有关影响铝电容器电解液闪火电压因素的探讨.
211133639_大型高电压铝电解电容器早期失效的探讨
能源与环境工大型高电压铝电解电容器早期失效的探讨丁晓锋（南通海立电子有限公司江苏南通226361）摘 要：从目前的发展趋势看，全球范围内的铝电解电容器供应市场逐步完善，国内的生产供应技术已经在世界范围内名列前茅，尤其在日本产量萎缩减少的情况下，中国企业面临巨大的竞争机遇。
在上行压力、下游需求的影响下，大型高电压铝电解电容器的生产量逐步提升，但依旧面临早期失效问题，包括击穿、短路、压力阀释放等。
这些问题会影响高电压铝电解电容器的使用寿命与安全，需要采取有效的解决措施，本文就此进行了相关的阐述和分析。
关键词：高电压铝电解电容器早期失效失效模式中图分类号：T M535文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)10(c)-0143-04Discussion on Early Failure of Large High Voltage AluminumElectrolytic CapacitorsDING Xiaofeng( Nantong Haili Electronics Co., Ltd., Nantong, Jiangsu Province, 226361 China ) Abstract: From the current development trend, the global aluminum electrolytic capacitor supply market is gradually improving, and the domestic production and supply technology has been among the best in the world.Especially in the case of shrinking output in Japan, Chinese enterprises are faced with huge competitive opportunities.Under the influence of upstream pressure and downstream demand, the production of large high-voltage aluminum electrolytic capacitors has gradually increased, but they still face early failure problems, including breakdown, short circuit, pressure valve release, etc. These problems will affect the service life and safety of high voltage aluminum electrolytic capacitors, and effective measures need to be taken to solve them.Key Words: High voltage; Aluminum electrolytic capacitor; Early failure; Failure mode在手机和通信设备使用的过程中，整体质量虽然主要受到高端芯片质量的影响，但电容器等基础元件的作用也不可小觑。
新型闪火电压提升剂对铝电解电容器电性能的影响
０机械 与电子ｏ
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｆ Ｒ 似Ｔ ０ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ ０ ＾ １Ｎ
２１年 ０２
第 １ 期 ５
新型 闪火 电压提升剂对铝 电解 电容器电性能的影响
亓 志辉 常冬梅 （ 长春 高新 东光 电子 有 限公 司 吉 林 长春 １０２ ） ３ ０ １
【 摘 要】 运用电解液配制的基 本理论 ， 通过在基础电解液 中添加 高聚物闪火电压提 升剂使 电容 器性 能指标获得很 大改善 。 【 关键 词】 基础电解液 ； 闪火电压提 升剂 ； 高聚醇 ； 多元醇 ； 漏电流
随着科学技术 的进 步和发展 ． 电解 电容器有越来越高 的技术 对铝 将 基础电解液与配方 Ａ按一定 比 例混合 ． 电导率和 闪火 电压参 做 和质量要求 ， 在诸 如汽车工业 、 军事领 域、 航天领 域、 家用电器 、 通信工 数测定 ， 结果如表 １ 。 程等领域 等都离不开 铝电解 电容器 。 电解 电容器 的使用 已涉及到人 铝 表 １ 方 法 Ａ 的 不 同 比 例 闪 火 电 压 提 升 剂 性 能参 数 们 的具体生活 中， 比如程控交换机 、 电话机 、 机 、 手 计算机 、 电脑５ ｌ Ｏ ２ ０ ２ ５ 等， 高技术 、 因此高品质 、 高质量 的铝电解 电容 器的研制和生产越来越 ４ ｃ ￣ 蛊／ Ｓ ｍ ｏｃ （ ／ ） ￣ ｅ ２ ０ ２ ｏ １ ｏ １ ｏ １ ｏ １ｏ ００ ９ｏ ７０ ６ｏ 迫切 。在铝电解 电容 器生产 中 ， 工作 电解 液的作用是随时修补 阳极氧 ６ ℃ 闪火 电压 ， ０ ｖ ４Ｏ １ ４０ ６ ４５ ７ ４５ ９ ５５ ２ 化膜上 出现的缺陷 ． 维护电容器 的性 能和寿命 由于电容器隔离纸在 使用 时可能由于发生 闪火而被击穿 ． 以工作 电解液闪火电压是 电解 所 液 的一个 重要性 能参数 ． 研制新 型闪火 电压提 升剂是提高电容器 品质 从表 １ 可以看到 ， 闪火 电压提升剂 比例 的增 加 ， 随着 电导率下降 ， 的一项重要工作 闪火电压提高了。 ２２ 不同比例配方 Ｂ指标测试 ． １ 材 料 和 方 法 将 基础电解 液与配方 Ｂ按一定 比例混合 ． 做电导率和闪火电压参 数测定 ， 结果 如表 ２ 。 １１ 材 料 ． 表 ２ 方法 Ｂ不同比例 闪火电压 提升剂性能参数 乙二醇 （ Ｒ） Ａ． 硼酸（ ． 、 ＡＲ）磷酸 （ Ｒ）高聚醇 、 Ａ． 、 多元醇。
电解液的配比对电容器性能的影响研究
电解液的配比对电容器性能的影响研究电容器，作为一种电子元器件，广泛应用于各个领域，包括通信、电子、军事等。
电容器实质上就是由两个导体之间隔着绝缘介质组成的，能够存储电荷。
而电解液则是电容器的重要组成部分之一，电解液的质量和性质对电容器的性能具有重要影响，尤其是对于一些高品质的电容器来说更加重要。
电解液的配比是电容器性能的一个关键因素。
电解液中的成分和浓度的变化会影响电容器的电容量、漏电流和单元内电系数等关键性能。
因此，研究不同电解液配比对电容器性能的影响，是电容器研究领域的重要课题。
在本文中，我们将探讨电解液的配比对电容器性能的影响。
电解液的组成电解液是电化学电容器中的重要组成部分，负责导电和储存电荷。
电解液的主要成分通常是电解质和有机溶剂，其中电解质是传输离子的主要组分，而有机溶剂则是负责传递离子的媒介。
电解质的浓度、种类和有机溶剂的比例直接影响电解液的性能。
此外，电解液还包含添加剂、稳定剂等化学物质，以维持电解液在使用过程中的稳定性和长寿命特性。
电解液的配比电容器的性能受到电解液配比的影响，而实际的电解液配比取决于具体的电容器类型和所需的性能。
通常，电解液的配比可以通过改变电解质和有机溶剂的种类、浓度来确定最佳的电容器性能。
下面我们将介绍电解液配比对电容器性能的影响。
电容量电容量是电容器的一个重要性能指标，通常表示电容器能够存储的电荷量。
电容量与电解液的浓度和电解质的类型有关。
通常来说，电解液的浓度越高，电容器的电容量就越大；而对于同样的电解液浓度，不同的电解质类型会产生不同的电容量。
例如，氯化铵是一种常用的电解质，它的浓度越高，电容器的电容量就越大；而对于相同的浓度，使用氰酸盐电解质的电容器，相比较使用氯化铵电解质，其电容量则会更大。
漏电流漏电流是电容器的另一个重要性能指标，它反映了电容器电荷储存的稳定性能。
漏电流通常指的是在电容器电荷储存的过程中，电容器内部可能存在的电流泄漏。
电解液中添加添加剂和稳定剂通常可以减少漏电流。
影响电解液闪火电压因素的研究
影响电解液闪火电压因素的研究电解液闪火电压（FVP）是指在一定温度和压力条件下电解液中空气或导体气体等混合体受到放电后迅速凝聚出的火花所形成的高压。
它是一种复杂的非线性物理量，它的变化影响着电子以及航空发动机的安全性能以及民用产品的可靠性。
因此，研究电解液闪火电压影响因素具有重要意义。
二、影响电解液闪火电压的因素1、溶液组成电解液的闪火电压很大程度上受到溶液中多种成分的影响，因此改变溶液中成分可以改变溶液的闪火电压。
例如，如果在电解液中加入液体极性物质，则其闪火电压可能会下降；而加入非极性物质，则其闪火电压可能会上升。
2、温度温度也是影响电解液闪火电压的因素之一。
通常，电解液的闪火电压随温度的升高而升高，随温度的降低而降低。
这是因为温度升高会增加电解液中电解质离子的活性，使溶液更容易达到闪火电压所需的放电能量。
3、电解质浓度电解质浓度是指溶液中各种电解质离子的绝对量，它与溶液的闪火电压有关。
一般来说，当电解质浓度升高时，溶液的闪火电压也会相应升高。
4、气体组成混入空气、氧气或其他气体以及控制气体组成比例等，也会影响电解液的闪火电压。
如果在电解液中混入氧气，例如，它可以抑制水的负载，从而使闪火电压升高；而混入空气，则会使闪火电压下降。
5、极性物质电解液中混入极性物质会改变溶液的表面张力，这会影响其闪火电压。
通常，当溶液中混入极性物质时，电解液的闪火电压会下降。
三、结论电解液闪火电压具有复杂的物理性质，它是多种因素共同作用的结果。
而这些因素主要包括溶液组成、温度、电解质浓度、气体组成以及极性物质等。
为了更好地控制电解液闪火电压，应该详细研究这些因素，以便更加有效地改变电解液的闪火电压。
铝电解电容失效
铝电解电容器的失效模式主要有以下几种：
漏液：铝电解电容器的电解液泄露会导致设备性能下降甚至失效。
这通常是由于密封不佳、橡胶老化、龟裂或者长时间工作等因素引起的。
爆炸：当铝电解电容器在工作电压中交流成分过大，或氧化膜介质有较多缺陷，或存在氯根、硫酸根之类有害的阴离子，以致漏电流较大时，电解作用产生的气体的速率较快，工作时间愈长，漏电流愈大，壳内气体愈多，温度愈高，就有可能发生爆炸。
击穿：工艺缺陷、机械应力的施加、引出线与铝箔铆接不实等原因都可能导致铝电解电容器的击穿。
烧毁：铝电解电容器的烧毁主要是由于过电压、纹波电流过大、施加反向电压、频繁充放电、施加交流电等因素引起的。
开路：引出线与铝箔接触不良、腐蚀、氯离子的侵入等原因可能导致铝电解电容器的开路。
短路：氧化膜劣化、金属微粒附着、引线毛刺等原因可能导致铝电解电容器的短路。
容量下降：阳极箔容量减少、阴极箔容量减少、电解液干涸等原因可能导致铝电解电容器的容量下降。
损耗上升：阳极箔容量减少、阴极箔容量减少、电解液干涸等原因可能导致铝电解电容器的损耗上升。
在应用中，需要避免在过电压、过电流、过热等极端条件下使用铝电解电容器，以避免其失效。
同时，也需要注意选择质量可靠的产品，并在使用过程中进行适当的维护和保养，以延长其使用寿命。
铝电解电容器爆炸分析
1简介动力电池系统的安全性问题不仅局限在电池本身，电源管理系统（Battery Management System, BMS）安全性也需要认真考虑。
相对于电池来说，虽然BMS出现安全事故的可能性小，但是一旦出现问题将很有可能引发电池着火、爆炸，给整个系统将带来灾难性影响。
跟其它电子电路一样，BMS主要由电感、电容、电阻等按照特定功能搭建而成。
在这些基本电子元器件中，铝电解电容器相对于其它电力电子设备失效的可能性最大，给电子器件带来较大的安全隐患。
研究分析铝电解电容器存在的可能失效爆炸机制，对于提高BMS、乃至整个动力电池系统的安全性具有重要的意义。
常用铝电解电容器的结构由电容器芯、保护装置和引线组成。
其中功能部分为电容器芯，其组成结构包括：阳极金属铝箔、电解质阴极和阴极集流体铝箔。
阳极铝箔经过电化学腐蚀形成一层0.01-1μm厚的Al2O3薄膜作为电容器的电介质，该膜具有类似PN结的单向导流特性，因此电解电容器具有极性，如反接，将导致内部发热使电容器失效。
根据其物理状态，电解质阴极分为液体电解质、凝胶（或糊状）电解质和固体电解质。
铝电解电容器由经过腐蚀和形成氧化膜的阳极铝箔、经过腐蚀的阴极铝箔、中间隔着电解纸卷绕后，再浸渍工作电解液，然后密封在铝壳中而制成。
2 研究内容欲分析个别电子器件爆炸事件的可能机制，需要对铝电解电容器进行多方面的测试和研究，包括：爆炸模拟实验、计算机模拟红外成像、气体成分与来源分析、电容器电解质组分分析等。
2.1 电容器电解质组分分析对于液体铝电解电容器，液体电解质是有电解纸吸附电解液形成的，电解纸是一种纤维素，起到吸附电解液和隔离阴阳铝箔电极的作用；常见的电解液中溶剂采用乙二醇、丙三醇或?-丁内酯等，溶质为五硼酸盐、癸二酸铵等，还含有各种功能添加剂如柠檬酸、次亚磷酸、硝基苯酚等。
将结合化学分析方法和光谱法如红外光谱、质谱法解析电解质中的主要成分，从而推导在电容器正常使用、爆炸前期和爆炸过程中可能存在的化学反应。
电解铝掉电压原因
电解铝掉电压原因1. 引言电解铝是一种重要的工业生产过程，其在铝产业中具有重要地位。
然而，电解铝过程中出现掉电压的问题，对生产效率和能源消耗都会产生不利影响。
本文将探讨电解铝掉电压的原因，并提出相应的解决方案。
2. 电解铝的基本原理电解铝是通过电解氧化铝熔体来制取金属铝的过程。
在电解槽中，铝氧化物（Al2O3）被电解成金属铝和氧气。
电解铝的关键参数包括电流密度、电解温度、电解质浓度等。
3. 电解铝掉电压的原因3.1 电流密度不均匀电流密度是指单位面积上通过的电流量。
在电解铝过程中，电流密度的不均匀分布会导致掉电压的问题。
电流密度过大的区域会产生过多的氧气，从而导致电解铝的效率下降。
3.2 电解温度过高电解温度是影响电解铝效率的重要因素之一。
温度过高会导致熔体的流动性增加，从而加剧电流密度的不均匀分布，进而导致掉电压的问题。
3.3 电解质浓度不稳定电解质浓度的不稳定也是引起掉电压的原因之一。
电解质浓度不稳定会导致电流密度的不均匀分布，从而影响电解铝的效率。
3.4 电解槽结构不合理电解槽结构的不合理也会导致掉电压的问题。
不合理的电解槽结构会导致电流分布不均匀，从而影响电解铝的效率和能耗。
4. 解决电解铝掉电压的方法为了解决电解铝掉电压的问题，可以采取以下措施：4.1 优化电流密度分布通过优化电解槽的设计，使得电流密度在整个电解槽中分布均匀。
可以采用多极电解槽、电解槽内部的流动控制等方式来实现。
4.2 控制电解温度合理控制电解温度，避免温度过高。
可以通过调节冷却系统、改进电解槽结构等方式来控制电解温度。
4.3 稳定电解质浓度稳定电解质浓度对于提高电解铝效率非常重要。
可以采用自动控制系统、增加电解质补给等方式来稳定电解质浓度。
4.4 优化电解槽结构优化电解槽结构可以改善电流分布，提高电解效率和能源利用率。
可以采用电解槽内部的流动控制、改变电解槽形状等方式来优化电解槽结构。
5. 结论电解铝掉电压是影响电解铝效率和能源消耗的重要问题。
工作电解液中影响闪火电压的因素
工作电解液中影响闪火电压的因素
孙伟利;许恒生
【期刊名称】《电子元件与材料》
【年(卷),期】1998(017)006
【摘要】从电解液闪火机制的研究出发讨论了影响闪火电压的因素，加藤所提出的闪火电压与负离子浓度成反比的理论比传统的闪火电压与电阻率成正比的理论更加完善。
负离子浓度、种类影响界面上氧离子的浓度及介质膜的强度，从闪火机制来看，它是对闪火电压更加直接的影响因素，这种理论能够解释混合洛质及界面活性剂等能够提高闪火电压的同时又降低电阻率的本质原因。
【总页数】3页(P29-31)
【作者】孙伟利;许恒生
【作者单位】深圳吉光电子有限公司;西安交通大学
【正文语种】中文
【中图分类】TM535
【相关文献】
1.影响电解液闪火电压因素的研究 [J], 刘杰
2.超高压工作电解液闪火电压提升机理及应用研究 [J], 李焱根;贾明;艾燕;艾亮;李劼
3.工作电解液闪火电压的计算机测试系统 [J], 宋晔;宁宏;王新龙;车剑飞;朱绪飞
4.燃烧假人法中闪火生成系统设计 [J], 蒋毅;陈强;谌玉红;梅安华
5.电压波动与闪变对异步电动机能效的影响分析 [J], 陈子辉; 刘勇浩; 陈积会; 吴非
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超高压工作电解液闪火电压提升机理及应用研究
超高压工作电解液闪火电压提升机理及应用研究李焱根;贾明;艾燕;艾亮;李劼【摘要】Electrolyte is a key component of aluminum electrolytic capacitors, its performance characteristics directly determine the performance of the capacitor. The effect of electrolyte conductivity and water content on the performance of the electrolytic solution of carboxyl ammonium salt system for aluminum electrolytic capacitors was studied by Fourier transform infrared spectroscopy (IR), anodic oxidation curve and so on, and the related mechanism was discussed. The results show that the conductivity of the electrolyte is an important factor affecting the sparking voltage, and the sparking voltage increases nonlinearly with the decrease in conductivity. When the conductivity is reduced to(500~700)×10-6S/cm, the sparking voltage can be as high as 650 V or more. The water content in the electrolyte only affects the oxidation efficiency of the electrolyte. The higher the water content,the higher the oxidation efficiency of the electrolyte. The electrolyte for 600 V ultra-high voltage aluminum electrolytic capacitor is developed by adjusting the conductivity to668×10-6S/cm and controlling the water content(mass fraction)to3.62%.The life of the capacitor that using the electrolyte can be up to 3000h at 85℃.%电解液是铝电解电容器的关键组元,其性能特征直接决定了电容器的性能发挥.本文通过傅里叶红外光谱(IR)、阳极氧化曲线等研究了电解液电导率和水含量对铝电解电容器用羧酸铵盐体系电解液性能的影响,并探讨了相关作用机理.研究结果表明:电解液电导率是影响闪火电压大小的重要因素,闪火电压随电导率的降低呈非线性增加,电导率降低到(500~700)×10-6S/cm时,闪火电压可高达650 V以上;水含量仅影响电解液的氧化效率,水含量越高,其氧化效率越高.通过将电导率调控至668×10-6S/cm,水含量(质量分数)调控至3.62%,开发了适用于600 V 超高压铝电解电容器的电解液,且电容器85℃寿命长达3000h.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2018(037)001【总页数】7页(P28-34)【关键词】电解液;闪火电压;电导率;水含量;超高压;电容器【作者】李焱根;贾明;艾燕;艾亮;李劼【作者单位】中南大学冶金与环境学院,湖南长沙 410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙 410083;湖南艾华集团股份有限公司,湖南益阳 413000;艾华集团博士后科研流动站协作研发中心,湖南益阳 413000;湖南艾华集团股份有限公司,湖南益阳 413000;湖南艾华集团股份有限公司,湖南益阳 413000;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TM53近年来，随着新能源汽车与新能源等战略新型产业的迅速发展，作为混合动力及电动汽车的电源控制系统、太阳能与风能发电电源管理系统、电源逆变及直流交流切换系统等配套用基础电子元器件，铝电解电容器也同样迎来了诸多发展机遇，特别是耐高压、大容量铝电解电容器[1-5]。
分析开关电源中液态铝电解电容器失效成因
分析开关电源中液态铝电解电容器失效成因摘要：本文阐明了铝电解电容器的主要失效为磨损失效，通过数据、图表分析了纹波电流、电压、温度、频率对电容器失效的影响。
关键词：磨损失效；纹波电流；电压；温度；频率铝电解电容器是电子设备中应用较为广泛的一种元器件，由于具有比较大的电容容量，常被用作整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交流电路的耦合以及储能等。
但其损耗角正切值较大，温度、频率特性相对较差，受纹波电流、瞬时高压、环境温度以及高频影响大，容易造成失效。
本文对其失效原因进行了分析。
1.概述开关电源中液态铝电解电容器主要有以下几种失效模式﹕短路、断路、电容量衰减、损耗因子增大、漏电流增大、电解液泄漏、铝壳防爆孔开裂。
对电容器的应用者而言﹐断路和短路属于“灾难性的失效”，或曰“致命的失效”，由于其完全丧失了电容器的功能。
正常来说，应用者遭遇短路和断路失效现象的机会较为稀少，这是由于铝电解电容器制造流程中的老化环节可以筛除这类“致命不良”。
其他几类失效模式属于“劣化失效”，或曰“耗尽失效”，是由铝电解电容器的组成材料的物理特性决定的，随着其使用或存放时间的增长而必然要表现出来的，与此不同的是，“灾难性的失效”从理论而言是可以避免的，其出现并非必然的、也无明确的规律性。
电解电容的失效遵从一种被称为“浴缸”的失效率曲线，如图1所示。
造成铝电解电容器磨损失效的因素可分为两大部分。
其一是电容本身特性，其中包括制造材料的（极片、电解液、封口等）选择及配方，制造工艺及技术（封口方式、散热技术等）；其二是电容的应用环境，包括（环境温度、散热方式、电压、电流及频率参数等）。
下面主要说明电容应用环境对铝电解电容器寿命的影响。
铝电解电容生命终结一般定义为电容量、漏电流、损耗角这三个关键参数之一的衰减超出一定的范围。
开关电源中液态铝电解电容器的容量变化率，损耗因子，漏电流超出规定允许值或者有明显的外观异常发生，即认为达到了其寿命的终点。
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二.电解液发生闪火的原理
我们在电解液闪火电压的测试过程中，由 于测试电解液的箔片氧化膜结构在形成过程中 并不是完全均匀一致的，故在氧化膜那些薄弱 或是有缺陷部位的地方，施加电压产生的场强 如果超过它能承受的场强，局部过电压就会引 起氧化膜局部发热，使局部地区的电解电流增 加，这样就使该处的局部温升进一步提高，当 达到某一临界温度时，局部电流的集中和局部 温升将相互促进，最后达到局部高温状态，发 生闪火现象。
五.提高电解液闪火电压的方法
根据前面我们分析影响电解液闪火电压的因素以 及结合我们电解液特有的性质和试验过程中的实际情 况我们可以得出以下几种提高电解液闪火电压的方法 ： 1.减少电解液中杂质离子的含量，特别是电极电势低 于氧负离子的杂质离子，电解液闪火电压将提高； 2.严格控制电解液中水分的含量，减少氧负离子的生 成； 3.增加一定量的闪火电压添加剂，抑制氧负离子在铝 氧化膜表面放电发生。
四.影响电解液闪火电压的因素
3.电导率（也可以用电阻率表示）的影响 电解液的浓度与电导率与闪火电压的关系式为： U闪= b-algk 其中k为电解液的电导率，a 、b为电解液的有关的常 数。因此，我们可以根据上面的公式可以推断出在电 解液有关的常数恒定条件下，电解液的电导率与闪火 电压可以近似为反比关系。即电导率较高的电解液， 其闪火电压较低；电导率较低的电解液，其闪火电压 较高。
粘度对电解液闪火电压的影响示意图：
四.影响电解液闪火电压的因素
6.饱和蒸汽压的影响
从上面数据和分析图可以看出，随着饱和蒸汽压 数值的变大，电解液的闪火电压则降低。
四.影响电解液闪火电压的因素
7.电解液溶剂的影响
极性溶剂
含有—OH等极性基团， 促进氧负离子的生成
闪火电压降低
溶剂
非极性溶剂
含有非极性基团（比如 含—O—），阻碍了氧负 离子的形成
四.影响电解液闪火电压的因素
5.粘度的影响 电解液的粘度对电解液的闪火电压也有很大的影 响，目前粘度影响电解液的闪火电压可以依据电解液 浓度的大小的理论来分析，即浓度大的电解液，电解 液粘度较大，电解液闪火电压较高；浓度小的电解液 ，电解液粘度较小，电解液闪火电压较低。
四.影响电解液闪火电压的因素
电解液不仅作为电容器的阴极，而且还 起到修补氧化膜的作用，所以不同电解液用 于不同电压系列下的电容器，电解液的闪火 电压直接影响到产品的工作性能和使用寿命 ，而影响电解液的闪火电压高低的因素有很 多，所以对影响电解液闪火电压因素的研究 也是今后工作的一个重要方面。
四.影响电解液闪火电压的因素
影响电解液闪火电压的因素我们可以分为两种： 1.内部因素：包括电解液中的杂质离子、电解液 中的水分、电导率、PH值、粘度、饱和蒸汽压、电解 液的溶剂、电解液的主溶质、电解液的添加剂等；
2.外部因素：包括测试电解液闪火电压的电极箔 、测试的升压电流、测试的电解液温度、测试环境的 湿度、测试环境下的压强。
内部因素
四.影响电解液闪火电压的因素
1.电解液中的杂质离子： 如果电解液中存在活化能力很强比氧离子更低电位的 杂质离子，具有较强的释放电子的能力，就会使闪火 电压降低，并且能破坏氧化膜。
四.影响电解液闪火电压的因素
4.测试环境的湿度 测试电解液的环境对电解液的测试影响也不小，电解 液暴露在潮湿的空气中容易吸水，导致电解液中的水 分含量增加，吸收的水分会产生更多的氧负离子，从 而使得闪火电压降低。 H2O
电解液
H2O
闪火电压降低
H2O
H2O
四.影响电解液闪火电压的因素
5.测试环境的压强 我们测试电解液一般都是在正常大气压（一个大气压 ）环境下进行，如果我们所处的环境低于或者是高于 正常大气压环境下测试的话则闪火电压有很大的影响 。 ①小于正常大气压：
四.影响电解液闪火电压的因素
4.电解液PH值（酸碱度）的影响 在电导率一定的条件下，电解液的PH值对其闪火 电压也有很大的影响：
四.影响电解液闪火电压的因素
电导率一定的电解液，其不同PH值对应不同闪火 电压。从上面数据可以看出，电解液闪火电压随着PH 值的降低而降低，这是因为工作电解液的酸度越高， 其含氧酸根离子浓度就越多，氧负离子放电的概率变 大，使得闪火电压降低 。
铝电容器有关电解液闪火电压 的探讨
部门：电容器 主讲：宋毅臻
1.前言 2.电解液发生闪火的原理
3.电解液闪火电压的性能
4.影响电解液闪火电压的因素 5.提高电解液闪火电压的方法
一.前言
随着科学技术的进步和发展，对铝电解电容器有越 来越高的技术和质量要求，诸如汽车工业、军事领域、 航天领域、家用电器、通信工程等领域都离不开铝电解 电容器。铝电解电容器的使用已普及到人们的具体生活 中，比如程控交换机、电话机、手机、计算机、电脑、 电视等高技术尖端产品，因此高品质、高质量的铝电解 电容器的研制和生产越来越迫切 。随之而来，越来越 多的高端大型仪器和设备所需求的铝电容器工作电压也 逐渐提高，而铝电容器工作电压又与其工作电解液的闪 火电压有着密切的关系，所以铝电容器工作电解液的闪 火电压的研究也越来越引起行业人士的关注。
小于大气压 小于大气压
有利于氧 气的释放
电解液
小于大气压 小于大气压
闪火电 压降低
四.影响电解液闪火电压的因素
②大于正常大气压：
大于大气压 大于大气压
不利于氧 气的释放
电解液
大于大气压 大于大气压
闪火电 压升高
影响电解液闪火电压的外部因素除了以上因素外，还 有工艺制造过程中的影响（比如浸渍过程中的浸渍温 度和浸渍时间的控制，装配封口的时间控制等），分 析其原理跟前面讲述的基本一致。
三.电解液闪火电压的性能
工作电解液的氧化效率η定义为： η=tr/tm 式中：tr为按理论计算所需时间，单位s； tm为实测时间，单位s。 根据法拉第定律换算可以得理论时间为： η=(2.331Uf ) / (jtm)*100% 式中：Uf为形成电压，单位V； j 为电流密度，单位mA/cm2
针对上述公式比较繁琐，为了计算方便和实验的需求，
谢谢欣赏
四.影响电解液闪火电压的因素
9.电解液添加剂（闪火提升剂）的影响 添加剂对电解液闪火电压的影响已经有许多文献 报道，主要总结原因是添加剂中一般是聚合度比较大 的分子占据了氧化膜的孔洞，阻碍了氧负离子在此放 电，大大降低了氧化膜的破坏程度，从而促进氧化膜 进一步修补，使得氧化膜耐压性进一步提高。
外部因素
三.电解液闪火电压的性能
4.振幅电压△U 振幅电压△U为电解液发生闪火后在某个时间段内 上下波动的电压大小。 振幅电压△U的大小能直接反应出电解液在发生闪 火以后对氧化膜修补能力。 即： △U较大，表现为电解液修补氧化膜能力较差 ； △U较小，表现为电解液修补氧化膜能力较好。
四.影响电解液闪火电压的因素
阳极上的阴离子放电顺序： S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞SO42-＞ NO3- ＞F-
四.影响电解液闪火电压的因素
2.电解液中水分的影响 工作电解液的氧负离子主要来源于无机酸的含酸 根离子及水中的氢氧根离子，其浓度以及其所带电荷 数在很大程度上决定了阳极电介质界面处负离子的电 荷密度从而影响到闪火电压。阳极表面的氧负离子较 多，则在此氧负离子发生放电的几率较大，因此我们 可以根据这个规律得出，在溶质含量相同的电解液中 如果水分含量较高的电解液则闪火电压会偏低。
闪火电压升高
四.影响电解液闪火电压的因素
8.电解液溶质的影响 电解液溶质一般是含有多个碳原子碳链的羧酸盐 ，它对闪火电压的影响是由溶质物质分子结构上的基 团和分子碳链链长共同决定的。
碳链短
RCOO-基团占主导作用
促进更多的氧 负离子生成 限制氧负离子 的形成
闪火电压降低
溶 质
碳链长
碳链占主导作用
闪火电压升高
四.影响电解液闪火电压的因素
2.升压电流 用不同大小的电流进行升压，升压过程中所形成 的氧化膜结构也不一样，故所形成氧化膜的耐压性能 也不一样。 实例：
四.影响电解液闪火电压的因素
3.测试的电解液温度 不同温度下的电解液测试闪火电压也是不一样的。
四.影响电解液闪火电压的因素
B,C,D代表三种不同电解液在30℃，85℃和105℃的升高而降低。我们可以 根据闪火电压与温度的关系式有： U闪≈ α+β/T 电解液随着温度的增加其闪火电压数值减小。
二.电解液发生闪火的原理
1.第一阶段： 2Al3+ + 3O22.第二阶段：2O2- – 4e
Al2O3
O2
三.电解液闪火电压的性能
铝电容器闪火电压的性能主要体现有以下几个参
数： 1.初闪电压（即闪火点） 铝电容器电解液的初闪电压为电解液开始发生闪火 现象时刻点的电压，也即氧负离子在氧化膜表面放电使 得介质氧化膜击穿时刻的电压。 2.氧化效率 氧化效率是表征形成箔的形成特性优劣的重要指标 。这是由于工作电解液除了作为电容器的阴极外，它还 起到在电解电容器的老练和工作过程中不断提供氧以修 补损伤的介质氧化膜的作用。在介质氧化膜的修补过程 中，修补的氧是由工作电解液所提供的，这就涉及到氧 化膜生长速度的问题，人们常用氧化效率来描述。
三.电解液闪火电压的性能
我们可以把电解液的氧化效率用以下公式表征，同 样可以描述介质氧化膜生长的速度： E=US/t 式中：E为电解液的氧化效率，单位V/S； US为电解液的初闪电压，单位V； t为电解液达到初闪电压时对应的时间，单位s； 3.最高闪火电压 电解液的最高闪火电压为箔片在电解液升压测试过 程中发生闪火之后所达到的最高电压。它的表征同样可 以反映出电容器产品在工作时电解液所能承受的浪涌电 压的大小。
四.影响电解液闪火电压的因素
1.测试电解液闪火电压的电极箔影响 测试电解液闪火电压的电极箔对闪火电压的影响 分两种：即测试闪火电压电极箔体系的影响、测试电 极箔达到电压的影响。 ①同一电压，不同体系：