铝电容器阳极腐蚀问题的探讨.ppt

关于铝电容器阳极腐蚀问题的探讨第1页，共26页，星期日，2025年，2月5日一.前言铝电解电容器以其容量大、体积小、价格低等优点已被广泛应用于各种电子线路中,随着国内大屏幕彩电、变频家电（如变频空调）的普遍应用和电子元器件的国产化,对铝电解电容器,特别是中、高压铝电解电容器的质量和可靠性的要求愈来愈高。尤其是大屏幕彩电中所用的中、高压(160v-450v)铝电解电容器主要用于开关电源部分，作整流后滤波，它的质量好坏直接影响到整机的性能，是线路中的关键元件。第2页，共26页，星期日，2025年，2月5日一.前言其中400以上高压铝电解电容器一直是铝电解电容器生产中的难点，存在的技术问题最多，也最严重。综合其失效原因，主要表现为高温负荷下阳极腐蚀严重从而造成阳极引出条断裂，电容器开路失效，严重影响整机产品的质量。第3页，共26页，星期日，2025年，2月5日二.阳极腐蚀的定义及对象所谓阳极腐蚀，是指电容器在一定负荷条件下，经过一段时间，阳极引出条，引出条与盖板组件相连接的铝铆钉逐渐被电化学腐蚀，从而导致产品失效的现象，这种现象在400v以上高压铝电解电容器产品中出现较多，铆钉发黑，产品漏电流变大，阳极引出条被腐蚀断裂，严重时甚至把阳极铆钉腐蚀掉。阳极腐蚀现象一般发生在焊针、焊片和螺栓等系列电容器中，而引线系列的产品则很少，产生的原因与制造的工艺有关。第4页，共26页，星期日，2025年，2月5日三.阳极腐蚀的图片（焊针）铆钉与引条处腐蚀引条腐蚀断裂第5页，共26页，星期日，2025年，2月5日四.阳极腐蚀的机理及条件1.电极箔引条结构：一种含有氧化膜(Al2O3)的铝箔，由于铝箔制造化成工艺的差异其氧化膜结构不同于电容器的阳极箔的氧化膜。第6页，共26页，星期日，2025年，2月5日四.阳极腐蚀的机理及条件2.腐蚀的主要因素：存在杂质离子，包括Cl-、SO42-、Fe3+、Cu2+等。第7页，共26页，星期日，2025年，2月5日四.阳极腐蚀的机理及条件3.腐蚀的机理（以Cl-为例）：⑴Al–3eAl3+⑵2Al3++3O2-Al2O3⑶Al3++3Cl-AlCl3(可溶性）⑷AlCl3+3H2OAl(OH)3+3H++3Cl-由于电解液中的Cl-等杂质离子向阳极迁移而富集，并引起PH降低而酸化，从而促进Al的溶解，所以这种电化学腐蚀过程我们称为“自催化酸化”。第8页，共26页，星期日，2025年，2月5日四.阳极腐蚀的机理及条件4.腐蚀的产物：⑴白色絮状氧化物沉淀Al(OH)3它是铝阳极溶解下来的Al3+与电解液中的OH-的反应物。Al3++3OH-Al(OH)3第9页，共26页，星期日，2025年，2月5日四.阳极腐蚀的机理及条件⑵白色半透明凝胶状多孔性氢氧化铝；第10页，共26页，星期日，2025年，2月5日四.阳极腐蚀的机理及条件⑶黑色疏松粉末状腐蚀物第11页，共26页，星期日，2025年，2月5日四.阳极腐蚀的机理及条件5.阳极腐蚀的反应条件：⑴电场电压电解液里的带负电荷的Cl-、SO42-等杂质离子因电场环境下向阳极迁移。第12页，共26页，星期日，2025年，2月5日四.阳极腐蚀的机理及条件⑵温度电容器阳极腐蚀的另一个重要条件是温度的影响。高温的环境下能加快Cl-、SO42-等杂质离子的迁移速度，并且能加速它们对阳极腐蚀的反应进程，从而使阳极腐蚀更容易发生。第13页，共26页，星期日，2025年，2月5日四.阳极腐蚀的机理及条件⑶阳极周围的环境：电解液电解液在电容器中不仅作为电容器的阴极，而且还起到修补氧化膜的作用，所以电解液品质的好坏直接决定电容器产品的性能好坏。性能不稳定的电解液在高温负荷环境下容易发生劣化，劣化后的电解液不再修补氧化膜而是起到破坏氧化膜的作用。第14页，共26页，星期日，2025年，2月5日五.阳极腐蚀的原因分析铝电容器用的主要原材料及零部件有阳极铝箔、阴极铝箔、电解纸、盖板（皮头）、铝壳、引条（引线）套管以及配制电解液用的各种化学药品等。众所周知，原材料的好坏直接影响到产品的质量，优质的原材料是制造优质产品的保证。特别要指出的是，原材料中存在的Cl-、SO42-等有害杂质对产品性能影响极大。因为这些杂质会腐蚀铝箔和引出条，造成产品过早失效。因此原材料