产品别名 |
EPCOS螺栓式铝电解电容,TDK超命铝电解电容,TDK螺栓式耐高温电容,TDK滤波电容命 |
面向地区 |
全国 |
电容器本身拥有储能的特性,因此充放电性能也是值得关注的一条关键信息。特别是在充放电过程中的短路问题,非常影响使用中的稳定性。尼吉康方面则通过特殊的结构解决了快速充放电的短路问题。
另一方面,超级电容器是新型储能装置的一种。超级电容器的区别实际上在于电解电容器的电极材料上,成为介于电容和电池之间的一种产品,的容量完全可以充当电池使用。
电气双层电容(EDLC)便是超级电容中的一种,在充放电过程中完全没有涉及物质变化,充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点,但EDLC的能量密度低至7Wh/kg,在体积上不具有优势。
尼吉康则在此前推出了“SLB系列”小型锂离子可充电电池,这是一种通过采用钛酸锂(LTO)作为负极实现的小型锂离子充电电池,也是超级电容的一种。拥有高倍率快速充/放电性能、接近电容器的高输入/输出密度、10C下超过25000回充放电循环的命、-30℃下工作的低温特性等优势。通过采用株式会社东芝的SCiB™技术开发出同时拥有高功率密度和能量密度的小型锂离子可充电电池。
电解电容器的检测方法
1、测量时,选用合适的量程。一般情况下,1~47μF间的电容,可用R×1k挡测量,大于47μF的电容可用R×100挡测量。
2、将万用表红表笔接负极,黑表笔接正极,在刚接触的瞬间,万用表指针即向右偏转较大偏度,接着逐渐向左回转,直到停在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻,此值略大于反向漏电阻。在测试中,若正向、反向均无充电的现象,即表针不动,则说明容量消失或内部断路;如果所测阻值很小或为零,说明电容漏电大或已击穿损坏,不能再使用。
3、使用万用表电阻挡,采用给电解电容进行正、反向充电的方法,根据指针向右摆动幅度的大小,可估测出电解电容的容量。
4、对于正、负极标志不明的电解电容器,可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任意测一下漏电阻,记住其大小,然后交换表笔再测出一个阻值。两次测量中阻值大的那一次便是正向接法,即黑表笔接的是正极,红表笔接的是负极。
为什么铝电解质电容不能承受反向电压?
由于电解电容器存在极性,在使用时注意正负极的正确接法,否则不仅电容器发挥不了作用,而且漏电流很大,短时间内电容器内部就会发热,破坏氧化膜,随即损坏。 如图为铝电解电容的基本结构,它由阳极( anode )、在绝缘介质上附着的氧化铝构成的铝层,接收极的阴极铝层,和真正的由电解液构成的阴极。电解液浸透在两个铝层间的纸上。 氧化铝层是通过电镀在铝层上,相对于加在其上的电压来说是非常薄的,很容易被击穿,导致电容失效。
氧化铝层可以承受正向的直流电压,如果其承受反向的直流电压,其很容易在数秒内失效。这个现象被称为‘Valve Effect ’,这就是为什么铝电解电容拥有极性的原因,如果电解电容的两个电极都有氧化层,则形成无极性电容。
许多文章报道了铝电解电容反向电压的阈值现象的机理,叫做氢离子理论( Hydrogen ion theory ),当电解电容承受反向直流电压的时候,即电解液的阴极承受正向电压而氧化层承受负电压,集合在氧化层的氢离子就将穿过介质达到介质和金属层的边界,转化成氢气,氢气的膨胀力使得氧化层脱落。
因此电流在击穿电解液后直接流通电容,电容失效,这个直流电压非常小,在 1~2V 的反向直流电压作用下,铝电解电容在几秒钟就会因为氢离子效应而立即失效。相反,当电解电容承受正向电压时候,负离子集结在氧化层之间,因为负离子的直径非常大,其并不能击穿氧化层,所以能承受较高电压。
常见的与电解质电容器相关的名词有哪些呢?
1. 阳极( anode ):阳极铝层,即电解电容的正极。
2. 阴极( cathode ):电解液层。
3. 电介质( Dielectric di ):附着在铝层表面的氧化铝层。
4. 阴极箔( Cathode Foil ):连接电解液和外部的层,这层在制作中并不需要氧化,但是在实际中由于在蚀刻过程中铝容易被氧化,所以其形成了一个自然被氧化的氧化层,这个氧化层可以承受 1~2v 的电压。
5. 绝缘纸 (spacer paper): 隔离阴极和阳极,让他们不直接短接,并吸附一定量的电解液。
为什么把电解电容器正负极接反时电阻率变小?
涉及到电解电容器的原理:正接时电容器的正极会形成极薄的氧化膜(氧化铝)来作为电介质;反接时金属铝薄片(电容正极)是接电源负极的,会电解出H2来而不会形成氧化膜,另一电极由于材料不同也不会形成可以作为电介质的氧化膜。
寿命计算
环境条件有温度、湿度、气压、震动等,其中温度对于寿命的影响是大的。电条件有电压、纹波电流、充放电条件等。
1、周围温度和寿命
周围温度对寿命的影响体现在电容量的减少、损耗角正切值的增大,这些现象起因是电解液从封口部分向外部渐渐扩散。电性能的时间变化和周围温度之间的关系可得出下列公式。
Lx=Lo*BTo-Tx/10
Lo:在高使用温度下,额定施加电压和额定纹波电流
重叠时的寿命(hours)
Lx:实际使用时的预计寿命(hours)
To:产品的高使用温度(℃)
Tx:实际使用时的周围温度 (℃)
B:温度加速系数
根据上述公式,电解电容应用时,须考虑环境散热方式、散热强度、电容与热源的距离、电容的安装方式。
静电容量计算式如下:
图片
其中,为介电常数,S为两极板正对表面积,d为两极板件距离(电介质厚度)。
从式中可以看出:静电容量与介电常数,极板表面积成正比、与两极板间距离成反比。作为铝电解电容器的电介质氧化膜(Al2O3)的介电常数通常为8~10,这个值一般不比其他类型的电容器大,但是,通过对铝箔进行蚀刻扩大表面积,并使用电化学的处理得到更薄更耐电压的氧化电介质层,使铝电解电容器可以取得比其他电容器更大的单位面积CV值。
铝电解电容器主要构成如下:
阳极-----铝箔
电介质---阳极铝箔表面形成的氧化膜(Al2O3)
阴极-----真正的阴极是电解液
其他的组成成分包括浸有电解液的电解纸,和电解液相连的阴极箔。综上所述,铝电解电容器是有极性的非对称构造的元件。两个电极都使用阳极铝箔的是两极性(无极性)电容。
过大电压
施加额定电压的电压会引起阳极箔的化学反应(形成电介质)导致漏电流迅速增加,从而产生热量和气体,内部压力因此也会升高。
这种化学反应会随着电压,电流,环境温度的升高而加快。随着内部压力增加,电容器会开阀或损坏失效。也可能会导致电容器容量降低,损失角和漏电流增加,从而会导致电容器短路。