PVA铝电解电容器电解液性能的影响文献综述

文献综述

1、课题研究的意义和价值

400V以上的高压以及超高压铝电解电容器被用于制造显像管电视机、高压变频电源等领域，受到了人们的青睐。在我国高压乃至超高压电容器还在研究阶段，而在日本、欧美等发达国家已经逐步市场化。因此，本课题研究是旨在通过添加添加剂来提高工作电解液的闪火电压，制造400V以上的高压铝电解电容器。

铝电解电容器是以铝化成箔为阳极、吸附电解液的电解纸和负极箔为阴极，加之外壳、密封头和引线等为结构组成的。铝电解电容器以单位体积电容量大、体积小、重量轻、价廉而著称，在各种电子电路中被广泛用于低频滤波、音频耦合、隔直流、储能等，是电子和电气线路中不可缺少的基础电子元件之一^[1]。

铝电解电容器的市场特点有价格降幅大；交货期短；低、中、高档市场分明和招标采购^[2]。一般情况下电解电容器可以分为铝电解电容、钽电解电容和铌电解电容等。电解液的选择对电容器的性能也有很大的影响。因为只有当电解液能够稳定存在的时候，电容器才能够正常使用，这就决定了它的工作温度范围；同时电解液的分解电压决定了它的工作电压^[3-10]。而在改性工作电解液的过程中，最重要的一步就是在工作电解液中添加添加剂，从而使工作电解液的性能得到改善。

工作电解液的添加剂分为好多种，包括防水混合物、脱氢剂、防腐剂和提高闪火电压的添加剂^[11]。一些有机添加剂具有抗水合的作用、提高闪火电压的作用以及提高热稳定性的作用。

(1)消氢剂。它的目的在于消除消除工作电解液所释放出的氢气、水蒸气以及电解液中的有机物热解、裂解、氧化等因此产生的气体，使电容器内所测得的气压下降。

(2)阻化剂。阻化剂的目的在于加入电解液中从而防止氧化铝薄膜及电解液发生变性、变坏而无法使用。在电解液中不可避免的会存在一些水分，在低压电解液中存在较多的水分，容易发生水合反应，因此有水合氧化铝薄膜产生，因此我们可以加入少量的磷酸、次磷酸、磷酸铵等添加剂从而抑制水合反应的发生。同时，因为铝电解电容器真正的阴极为电解液，它的变质恶化会使电容器的寿命减短以及发生漏电现象等，因此对电容器的品质性能造成非常不好的影响，为防止电解液的恶化，我们可以加入如己二酸铵这类己二酸根离子和铵离子共存的添加剂。

(3)漏电流抑制剂和低漏剂。这类添加剂旨在防止漏电流回升。它包括了元素周期表中的Ⅶ副族的元素，如硅钨酸(SiO2·12WO3·26H2O)、钼酸(H2MoO4)等；羟基芳香族以及硝酸锶(Sr(NO3)2)。

(4)使闪火电压的值增加的添加剂。在电解电容器的所有参数中，闪火电压是其中起到不可忽视的作用的参数中的一个，并且希望闪火电压的值要越高越好。通常闪火电压比工作电压的值要大。我们可以通过加入如下的添加剂来尽可能提高电解液的闪火电压：①大分子有机酸，这类有机酸可以被容易地吸附在Al2O3氧化膜上，例如酒石酸和柠檬酸。②一种化合物-容易借助释放氧离子来修护Al2O3氧化膜，例如(NH4)2Cr2O7等。③磷酸及其盐类。此外，在闪火电压提升剂配制中，我们采用了高聚醇类加有机酸或无机酸，在高温、高压、溶媒作用下，生成具有三元网络结构的脂化物，降低了易气化物原子结合力，而使其分解为低分子化合物，提高了气化物沸点，使其不易气化，从而不易燃烧^[12]。