摘要：电容器作为工业生产重要电子元件，在生产中得到了广泛应用，常见的主要包括电解、陶瓷以及有机薄膜三种。本文主要针对铝电解电容器技术进行分析，为更好的满足实际生产应用需求，还需要从其结构与原理出发，确定其应用技术要点，并综合各项要素判断铝电解电容器的发展趋势。
关键词：铝电解电容器；应用技术；发展趋势
现在消费性电子产品需求量不断增加，在一定程度上刺激了铝电解电容器在工业生产中的应用。就实际应用效果来看，铝电解电容器具有体积小、电容量大、价格低以及重量轻等优点，可被用于音频耦合、低频率波、储能等方面，具有较大的应用优势，并且在技术不断更新的同时，使得铝电解电容器的应用领域也在不断扩大。对铝电解电容器技术进行分析，即结合其结构与原理，分析相关技术的难点与问题，为进一步推动其发展提出应对措施。
一、铝电解电容器结构原理分析
铝电解电容器为一种比较特殊的电容器设备，生产制造工艺有着十分严格的要求。其共包括阴极与阳极两个电极板，且需要应用特殊定制的阀金属来制作阳极，通过电化学方法处理后，在阀金属表面生成一层较薄厚度的薄膜作为介质。而阴极则是应用固体电解质或者可生成与修复氧化膜介质的液状电解质。现在铝电解电容器在工业生产中应用十分广泛，大多为箔式卷绕型结构，将铝质金属箔作为阳极，应用电化学方法处理，促使阳极表面生成一层Al2O3作为介质，并应用多孔性电解纸吸附的工作电解质作为阴极[1]。就实际应用效果来看，虽然可以满足大部分工业生产需求，但是从技术角度分析，其还存在较多缺陷，能够从技术角度进行优化，使其能够发挥出更大的性能优势。
二、铝电解电容器技术缺陷与应对方法
1.技术瓶颈
以往所用的电解质型铝电解电容器技术现在已经比较成熟，并且生产制造简单，原材料投入成本较低，可以满足基本应用需求。但是要根据其结构性能进行分析，液体电解质为弱电解质型离子导电，电导率比较低，使得电容器串联等效电阻比较大，运行时将会产生更多损耗。同时，温度的变化会对造成液体电解质电阻率的变化，部分情况下还会出现漏液问题，无法满足可靠性要求高，以及高频低阻抗应用需求。尤其是现在电子产品功能需求的增多，在不同功能下电子线路负荷不均匀，以及CPU运行速度较快和功耗大，以往的了铝电解电容器已经无法完全满足实际应用需求[2]。为适应市场发展需求，必须要在原有基础上来对相关技术进行研究和更新，应适当增加阳极铝箔比容与阴极铝箔比容，以及电解质电导率，同时应按照向高低双方向延伸电压的方式设计阳极铝箔。
2.技术优化
2.1复合介质
在对铝电解电容器技术进行分析研究过程中，阳极、阴极铝箔比容得到了一定幅度的提高，但是提高的幅度非常有限，想要大幅度的提高比容，还需要基于现存技术进行优化分析，充分发挥新技术在其中起到的作用。以往铝电解电容器以Al2O3作为电解质，其εr基本上为8~10，仅能够依靠腐蚀方法扩大铝箔比表面积的方式来提高阳极与阴极铝箔比容[3]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，也存在较多金属氧化物的εr在几百、几千甚至几万以上，在进行铝电解电容器技术优化时，便可以将具有高介电常数的金属氧化物薄膜引入到腐蚀铝箔表面，促使其形成复合介质，提高电容器阳极铝箔比容。
2.2蒸发镀膜
传统阴极铝箔比容多通过腐蚀作用来提高表面的比表面积，然后与电解液形成双电层容量。对于腐蚀处理的表面，粗糙度比较高，与真空蒸发形成的表面相比差异性较大，起到的效果也不同。利用真空蒸发方法处理后形成的表面，主要为金属原子的叠加，可进一步提高比表面积。但是蒸发镀膜方法存在一定应用限制，即易氧化或者水合的金属无法使用，需要做好铝箔金属的选择。
2.3固体电解质
在对铝电解电容器技术进行优化分析时，需要解决电解液电导率低的问题，一般以往电容器电解液电导率在（10-4~10-1）S/cm范围内。因为弱酸性电解液为离子导电模式，不仅弱酸性电解液电离度较低，存在的可移动离子数量少，而且离子迁移效果比较差。这样在进行技术分析时，便可以选择通过电子导电物质来替代以往所用的离子导电物质，相比离子来讲，电子具有更高的迁移率，达到提高电导率的效果。现在可选择的较高导电高分子材料包括聚吡咯、聚3,4二氧乙烯噻吩等，其电导率可以达到102S/cm，电导率得到有效提高。
三、铝电解电容器发展趋势
1.制造企业调整
想要对铝电解电容器进行性能优化，首先需要对制造工艺进行调整，面对材料与零部件方面的问题进行分析，在不断进步的工程中发现缺陷，争取不断提高行业稳定性与一致性，解决性能参数离散性过大的问题，为进一步提高铝电解电容器技术打好基础。零部件和材料企业应积极配合铝电解电容器制造行业的需求，以满足市场发展为基础，提高相互间的合作协调性，将国际高档市场铝电解电容器材料与技术标准作为依据，加强国内技术的自主研发，争取从整体上来提高国内铝电解电容器产品质量，在降低生产成本的同时，提高我国产品在国际市场中的竞争力。
2.加大研发力度
铝电解电容器为电子产品制造的重要部分，面对电子产品功能不断增多的情况，必须要明确铝电解电容器现在技术方面存在的限制，以提高自身在市场中竞争优势为目的，加大研发力度，提高在市场中的占比。制造企业需要调整市场定位，瞄准高档市场，争取在关键技术上取得进步。加强对电容器产品的质量控制，从细节入手，对产品存在的缺陷进行调整和优化，缩小我国铝电解电容器与国际市场产品间的差距。并且，还需要提高配套高档市场份额，提高产品制造行业的经济效益，促使铝电解电容器行业的良性发展。
结束语：
铝电解电容器具有非常高的附加值，需要基于市场发展与需求，对传统铝电解电容器产品进行一个准确的定位，从技术角度出发，分析其存在的缺陷，发现技术限制要素，然后有针对性的采取措施进行优化，争取不断提高产品综合性能。
参考文献：
[1] 冯莉.浅谈铝电解电容器技术现状及未来发展趋势[J].电子制作,2016,(07):78-79+81.
[2] 徐友龙.铝电解电容器技术的新进展[J].电子元件与材料,2008,(09):5-7.
[3] 梁霞妹,铁绍龙.高比容铝电解电容器关键技术进展[J].科技导报,2008,(07):78-83.
论文作者:白立富,冼容梅
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
标签：铝电解电容器论文; 比容论文; 技术论文; 电解质论文; 阳极论文; 铝箔论文; 电导率论文; 《电力设备》2017年第33期论文;