優質電解電容器是電機、電源性能的保障

摘要：本文介紹了日本尼吉康公司的電解電容器、薄膜電容器的設計考慮和制造過程，以探索高品質電容器的產生過程。本文網絡版地址：http：// www.eepw.com.cn/article/256097.htm

關鍵詞：電容器；電解；薄膜；電源；變頻器

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2014.7.013

電容器是電子設備中大量使用的電子元件之一。根據電容器的耐壓與靜電容量不同，市場上有各類電容器（圖1）。

對應不同的應用，所需要的電容器特點也不盡相同，如表1。例如白色家電的空調室內機和室外機越做越小，功效越來越高，所以電子零部件的小型化很重要；同時隨著設備要求高效率，電容器的充/放電也很重要，而且由于白天和晚上對電的需求量不同，所以對電壓的波動也有要求，需要高耐壓。

針對汽車、動車和高鐵，電容器需要能夠耐高溫，因為有的電容器要放在汽車的引擎箱里，溫度超過100℃，同時因為它們是移動的物體，所以要求產品耐震。第三，還有低溫的要求，因為有時戶外的溫度達到-20℃。

電源方面，新能源，包括光伏、光力發電等等越來越多被人們認識和接受，這些設備和產品安裝的地方往往是人跡罕至的高原、海上和沙漠，因為那里有強烈的風和陽光。這些設備的特點是后續的維修非常耗費人力、物力。所以一般要求產品長壽命、免維護。另外，與核能不同，光伏與風能有自然的特性，即不穩定，會給電網造成負載，負載高的時候電壓會低，反之會高，所以要求電容器產品必須有耐大幅電壓波動的要求。在信息通訊設備方面，特別需要低ESR（等效串聯電阻），因為半導體器件的效率越來越高，但電壓并沒有提高，所以電流會比以前大，因此電容器產品要耐高溫、耐不穩定性。同時由于我們居住的空間越來越狹小，要求這些通訊設備的外觀越來越小，可以移動化，所以電容器產品必須越來越小。

電容器的核心技術是工藝和材料

“做一件事不難，做好很難。”毛繼東稱。為了保證品質，尼吉康采用一條龍的生產，從零開始做基材。另外，導入全自動化生產線，以提高效率和減少故障率。

在工藝上，尼吉康的關鍵技術之一是鋁箔，為了小型化，鋁箔要打得很薄，又要耐電壓（圖3）；Al2O3腐蝕層的主要作用是儲存電荷，因此腐蝕得越深越好。腐蝕方面，首先把表面光潔、平整的鋁箔進行腐蝕，使腐蝕的表面形成藍色的Al2O3；然后進行卷曲，電解質附著鋁箔；之后再封裝，形成薄膜電容器。

之后是鋁箔的切割，難點是切割很矮小的電容器所需要的鋁箔，要做到很精確。另外，由于是金屬刀具切鋁，金屬刀刃會有磨損，尼吉康的刀刃是由海外的專業公司制作的，并要定期檢查，防止磨損。

怎樣實現高壽命？主要從三方面著手：1.鋁箔的基材、純度，以及工藝上的Al2O3的厚度、牢度、強度。2.電解液，要不易揮發、快速修復，盡量少地產生熱和氣體，這樣密封殼里的壓力小。3.封口材料——封口橡皮也很重要，但是之前整個橡皮、橡膠行業的老化概念是15年，尼吉康開發了更高密度的橡膠，提高到了40年，增加了密封性。

不僅如此，還需要豐富多彩的尺寸和形態。例如海上風力發電需要采用薄膜電容器，更加輕量化，能夠提高效率。工業設備的電容器，尼吉康做到了200伏～500伏（注：有的公司只能做到400伏），目的為了提高效率，例如一些客戶需要的某些電壓是960伏，之前如果只有400伏產品，客戶必須用三個，如果采用500伏產品，就只需要兩個，這樣單機的用量就減少了。針對汽車行業，尼吉康的鋁箔有防斷特點，同時電容器產品做得比較矮小，因為它們是不能夠出現故障的。

最大的挑戰是了解客戶的需求

尼吉康認為，做好電容器最大的挑戰不是產品，而是怎樣了解客戶的需求，向客戶推薦最符合他們需求的產品，不能不足，也不能過滿。

最難之處，還需要預測三五年以后的產品。尼吉康的會長經常告誡員工，尼吉康現在是一家制造業的公司，但是要變成一家有想象力的公司——要去想接下去會怎樣，要推薦給客戶怎樣的應用方案中，這些方案里面具體要做怎么樣的產品。