC=IV+IS
4.2.2表面漏导电流IS：

IS大小与所用封口材质物性和表面状况如清洁度等有关，难以用某一公式定量来描述。因此，清洗对降低IS 有极其重要作用。

综上所述，在工程上漏电流通用表达式为：

ILC=IV+IS=KCU+M

一般地说，当电容器的CU值比较大，IS≤IV时，M=0 。当CU值比较小时，IS对IV影响比较大，不可忽略，M可取0～20

4.3 影响漏电流大小因素的分析

4.3.1原材料纯度的影响

电解电容器原材料中特别是构成芯子的材料对漏电流影响极大，它包括铝箔和引线的纯度以及电解液中用的各种化学试剂、去离子水和电解纸中的杂质含量，这些都对漏电流造成极大影响。

铝电解电容器的阳极铝箔,当其纯度从99.20％提高到99.99％时，在相同的条件下其漏电流有明显下降,特别是在较高工作温度时,影响更显著。从图1-8看出，提高铝箔纯度是延长电解电容器工作寿命以及降低漏电流的有效途

径。正极引线的纯度也有同样影响。另外，其他原材料如化学试剂、电解纸、
橡皮塞、纯水等所含氯离子、硫酸根离子含量要求也严格。在工作电解液中即使含有极微量氯化物，也会对产品发生有害的影响,因为氯化物的存在不仅能使氧化膜损坏，而且会导致阳极箔、引线被腐蚀。（因为CL-的离子半径极小，穿透力极强，破坏性强）

4.3.2工作电解液的影响

工作电解液不但起到电解电容器阴极作用，而且还要能随时提供O2-不断地供给阳极以修补损伤的氧化膜，倘若电解液修补氧化膜和防止氧化膜恶化的能力差，则势必使产品漏电流变大和漏电流回升。

此外，电解液中的水会使氧化膜形成水合氧化膜Al2O3?nH2O(n=1～3)，使介质膜绝缘性能下降,这同样会使漏电流增大。

水合作用在阳极和阴极都有可能发生，特别在阴极更易发生，水合作用会造成C下降tgδ增大，严重者使产品鼓胀或开阀，所以说，水合作用是影响阴极性能的主要原因。

电解液中水的影响：

优点：水是优质溶剂，能电离出很多离了，有利于降低电解液的电阻率；

缺点：

① 使电解液的沸点降低，高温时蒸气压大，对密封有影响；

② 高温下水和铝及氧化膜作用生成氧化物，增加了表膜的厚度，减少C级（∵=εS/d），并且它破环了氧化膜，导致AI2O3的绝缘性能恶化，电容器的ILC增加，tgδ增加，C变化也大。高温下由于水不断产生H2↑，造成内压上升，有爆炸的危险，在高温贮存时较明显。

③ 过多的水分，使电解液电阻率下降，同时溶剂的冰点也下降，一方面改善低温特性，但一方面在高温时，水能使电解液活化，除了与电极起水合作用外，还会因杂质的存在易产生化学腐蚀；

④ 含水量多的电解液其闪火电压较低。

4.3.3制造工艺条件的影响

①老练工艺条件

套管后的产品，按极性加上规定的直流电压，通过芯包内工作电解液的电化学反应，对在生产中受到损伤的介质氧化膜加以修复，使恢复其固有的良好电性能的过程，称为老练。在老练过程施加老练电压即是在氧化膜的表面施加—电场，破环水合氧化膜，（水合氧化膜易被破坏，其结构不如介质氧化膜致密，ILC可以从水合氧化膜通过，而不能从介质氧化膜通过。）使其恢复介质氧化膜的性能，同时在电场的作用下，工作电解液不断供氧原子，使生产过程中遭破环的氧化膜得以修补。

老练工艺的真正目的是：（1）恢复固有的电性能，使电容器具备使用条件；（2）剔除质量不合格的产品。此外，氧化膜形成时的电流密度也比电容老练时的电流密度大得多。由此可见，老练不同于形成，老练是在较低的电压和较小的电流情况下进行的，一般是在非水溶液中进行的，对氧化膜仅仅是缓慢的修补过程，而形成则是在高压、大电流状态下进行的，形成液是水溶液。老练过程的实质是：将浸渍过电解液的电容器芯子经封装后的半成品进一步动态（加直流电压）熟化的过程，通过加压使电容器恢复其固有的电性能，使电容器具备在动态电子线路中使用的条件。因此，电容器的电能数在老练前后必然有变化。由此可见，电容器的电容量CR、损耗角正切tgδ、漏电流LL经老练后下降了，即恢复了其固有的电性能。值等注意的是：CR、tgδ在老练1h后即趋于稳定，只有漏电流还有时间的延长而下降。因此老练工艺中时间和温度的确定主要取决于漏电流，如何把握这个“度”是确定老练工艺的关键。