铝电解电容是这样炼成的

电容（器）是基础的、通用的、必不可少的电子元器件之一。今天我们就来刨根问底的看看广泛使用的铝电解电容器是如何炼成的。

一、电容和电容器

所谓容，包含、包容，容纳之意。电容则指（导体间）在一定的电位差（也称电压）时自由电荷的保有量。

一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间加入某种介质，则阻碍了电荷移动而使其累积在导体上，形成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。

这种像三明治般结构、能储存电荷的元件称为电容器。

孤立的导体可以理解为与无穷远处的某导体构成电容（导体接地等效于接到无穷远处，并与大地连接成整体），所以，电容无处不在，也就是大家常说的分布电容。

二、电容及公式

电容器所带电量Q与电容器两极间的电压U的比值，叫电容器的电容（Capacitance），标记为C。国际单位是法拉（Farad），标记为F。

1法拉（F）= 103毫法（mF）=106微法（μF）=109纳法（nF）=1012皮法（pF）

C = εS/d = εrS/4πkd（真空）= Q/U

根据公式，为了获得不同电容值的电容器，取决于构成电容器的两个电极的面积S和间距d，以及介质常数。

工艺上不可能无限扩大电极的面积和间距，所以就采用了变通的办法：等效改变面积和间距的卷绕或叠层（MLCC）方法（延展面积）来制造电容器。

三、电解电容器和铝电解电容器

电解电容器：两个极板有阳（正）极和阴（负）极之分，其中作为阳极的是特定的阀金属，并在该金属表面借助电化学方法生成一极薄且具有单向导电性的氧化膜作为介质（此工艺叫化成：在金属箔上形成蜂窝状空穴，尽可能多地存储电荷），而阴极通常是采用能生成和修复介质氧化膜的液状或者固状的电解质。采用这种特殊结构和工艺制造的电容器称作电解电容器。

铝电解电容器：是以金属铝箔为阳极，以其表面上的Al2O3为工作介质，以工作电解质为实际阴极，以另一金属铝箔为引出阴极而组成的电解电容器。

主要的阀金属有铝、钽、铌、钛等。因为铝矿蕴藏丰富，具有较好的延展性，化成工艺及成本较为经济，所以铝电解电容器得到了非常广泛的应用。

四、铝电解电容器这样炼成

4.1、原材料

制造铝电解电容器，主要的材料有：正-负铝箔、正-负引线、电解纸、电解液、胶粒（密封垫、盖板）、胶带等。

4.2、生产流程

这是引线式铝电解电容器的生产工艺流程：

其它焊针式、焊片式、螺栓式等铝电解电容器的加工工艺有些许差别，下面就关键工序做一一介绍。

4.2.1、分切

将整卷的铝箔（正极箔、负极箔）、电解纸按要求裁切成一定宽度。这个过程就像在家里用不同宽度的刀具压面条。

如何裁切得直、少毛刺，刀具和裁切设备的控制是关键！

这是切割刀具之一：

这是分切铝箔的过程：

这是分切、卷绕好的铝箔：

4.2.2、钉卷

钉卷，其实是指钉接和包卷过程，这是生产铝电解电容器最为关键的环节。

钉接：是将引线按规定的位置钉接在正、负箔上，以便使电容器可与电路板连接（钉卷后的半成品芯包是电容器的心脏部位，对电容器的品质至关重要）。

引线产品的钉接是采用全自动钉卷机刺孔铆接引线铝舌方式，对于壳号较大的焊片结构产品的铆接是采用冷铆引出条方式。

包卷：将已铆好的正负箔片中间用规定的电解纸整齐地卷绕起来，形成芯包，正负极间不能发生短路。

这是钉接-包卷全自动过程：

4.2.3、含浸

将一定规格的芯包在规定条件下（真空度、正压、温度、时间）浸入相应牌号的工作电解液，保证芯包全部浸透。

4.2.4、组立

在规定的时间内将含浸透的芯包配上相应规格的胶粒和铝壳组装起来，达到密封的目的。

组立封口后的半成品–“白壳电容器”，也叫“裸品”。

这是全自动组立过程：

4.2.5、清洗

“裸品”的引线在含浸时会沾上电解液，引线上的镀锡层易受侵蚀而脱落，产生焊接不良，所以必须对引线进行清洗。

4.2.6、套管

在一定规格的“裸品”电容器上按极性方向套上印有相应规格牌号等标识的套管，负极引线应在套管的负极标志区域。

4.2.7、老化

在规定的环境和规定的时间内以一定的方式按极性方向在电容器两极加上规定的电压，达到修补氧化膜，降低漏电流之目的，并剔除早期失效品。

现在，一些参数也在全自动老化测试设备上同步完成。

4.2.8、测试

包括漏电流测量、电容量测量和损耗角正切值测量，一般称电性能三参数测量。

全自动老化测试后，还需对这三个重要参数复测，一般采用抽检或全检。

4.2.9、检验

主要是外观检验，这是焊针式铝电解电容器复检、包装的过程：

4.2.10、封装

普通包装、成形包装和编带包装。

经过以上复杂的过程，一只合格的铝电解电容器就此炼成了！

五、有关铝电解电容器的几个问题

结合以上介绍，我们就使用铝电解电容器的问题作些说明。

5.1、铝电解电容器的极性

铝电解电容器的极性在套管标注负极：靠近套管上粗体“I”标识的电极是负极。对于引线式铝电解电容器，（剪脚前）较短的管脚是负极，可以用“护短”的谐音记忆（负极较短

，适合H、F不分的人）。

5.2、品质与成本

铝电解电容器是基础的电子元器件，相对门槛较低，但是缺少高端材料，工艺流程、生产设备尚待提高，各类厂家良莠不齐。原材料品质和加工工艺是质量的保证，因产量巨大，对品质的一致性和可靠性必须重视。

5.3、交期

电解电容（原材料）属于高耗能、（材料）资源密集型产品，但是产业链不是太长，主要考虑铝材周期和电力调控的影响，同时要考虑数量巨大和重量较重的因素，（陆路）运输时间较长。

交期通常情况可以按4~6周计划，如遇疫情、高峰期等须按6~8周甚至更长时间考虑。

5.4、运输与储存

因为电解质事实上充当电容负极，为确保电解质不干涸，整个运输、储存不宜高温高湿（温度10~30°，湿度≤65%RH），而且不宜储藏太长时间不使用，一般不超过一年。固态电解电容器除外。

对于高压大容量的电容器，还必须使用防静电锡箔纸将正负极覆盖，避免电荷聚集对使用者造成伤害。

5.5、使用及保养

非固体电解质铝电解电容器的电性能，在长期贮存或者长期负荷工作下，工作电解液将会逐渐干涸和变质导致电性能下降，特别是久存不用（或者是使用了铝电解电容器的设备长期不开机使用），介质氧化膜局部绝缘性能变差，若突然施加额定工作电压，易导致电容器损坏，甚至防爆阀开阀而失效。

因此，铝电解电容器的备货需要快进快出，常用常新，不要积压呆滞；电气设备闲置一段时间后需要开机煲一煲（保养），不宜超过半年。

来源：衡丽电子