NIPPON CHEMI-CON CORPORATION

目录

1. 铝电解电容器的基本模型
2. 铝电解电容器的基本构造
3. 电容器材料的特性

1. 铝电解电容器的基本模型

电容器是无源器件， 在各种电容器中，铝电解电容器与其他电容器相比，相同尺寸时，CV值更大，价格更便宜。
电容器的基本模型如图-1所示，静电容量计算式如下:

从式(1)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。

2. 铝电解电容器的基本构造

铝电解电容器素子的构造如图-3所示，由阳极箔，电解纸，阴极箔和端子(内外部端子)卷绕在一起含浸电解液后装入铝壳，再用橡胶密封而成。 铝电解电容器、根据制品的形状不同，外部端子的形状，密封橡胶的材料和构造也不同。如图-4所示

图4. 铝电解电容器的构造(形状的代表例)

3. 电容器材料的特性

铝箔是铝电解电容器主要材料，将铝箔设置为阳极，在电解液中通电后，铝箔的表面会形成氧化膜(Al₂O₃)，此氧化膜的功能为电介质。
如图-5所示，形成氧化膜后的铝箔在电解液中是具有整流特性的金属，被称之为阀金属。

【阳极铝箔】
首先，为了扩大表面积，将铝箔材料置于氯化物水溶液中进行电化学蚀刻。
然后，在硼酸铵溶液中施加高于额定电压的电压后，在铝箔表面形成电介质氧化层（Al₂O₃），这个电介质层是很薄很致密的氧化膜，大概1.1～1.5nm/V, 绝缘电阻大约为10⁸～10⁹Ω/m。

氧化层的厚度和耐压成正比。为了增加扩大表面积的效率，根据额定电压的不同，而蚀刻形状也不同。(如图-6)

图6. 铝箔蚀刻横截面(SEM:扫描电镜)