为什么铝电解质电容不能承受反向电压？

Q

为什么铝电解质电容不能承受反向电压？

A 由于电解电容器存在极性，在使用时必须注意正负极的正确接法，否则不仅电容器发挥不了作用，而且漏电流很大，短时间内电容器内部就会发热，破坏氧化膜，随即损坏。如图为铝电解电容的基本结构，它由阳极（anode）、在绝缘介质上附着的氧化铝构成的铝层，接收极的阴极铝层，和真正的由电解液构成的阴极。电解液浸透在两个铝层间的纸上。氧化铝层是通过电镀在铝层上，相对于加在其上的电压来说是非常薄的，很容易被击穿，导致电容失效。

氧化铝层可以承受正向的直流电压，如果其承受反向的直流电压，其很容易在数秒内失效。这个现象被称为‘Valve Effect’，这就是为什么铝电解电容拥有极性的原因，如果电解电容的两个电极都有氧化层，则形成无极性电容。 铝电解电容反向电压的阈值现象的机理，叫做氢离子理论（Hydrogen ion theory），当电解电容承受反向直流电压的时候，即电解液的阴极承受正向电压而氧化层承受负电压，集合在氧化层的氢离子就将穿过介质达到介质和金属层的边界，转化成氢气，氢气的膨胀力使得氧化层脱落。 因此电流在击穿电解液后直接流通电容，电容失效，这个直流电压非常小，在 1~2V的反向直流电压作用下，铝电解电容在几秒钟就会因为氢离子效应而立即失效。相反，当电解电容承受正向电压时候，负离子集结在氧化层之间，因为负离子的直径非常大，其并不能击穿氧化层，所以能承受较高电压。

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