铝电解电容常见的失效模式和储存方法

电子领域，铝电解电容是极为常见且关键的电子元件，被广泛应用于各类电子设备中。

什么是铝电解电容?

铝电解电容是一种有极性的电容器，它以铝圆筒作为负极，内部装有液体电解质，再插入一片弯曲的铝带作为正极。制作过程中，还需经过直流电压处理，在正极片上形成一层氧化膜作为介质。这种独特的结构赋予了它大容量的特点，使其在电源滤波、低频电路等场景中发挥着不可替代的作用。然而，它也存在漏电大、稳定性差的缺点，并且有正负极性之分，在使用时需要特别注意极性的连接，否则可能导致电容损坏甚至引发电路故障 。

常见的失效模式

铝电解电容在使用过程中，由于受到多种因素的影响，可能会出现各种失效模式，严重影响电子设备的正常运行。常见的失效模式包括漏液、爆炸、开路、击穿、电参数恶化等。

1.漏液：铝电解电容的工作电解液呈酸性，一旦发生漏液，会严重污染和腐蚀周围的元器件及印刷电路板。同时，内部电解液的逐渐干涸会使其丧失修补阳极氧化膜介质的能力，进而导致电容器击穿或电参数恶化而失效。漏液的原因多种多样，可能是密封不佳，也可能是采用橡胶塞密封的电容因使用时间过长，橡胶老化、龟裂所致;机械密封工艺存在问题，或者安装方式不符合要求，如将原本应立式安装的电容采用卧式安装等，都可能引发漏液现象。

2.爆炸：当铝电解电容器工作电压中的交流成分过大，氧化膜介质存在较多缺陷，或者电解液中含有氯根、硫酸根等有害阴离子，导致漏液电流较大时，电解作用产生气体的速率会加快。随着工作时间的增加，漏电流增大，壳内气体增多，温度升高，电容器金属壳内外的气压差值也会随之增大。若密封良好且无防爆措施，气压增大到一定程度就会引发爆炸。虽然目前普遍采用防爆外壳结构，如在金属外壳上部增加褶缝，以降低爆炸风险，但在使用过程中，过载电压、对电容急速充放电、施加反向电压等操作仍有可能导致电容爆炸。

3.击穿：阳极氧化铝介质膜破裂，致使电解液直接与阳极接触，就会造成铝电解电容器击穿。氧化铝膜可能因材料、工艺或环境条件等方面的原因而受到局部损伤。正常情况下，工作电解液提供的氧离子可在损伤部位重新形成氧化膜，实现阳极氧化膜的填平修复。然而，如果损伤部位存在杂质离子或其他缺陷，修复工作就无法完善，阳极氧化膜上会留下微孔甚至穿透孔，最终导致电容器击穿。此外，随着使用和储存时间的增长，电解液中溶剂逐渐消耗和挥发，溶液酸值上升，会对氧化膜层产生腐蚀作用。同时，电解液老化与干涸会使其在电场作用下无法提供氧离子修补氧化膜，丧失自愈作用，一旦氧化膜损坏，电容器就会被击穿。工艺缺陷也是导致击穿的一个重要原因，例如铆接工艺不佳时，引出箔条上的毛刺严重刺伤氧化膜，刺伤部位漏电流很大，局部过热就会使电容器发生热击穿。在使用过程中，过温、过纹波电流或过机械应力等都有可能导致电容击穿失效。

4.烧毁：铝电解电容发生烧毁现象，主要有以下几个原因。一是正负极接反，由于铝电解电容器有正负极之分，若安装时接错极性，就会发生电容烧毁;二是耐压不够，当施加的电压超过铝电解电容器本身的耐压值时，也会导致电容烧毁;此外，一些生产厂家生产的铝电解电容质量不合格，也可能引发电容烧毁。

5.开路：在高温或潮热环境中长期工作，铝电解电容器可能出现开路失效，这主要是因为阳极引出箔片遭受电化学腐蚀而断裂，这种失效模式在高压大容量电容器中较为常见。另外，阳极引出箔片和阳极箔铆接后，若未经充分平整，接触不良会使电容器出现间歇开路。在使用过程中，过机械应力也有可能导致电容开路。

6.电参数恶化：电参数恶化包括电容量下降与损耗增大、漏电流增加等情况。随着使用时间的增长，铝电解电容器的电容量在工作早期会缓慢下降，这是由于负荷过程中工作电解液不断修补并增厚阳极氧化膜。而在使用后期，电解液耗损较多、溶液变稠，电阻率因黏度增大而上升，导致工作电解质的等效串联电阻增大，电容器损耗明显增大。同时，黏度增大的电解液难以充分接触经腐蚀处理的凹凸不平铝箔表面上的氧化膜层，使极板有效面积减小，引起电容量急剧下降，这通常也是电容器使用寿命临近结束的表现。此外，如果工作电解液在低温下黏度增大过多，同样会造成损耗增大与电容量急剧下降的后果。漏电流增加往往会导致铝电解电容器失效，其原因可能是工艺水平低，氧化膜损伤与沾污严重，工作电解液配方不佳，原材料纯度不高，电解液的化学性质与电化学性质难以长期稳定，铝箔纯度不高，杂质含量多等。在使用过程中，过压等情况也有可能使电容的漏电流增加。

铝电解电容的存储与使用注意事项

在存储方面，应存放在阴凉干燥的环境中，温度尽量控制在25度左右，湿度控制在55%以下，避免长期处于高温环境，否则内部电解液会发生变化，影响电容寿命。存放时需保持原厂包装，并保证有放电装置，同时不宜堆积过高。一般来说，保存期限为2年，对超过保存期限的产品需重新检验，确认无异常后再使用。长时间存放的铝电解电容，漏电流可能会增加，在使用前，必须施加6 - 8小时的额定工作电压进行化成。在使用过程中，要严格按照电容的额定参数进行操作，避免过压、过流、过温等情况，同时要注意极性的正确连接。