《Hi，我是電解電容器》之十三：鉭電解電容器

電解液作為負(fù)極的鋁電解電容器總是存在壽命問(wèn)題、性能隨溫度變化，漏電流、可承受紋波電流小等問(wèn)題。隨著應(yīng)用領(lǐng)域，特別是軍工領(lǐng)域和高可靠應(yīng)用領(lǐng)域，鋁電解電容器顯得有些力不從心。于是產(chǎn)生新的替代想法。電解電容器最大的特點(diǎn)就是電容量大。除了鋁以外所有的“閥金屬”，在理論上都可以做成電解電容器。而鋁電解電容器則是第一個(gè)可以實(shí)用的電解電容器。所謂的“閥金屬”也就是通過(guò)電化成方式獲得穩(wěn)定氧化膜介質(zhì)的金屬。

在鋁電解電容器之后，鉭電解電容器問(wèn)世。

由于鉭電解電容器的氧化鉭介質(zhì)薄膜的化學(xué)性質(zhì)和制造方法與鋁電解電容器的不同，因此也就不存在鋁電解電容器中的氧化鋁膜被氯離子腐蝕或其他金屬產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)等問(wèn)題。因此，鉭電解電容器的性能相對(duì)鋁電解電容器穩(wěn)定。

鉭是一種比較硬的金屬，延展性不好，因此無(wú)法像鋁電解電容器那樣軋制成鉭箔。也由于鉭的化學(xué)性質(zhì)相對(duì)鋁非常穩(wěn)定，不適合用電化成方式獲得氧化鉭膜。這兩個(gè)因素使得鉭電解電容器的問(wèn)世遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于鋁電解電容器。

在有限的面積或體積下獲得盡可能大的表面積，除了軋制成箔、使表面凸凹不平的腐蝕箔以外，還可以像泡沫塑料那樣制成多孔化材料實(shí)現(xiàn)巨大的表面積。

鉭電解電容器就是基于這個(gè)思路制成的。將壓制成型的鉭粉燒結(jié)成多孔化的鉭塊，再將多孔化鉭塊所有的表面“氧化”獲得致密的氧化鉭膜，形成鉭電解電容器的正極和介質(zhì)膜。

如何將負(fù)極與氧化鉭膜緊密的接觸，最簡(jiǎn)單的辦法就是用液態(tài)負(fù)極。因此最早的鉭電解電容器就是液態(tài)鉭電解電容器，問(wèn)世于1949年。液態(tài)負(fù)極，應(yīng)用起來(lái)還是不方便，人們總是希望固態(tài)負(fù)極的鉭電解電容器，設(shè)法將二氧化錳進(jìn)入化成好的鉭塊內(nèi)部每一個(gè)空洞中，再用石墨或銀等將負(fù)極引出，就可以成為固態(tài)鉭電解電容器。1956年，固體燒結(jié)鉭電解電容器問(wèn)世。固態(tài)鉭電解電容器問(wèn)世使我們?cè)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E7%94%B5%E8%B7%AF%E6%9D%BF/">電路板上經(jīng)?？吹劫N片裝配的鉭電解電容器或插件的鉭電解電容器。

盡管鉭電解電容器有著許多由于鋁電解電容器的優(yōu)點(diǎn)，但是鋁電解電容器還是占據(jù)著巨大多數(shù)的電解電容器應(yīng)用領(lǐng)域。甚至軍工電容器還不得不引用鋁電解電容器。這說(shuō)明鉭電解電容器也有缺點(diǎn)：其一鉭是稀土金屬，免不了價(jià)格昂貴，而地殼豐度最高的鋁制很容易得到的；其二是鉭電解電容器無(wú)法制作出高壓鉭電解電容器，因此在高壓應(yīng)用中不得不用鋁電解電容器。

盡管鉭電解電容器在電性能和可靠性方面優(yōu)于鋁電解電容器，隨著新型電容器的問(wèn)世和廉價(jià)化，使得鉭電解電容器的應(yīng)用越來(lái)越少。其原因是，有些應(yīng)用，鉭電解電容器可以被更廉價(jià)的其他電容器替代，或者被性能更好的電容器替代，如被MLCC替代，被固態(tài)鋁電解電容器替代等。

鉭電解電容器也有特殊的優(yōu)勢(shì)，如選擇合適的電解液，可以做出在230℃高溫下工作的電解電容器。在這個(gè)溫度下除了聚四氟電容器外，鋁電解電容器和絕大多數(shù)薄膜電容器和陶瓷電容器無(wú)法做到的。

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《Hi，我是電解電容器》系列之十四：鈦電解電容器與“鐵電解電容器”的無(wú)奈

摘要：在“閥金屬”中還有鈮、鐵、鈦等，鈮電解電容器與鉭電解電容器類(lèi)似，不再贅述。而其中，由于鐵比較活潑，其氧化層很容易被酸性或堿性液體所改變化學(xué)性質(zhì)，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)鐵電解電容器。