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高比容铝电解电容器关键技术研究

材料写作网    时间: 2020-07-02 04:28:02     阅读:

摘 要:因为铝电解电容器存在体积小、成本低但存储电量高等优势,所以被广泛应用于各种电子设备中,而近几年,随着经济的发展,人们对于铝电解电容器的成本、阻抗、比容等要求也随之提高,这些都对铝电容的性能提出了极大的考验。本文将对提高铝电容的技术进行分析,寻找铝电容的发展方向。

关键词:铝电容;高比容;技术

随着消费电子行业的兴起,铝电解电容器同样得到了长足的发展,并逐渐呈现出节能、变频、新能源等特点,这种迅猛的发展,对新材料的需求也愈加迫切。

现阶段,电子产品呈现出轻薄化、小型化、组装高密度化等特点,为适应这种趋势,铝电解电容器必须尽量缩小体积、延长寿命、增加容积。为适应电子整机不断向小型化、高密度组装化方向迅速发展,铝电容必须进一步缩小体积、提高比容、延长寿命、高频低阻抗。本文将从铝电容的阳极箔和工作电解液方面探讨铝电容的大电容实现方法。

一、阳极箔技术的研究

铝电解电容器分为阴阳极铝箔、浸以饱和电解质糊体的纸张、铝壳及胶盖,若铝电容的总容量为 C,阳极的容量为 CA,负极的容量为Cc,则 1/C = 1/CA+ 1 / Cc。因为阳极铝箔表面氧化膜的厚度大于阴极,所以阳极箔和电解质糊体组成的电容CA远小于阴极箔和电解质糊体构成的电容Cc,所以,要想提高铝电解电容器的电容量首先应当增大阳极箔的比表面积。

铝电解电容器的容量:C = ε0εrS/d,由公式得知,要增大阳极箔的比表面积的方法有:(1)提高电介质的相对介电常数;(2)扩大阳极箔表面积;(3)将电介质层的厚度d减小,而 d =KVf,K是单位阳极氧化电压的氧化膜厚度,是材料自身的性质,为常数。增大表面积主要靠电化学腐蚀扩面,但因为这个过程存在诸多因素,受到物理极限的限制,所以倍率的增长速度缓慢。和常规铝阳极氧化膜比较,阳极氧化膜中,用阀金属氧化物形成的高阶电相掺杂阀金属的氧化膜,有可能会使铝电容得到大幅度提升。目前多是采用 sol-gel 法对铁电材料复合铝电极箔进行制备,用水解沉积法和电化学沉积法对阀金属氧化物复合铝电极箔进行制备。

1、sol-gel法

Sol-gel法拥有以下优势:即可实现低温处理、可以高效的为衬底材料提供薄膜特性、能够对具有较大面积和复杂表面形貌的衬底材料进行涂覆。

Wannabee 、西安交通大学徐友龙、杜显锋等、上海交通大学王银华等都利用sol-gel法对复合材料的电容性进行了实验,这一系列的研究都实现了...

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