為什么鋁電解質(zhì)電容不能承受反向電壓?
由于電解電容器存在極性,在使用時注意正負(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,短時間內(nèi)電容器內(nèi)部就會發(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。電解液浸透在兩個鋁層間的紙上。 氧化鋁層是通過電鍍在鋁層上,相對于加在其上的電壓來說是非常薄的,很容易被擊穿,導(dǎo)致電容失效。
材料的特性
鋁箔是鋁電解電容器主要材料,將鋁箔設(shè)置為陽極,在電解液中通電后,鋁箔的表面會形成氧化膜(Al2O3),此氧化膜的功能為電介質(zhì)。
形成氧化膜后的鋁箔在電解液中是具有整流特性的金屬,就像是一個二極管,被稱之為閥金屬。
①陽極鋁箔
,為了擴大表面積,將鋁箔材料置于氯化物水溶液中進行電化學(xué)蝕刻。然后,在硼酸銨溶液中施加額定電壓的電壓后,在鋁箔表面形成電介質(zhì)氧化層(Al2O3),這個電介質(zhì)層是很薄很致密的氧化膜,大概1.1~1.5nm/V , 絕緣電阻大約為10^8~10^9Ω /m。氧化層的厚度和耐壓成正比。
②陰極鋁箔
同陽極箔一樣,陰極鋁箔同樣有蝕刻的程序,但是沒有氧化的程序。因此,陰極鋁箔表面只有少量的自然氧化形成的(Al2O3),能承受的電壓只有0.5V左右。
③電解液
電解液是由離子導(dǎo)電的液體,是真正意義上的陰極,起著連接陽極鋁箔表面電介質(zhì)層的作用。而陰極鋁箔類似集電極一樣起著連接真正陰極和內(nèi)部電路的作用。電解液是決定電容器特性(溫度特性,頻率特性,使用壽命等)的關(guān)鍵材料。
④電解紙
電解紙主要起著均衡電解液的分布并保持陰極箔和陽極箔間隔的作用。
再起電壓
給鋁電解電容器充電、讓其端子間短路,再將短路線路打開放置一段時間過后,兩端子間的電壓會發(fā)生再次上升的現(xiàn)象。此時的電壓叫再起電壓。
給電介質(zhì)施加電壓后,電介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生電氣變化,電介質(zhì)表面帶有施加的電壓和正負(fù)反向電荷。(極化作用)因為極化作用的速度,有快慢之分,施加電壓后、把端子間的電壓放至 0V、打開線路后放置,分極反應(yīng)慢的電位在端子間產(chǎn)生再起電壓。