[發明專利]鋁電解電容器耐久性的檢測方法

有效

• 申請號: 201310503946.5
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN104568714B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 彭楚堂;方祥建;姜富林
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種鋁電解電容器耐久性的檢測方法。該檢測方法通過檢測鋁電解電容器中氯離子含量C₁，若氯離子含量C₁大于規定含量C，則判斷鋁電解電容器為不合格電容器，否則判斷鋁電解電容器為合格電容器。本發明鋁電解電容器耐久性檢測方法的實驗時間一般控制在2至3個小時以內，與現有鋁電解電容器的常規耐久性實驗時間1000小時以上相比，大大縮短了鋁電解電容器耐久性的實驗時間，測試效率非常高。此外，本發明鋁電解電容器耐久性檢測方法的實驗設備投入和設備功耗非常低，與現有鋁電解電容器的常規耐久性實驗投入成本相比，本發明的實驗測試成本也非常低。

技術領域

本發明涉及電解電容器技術領域，尤其涉及一種鋁電解電容器耐久性的檢測方法。

背景技術

電解電容器是指在鋁、鉭、鈮、鈦等閥金屬的表面采用陽極氧化法生成一薄層氧化物作為電介質，以電解質作為陰極而構成的電容器。目前工業化生產的電解電容器主要是鋁電解電容器和鉭電解電容器。鋁電解電容器以箔式陽極、電解液陰極為主，外觀以圓柱形居多。鉭電解電容器采用燒結塊陽極，陰極采用半導體材料二氧化錳，外形多為片式，適應于SMT技術需求的SMD。

電解電容器在電子線路中的作用一般概括為：通交流、阻直流。電解電容器通常起濾波、旁路、耦合、去耦、轉相等電氣作用，是電子線路必不可少的組成部分。作貯能元件也是電解電容器的一個重要應用領域，同電池等儲能元件相比，電解電容器可以瞬時充放電，并且充放電電流基本上不受限制，可以為熔焊機、閃光燈等設備提供大功率的瞬時脈沖電流。電解電容器還常常被用以改善電路的品質因子，如節能燈用電容器。此外，變頻空調器的變頻器包括功率因數校正電路，具有功率因數校正功能，在功率因數校正狀態下，濾波電容器與整流器被分開，整流器與濾波電容器（電解電容器）共同作用所產生的非線性電流成分不再出現。

鋁電解電容器的芯子是由陽極鋁箔、電解紙、陰極鋁箔、電解紙等4層重迭卷燒而成；芯子含浸電解液后，用鋁殼和膠蓋密封起來構成一個電解電容器。鋁電解電容器的工作介質為通過陽極氧化的方式在鋁箔表面生成一層極薄的三氧化二鋁（Al₂O₃），此氧化物介質層和電容器的陽極結合成一個完整的體系，兩者相互依存，不能彼此獨立。鋁電解電容器的陽極表面生成的Al₂O₃介質層的鋁箔，陰極并非我們習慣上認為的負箔，而是電容器的電解液。負箔在電解電容器中起電氣引出的作用，因為作為電解電容器陰極的電解液無法直接和外電路連接，必須通過另一金屬電極和電路的其他部分構成通路。

由于鋁電解電容器的負電極是電解液，電解液的存在與多少決定了電解電容器是否還保持電容量。而電解液在高溫下特別容易揮發，高溫條件也就成了衡量電解電容器可靠性的重要指標。現有衡量鋁電解電容器的壽命最常用的辦法是，在其額定的上限使用溫度環境中，施加額定的工作電壓和額定的紋波電流，直至產品失效為止所持續的時間，即為該產品的最終壽命。

在耐久性（壽命）實驗過程中，90％以上的失效均為陽極引線條因爛斷而開路，造成產品失效所致，中高壓產品尤為明顯。這里以焊片（針）型鋁電解電容器為例，對陽極引線條腐蝕爛斷的原因簡單的分析一下。如圖1所示，在作耐久性的加壓實驗過程中，從電容的正極3到負極2有兩組電流流過，I₁為芯子1本身的工作電流，另一組為I₂是膠蓋4的絕緣電阻所形成的電流。在電流電場的作用下，芯子1和膠蓋4當中的陰離子全部趨向陽極（正極3），而有害雜質如Cl^–和SO₄^–等因不能形成回路而堆積在陽極引線條6和膠蓋4的鉚釘交接處5。根據電化學理論，隨著氯離子的進一步堆積，濃度隨著提高，形成原電池腐蝕，從而使該處率先爛斷，致使鋁電解電容器失效。常規的鋁電解電容器的耐久性（壽命）實驗，需要高溫箱和紋波電源等高耗能實驗設備，這些實驗設備需長期運行，鋁電解電容器的實驗周期為1000小時以上，因此上述實驗測試效率極低，實驗成本非常高。

綜上所述，鋁電解電容器耐久性（壽命）實驗耗能高、效率低和成本高，是本領域技術人員亟待解決的技術難題。