鋁電解電容器陽極化成箔的選用探究

四川石棉華瑞電子有限公司 四川 雅安 625400

引言

鋁電解電容器在電子信息設備中是很常見的元件，發揮著濾波、儲能等多種功能。隨著全球產業結構不斷升級，電極箔行業和鋁電解電容器行業發展速度加快。在電極箔生產過程中，由于介質材料的不同以及生產工藝參數的不同造成產品性能質量產生差異。為了滿足鋁電解電容器產品性能要求，選用正確的陽極化成箔是十分關鍵的。

1 陽極氧化膜的形成原理

當鋁電解電容器的陽極在外電流作用下氧化時主要存在兩個進程，一個是陽極氧化膜的生成，另一個是陽極氧化膜的溶解。由于上述兩個進程的速度并不一定相同，因此當陽極氧化膜生成速度超過溶解速度時，鋁的表面形成氧化膜及陽極氧化膜。陽極氧化膜本質上是一層三氧化二鋁介電薄膜。形成過程中主要的反應方程式如下：

陽極反應：3O2-+2Al -6e → Al2O3

陰極反應：2J++2e → H2↑

反應總的方程式：2Al+3H2O → Al2O3+3H2↑

2 陽極化成箔選用方法

陽極化成箔的產地分國內和國外兩大類。過去化成箔生產集中在南通、上海、揚州等地區，近幾年四川、青海、新疆等地因豐富的電力資源也涌現出很多化成箔企業。國外化成箔主要來自日本，還有部分來自韓國、歐洲等地。其中日本NCC和JCC等企業在全球化成箔高端市場中長期占據主導地位。近年來，國內化成箔技術發展迅速，逐漸接近國際先進水平，但是在高端產品方面仍需要進口。在實際生產中，工作人員可根據電容器的性能品質要求選擇不同產地和檔次的產品[1]。

電容器的品質在很大程度上取決于化成箔的性能，而化成箔性能又與使用材料、工藝參數、條件手段、生產設備等因素息息相關。通過對化成箔性能參數進行分析對比，可以更好地選擇化成箔。在衡量化成箔性能時，比容是一個重要的指標。比容轉化率越高，升壓時間越短，成本越低廉對高壓化成箔產品品質和生產效益目標的實現更有利。高壓化成箔的試驗步驟如下：腐蝕箔—前處理—一級化成—二級化成—三級化成—四級化成—中處理—后處理。其中，一級化成是對處理后的腐蝕箔施加電壓，電壓值為化成箔要求規格的正向電壓值的45%，溫度為90℃，向一級化成液中加入化成液總重量的5%硼酸，再加少量五硼酸銨，電導率為3ms。之后進行二級化成，電壓值為化成箔要求規格的正向電壓值的75%，溫度為90℃，向二級化成液中加入化成液總重量的5%硼酸，再加少量五硼酸銨，電導率為2ms。之后進行三級化成，電壓值為化成箔要求規格的正向電壓值的95%，溫度為90℃，向三級化成液中加入化成液總重量的5%硼酸，電導率為1.5ms。然后進行四級化成，電壓值為化成箔要求規格的正向電壓值的100%，溫度為90℃，向四級化成液中加入化成液總重量的5%硼酸，再加少量五硼酸銨，電導率為0.6ms。

3 試驗結果與分析

試驗選擇高壓段400V陽極化成箔，一種是日本Nichicon進口陽極化成箔，另一種國產陽極化成箔。兩種化成箔在相同的試驗條件下進行，分別用兩種陽極箔制備100只產品，對制得的產品進行漏電流抽檢。其中，進口陽極化成箔抽檢漏電流數據分別為7.5μA、7.8μ.7.5、7.0μA、7.6μA、8.0μA、8.5μA、10.2μA、6.7μA、7.8μA、7.9μA、7.3μA、7.4μA、7.9μA、7.3μA、7.4μA、6.5μA、7.1μA、6.3μA、6.8μA。國產陽極化成箔抽檢漏電流數據分別為9.3μA、8.7μA、9.1μA、8.9μA、8.5μA、8.3μA、8.5μA、8.6μA、8.1μA、8.2μA、8.7μA、7.9μA、9.1μA、8.8μA、8.9μA、8.7μA。

將制得的產品至于烘箱，設置溫度85℃，放置時間為10天，然后對產品進行漏電流抽檢。其中，烘干后進口陽極化成箔抽檢漏電流數據分別為7.7μA、7.9μA、8.2μA、6.7μA、8.2μA、7.8μA、7.5μA、7.8μA、6.9μA、7.0μA、7.6μA、8.0μA、8.6μA、8.2μA、7.8μA、7.8μA。烘干后國產陽極化成箔抽檢漏電流數據分別為11.3μA、18.1μA、17.5μA、14.9μA、17.8μA、15.6μA、12.5μA、13.6μA、16.2μA、12.2μA、14.7μA、12.9μA、9.1μA、16.5μA、14.8μA、10.7μA。

從抽檢漏電流數據可以看出，進口陽極化成箔產品抽檢得到的漏電流數據整體數值明顯偏小，說明試驗中的進口比國產陽極化成箔對產品性能品質有更好的效果。在烘干后進口陽極化成箔產品漏電流沒有明顯回升，而烘干后國產陽極化成箔的產品漏電流回升明顯，說明進口陽極化成箔產品使用壽命更優。

4 結束語

信息時代，電子元器件需求量不斷提升。電極箔行業和鋁電解電容器行業快速發展。面對更大的市場空間，企業及技術人員必須加大技術研究投入力度。本文重點圍繞電容器陽極化成箔的選用議題進行了分析和試驗，旨在推動陽電極箔產品生產工藝質量提升，使生產企業抓住市場機遇，提升經營效益。