林穎

（新疆眾和股份有限公司烏魯木齊 830013）

鋁電解電容器是電子和電氣線路中極為重要的基礎(chǔ)電子元件之一，其在高能量脈沖電路、工業(yè)變頻器電路中，為了減少電路內(nèi)阻，避免串聯(lián)使用，要求單電容器工作電壓越來越高[1]。而鋁電解電容器的陽極箔耐壓值是衡量鋁電解電容器耐壓能力的關(guān)鍵指標(biāo)。

通過檢測(cè)電流、檢測(cè)液溫度、濃度和電壓滑跌時(shí)間四個(gè)方面分析對(duì)陽極箔耐壓值檢測(cè)結(jié)果的影響，并闡述了引起檢測(cè)結(jié)果差異的原因。進(jìn)一步指出只有檢測(cè)時(shí)間超過電壓滑跌時(shí)間時(shí)，才能測(cè)出陽極箔耐壓值的最小值，才可以更好的判斷陽極箔品質(zhì)。最后給出提高檢測(cè)電流和檢測(cè)液溫度，減小電壓滑跌時(shí)間的方法，以提高陽極箔耐壓值最小值的檢測(cè)效率。這對(duì)用戶區(qū)分不同廠商的陽極箔品質(zhì)具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備

實(shí)驗(yàn)采用新疆眾和生產(chǎn)的高壓陽極箔，用深圳新宙邦科技股份有限公司生產(chǎn)的硼酸配置陽極箔耐壓值檢測(cè)液，用深圳聚英匯科自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的全程控六通道時(shí)間電壓檢測(cè)儀（后文簡稱電壓檢測(cè)儀）檢測(cè)陽極箔耐壓值和電壓滑跌時(shí)間。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

耐壓值檢測(cè)方法按新疆眾和《中高壓鋁電解電容器用陽極箔產(chǎn)品手冊(cè)》中的化成箔耐壓值檢測(cè)方法檢測(cè)，升壓時(shí)間Tr是電壓升至90%Vf所用的時(shí)間，耐壓值Vt 是檢測(cè)時(shí)間為Tr+180s 時(shí)的電壓。延長檢測(cè)時(shí)間至Tr+Tx，使電壓曲線呈現(xiàn)拐頭向上趨勢(shì)，則電壓從Vt（max）點(diǎn)滑跌至Vt（min）點(diǎn)所用的時(shí)間即為電壓滑跌時(shí)間，見圖1。

圖1 延長耐壓值檢測(cè)時(shí)間至Tr+Tx的電壓曲線示意圖

為保證檢測(cè)樣片耐壓值的一致性，樣片裁取方法見圖2。

圖2 陽極箔檢測(cè)樣片裁取示意圖

實(shí)驗(yàn)一：用電壓檢測(cè)儀分別檢測(cè)從同一樣品上取下的4 個(gè)樣片的Vt，檢測(cè)液溫度85℃，檢測(cè)液硼酸濃度70g/L,檢測(cè)電流分別為1mA、2mA、4mA和8mA，檢測(cè)時(shí)間Tr+180s。

實(shí)驗(yàn)二：用電壓檢測(cè)儀分別檢測(cè)從同一樣品上取下的4個(gè)樣片的Vt，檢測(cè)液硼酸濃度70g/L,檢測(cè)電流2mA，檢測(cè)液溫度分別為70℃、75℃、80℃、85℃、90℃和95℃，檢測(cè)時(shí)間Tr+180s。

實(shí)驗(yàn)三：用電壓檢測(cè)儀分別檢測(cè)從同一樣品上取下的4 個(gè)樣片的Vt，檢測(cè)液溫度85℃,檢測(cè)電流2mA，檢測(cè)液硼酸濃度分別為20g/L、40g/L、60g/L，檢測(cè)時(shí)間Tr+180s。

實(shí)驗(yàn)四：用電壓檢測(cè)儀分別檢測(cè)兩種用途的陽極箔Vt，檢測(cè)液溫度85℃,檢測(cè)液硼酸濃度70g/L,檢測(cè)電流2mA，檢測(cè)時(shí)間Tr+180s。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 檢測(cè)電流對(duì)陽極箔Vt檢測(cè)結(jié)果的影響

用不同檢測(cè)電流檢測(cè)陽極箔Vt 結(jié)果如圖3 所示。圖3 可以看出，檢測(cè)電流從1mA 逐步翻倍至8mA,所檢測(cè)的樣品Vt從656V增加至681V。

圖3 檢測(cè)電流對(duì)陽極箔Vt檢測(cè)結(jié)果的影響

在檢測(cè)時(shí)，樣品作為電化學(xué)反應(yīng)的陽極，表面存在雙電層[2]，隨著檢測(cè)電流的增加，雙電層面電荷密度增加，雙電層電壓升高，導(dǎo)致陽極箔表觀電壓增加，即陽極箔Vt檢測(cè)值偏高，而陽極箔實(shí)際耐電壓能力并沒有提高。

2.2 檢測(cè)液溫度對(duì)陽極箔Vt檢測(cè)結(jié)果的影響

用不同溫度的檢測(cè)液檢測(cè)陽極箔Vt 結(jié)果如圖4所示。圖4可以看出，檢測(cè)液溫度從70℃逐步提升至95℃，所檢測(cè)的樣品Vt從697V降低至656V。

隨著檢測(cè)液溫度的增加，檢測(cè)液電導(dǎo)率從137μS/cm 升至140μS/cm，其所承擔(dān)電壓變化不大，但由于離子熱運(yùn)動(dòng)作用增強(qiáng)，使得雙電層面電荷密度減少[3]，雙電層電壓降低，導(dǎo)致陽極箔表觀電壓明顯降低，即陽極箔Vt檢測(cè)值偏低，而陽極箔實(shí)際耐電壓能力并沒有減弱。

圖4 檢測(cè)液溫度對(duì)陽極箔Vt檢測(cè)結(jié)果的影響

2.3 檢測(cè)液濃度對(duì)陽極箔Vt檢測(cè)結(jié)果的影響

用不同硼酸濃度的檢測(cè)液檢測(cè)陽極箔Vt結(jié)果如圖5 所示。圖5 可以看出，檢測(cè)液濃度從20g/L 逐步提升至60g/L，所檢測(cè)的樣品Vt從675V降低至668V。

圖5 檢測(cè)液濃度對(duì)陽極箔Vt檢測(cè)結(jié)果的影響

隨著檢測(cè)液硼酸濃度的增加，檢測(cè)液電導(dǎo)率從24μS/cm 升至110μS/cm，其所承擔(dān)電壓減少，導(dǎo)致陽極箔表觀電壓減少，即陽極箔Vt檢測(cè)值偏低，而陽極箔實(shí)際耐電壓能力并沒有減弱。

2.4 電壓滑跌時(shí)間對(duì)陽極箔Vt檢測(cè)結(jié)果的影響

用不同用途的陽極箔檢測(cè)其Vt 結(jié)果如圖6 所示。圖6 可以看出，檢測(cè)時(shí)間Tr+180s 時(shí)，普品Vt 是比長壽命產(chǎn)品高的，但延長檢測(cè)時(shí)間后，普品電壓會(huì)低于長壽命產(chǎn)品。

圖6 電壓滑跌時(shí)間對(duì)陽極箔Vt檢測(cè)結(jié)果的影響

長壽命產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特殊，較普品的陽極箔氧化膜更為致密，缺陷更少，從而由于電解液的浸蝕導(dǎo)致電壓下降較少[4]，延長檢測(cè)時(shí)間后，長壽命產(chǎn)品的電壓會(huì)高于普品。所以，通過延長檢測(cè)時(shí)間至Tr+Tx，測(cè)出Vt（min），可以更好反映出不同陽極箔的品質(zhì)。但按照常規(guī)檢測(cè)方法，要測(cè)出Vt（min）所需時(shí)間較長，從圖3 和圖4 可以看出，通過提高檢測(cè)電流和檢測(cè)液溫度，可以使電壓達(dá)到Vt（max）后以更快的速度下降，同時(shí)也能提高氧化膜修復(fù)和后期生長的反應(yīng)速率，使電壓曲線更快拐頭向上，從而減少電壓滑跌時(shí)間，提高陽極箔Vt（min）檢測(cè)效率，見圖7。

圖7 提高電流和溫度對(duì)檢測(cè)陽極箔Vt（min）所需時(shí)間的影響

隨著檢測(cè)電流和檢測(cè)液溫度的提高，普品的電壓滑跌時(shí)間從1304s 減小至313.75s，長壽命產(chǎn)品的電壓滑跌時(shí)間從305s 減小至62s，提高陽極箔Vt（min）檢測(cè)效率76%以上。

3 結(jié)論

通過分析檢測(cè)電流、檢測(cè)液溫度、濃度和電壓滑跌時(shí)間對(duì)陽極箔Vt 檢測(cè)結(jié)果的影響，強(qiáng)調(diào)檢測(cè)陽極箔Vt（min）的意義及找到提高其檢測(cè)效率的方法，并得出以下結(jié)論：

（1）隨著檢測(cè)電流的增加，雙電層面電荷密度增加，雙電層電壓升高，導(dǎo)致測(cè)得的陽極箔Vt偏高。

（2）隨著檢測(cè)液溫度的增加，離子熱運(yùn)動(dòng)作用增強(qiáng)，使得雙電層面電荷密度減少，雙電層電壓降低，導(dǎo)致測(cè)得的陽極箔Vt偏低。

（3）隨著檢測(cè)液硼酸濃度的增加，檢測(cè)液電導(dǎo)率增加，其所承擔(dān)電壓減少，導(dǎo)致測(cè)得的陽極箔Vt 偏低。

（4）無論怎么改變檢測(cè)電流、檢測(cè)液溫度和濃度，檢測(cè)時(shí)間只有超過電壓滑跌時(shí)間時(shí)，才能測(cè)出陽極箔的Vt（min），才可以更好的判斷陽極箔品質(zhì)。

（5）提高檢測(cè)電流和檢測(cè)液溫度可以減小電壓滑跌時(shí)間，提高陽極箔Vt（min）的檢測(cè)效率。