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铝电解失效模式及其引发原因分析

2021年04月08日16:30 

当铝电解电容器的工作电压过高,或氧化膜介质有许多缺陷,或存在氯化物、硫酸盐等有害阴离子时,使泄漏电流较大时,电解产气速率较快。工作时间越长,泄漏电流越大,壳体内气体越多,温度越高。随着工作电压和工作时间的增加,电容器金属外壳内外压差增大。如果密封良好,没有防爆措施,当气压升高到一定程度时,电容器就会爆炸。目前,防爆壳体结构已得到广泛应用。工艺缺陷也是铝电解电容器故障的主要原因。
铝电解电容器的工作电压过高,或氧化膜介质有许多缺陷,或存在氯化物、硫酸盐等有害阴离子时,使泄漏电流较大时,电解产气速率较快。工作时间越长,泄漏电流越大,壳体内气体越多,温度越高。随着工作电压和工作时间的增加,电容器金属外壳内外压差增大。如果密封良好,没有防爆措施,当气压升高到一定程度时,电容器就会爆炸。
目前,防爆壳体结构已得到广泛应用。在金属壳体的上部增加了折缝。当气压较高时,将折缝推开,增加壳体体积,从而降低气压,降低爆炸危险。在使用中,如果施加过载电压,电容器迅速充放电,施加反向电压,电容器可能爆炸。
3. 击穿
铝电解电容器的击穿是由于阳极氧化铝介质膜的破裂,导致电解液与阳极直接接触而引起的。氧化铝膜可能因各种材料、工艺或环境条件而局部损坏。在外电场作用下,工作电解液提供的氧离子能在受损部位重新形成氧化膜,使阳极氧化膜得到填充和修复。但是,如果损坏部位有杂质离子或其他缺陷,使填充和修补工作无法完美进行,就会在阳极氧化膜上留下微孔,甚至成为通孔,造成铝电解电容器击穿。
另外,随着使用和贮存时间的增加,电解液中的溶剂逐渐消耗和挥发,使溶液的酸值升高,在贮存过程中对氧化膜造成腐蚀。同时,由于电解液的老化和干燥,在电场作用下不能提供氧离子来修复氧化膜,失去了自愈作用。一旦氧化膜损坏,电容器就会损坏。工艺缺陷也是铝电解电容器故障的主要原因。例如铆接工艺不好时,颖壳上的毛刺会严重损伤氧化膜,刺穿部位的泄漏电流很大,局部过热会造成电容器热击穿。在使用中,过温、过纹波电流或过大的机械应力都可能导致电容器击穿失效。

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