濕式鋁電解電容器的水分影響及控制

印險峰 沙劍 余云國

摘? 要：隨著我國經濟飛速發展，我國的電解電容器生產企業也在越來越完善，在企業生產過程中對電解電容器的質量控制以及在電解電容器的生產過程中水分的管控，直接影響著產品質量和產品的使用壽命，所以在生產過程中水會對電解電容器產生很重要的影響，那么在生產過程中對水分的控制是一個值得深思的問題。

關鍵詞：濕式鋁電解電容器;水分;吸水量;生產過程;水分控制

中圖分類號：TM535? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

在目前國際市場中電解電容器的供應鏈也越來越成熟，在國際市場中的生產供應也集中在了國內，日本、韓國、臺灣等地區，但是在電解電容器的生產過程中，還存在許多值得研究的控制點，象生產過程中的水分控制，需要對電解電容器的水分進行控制。控制電解電容器的水分就需要首先（須從）控制芯包的儲存環境、烘干條件以及電解液的管理等三方面來進行研究實驗與討論，象芯包儲存環境在不同天氣情況下對全天各時段的空氣濕度進行監控，得出結論并給出合理的控制方案。在芯包的烘干過程中應對傳統烘干技術進行改進，縮短烘干時間，提升工作效率，增加產能，才能為我國的經濟發展貢獻更大的力量。

1 分析電解電容中芯子的水分變化

在鋁電解電容器的生產過程中，電解電容器中水分的變化主要還需要分析其組成結構，電解電容器中水分含量的多少主要是指其封裝后電解電容器內芯子的水份含量，所以分析電解電容器中水分含量的多少，就需要對封裝過程中芯子浸漬的前后及電糊配置等方面進行試驗觀察處理，在不同的溫度下去討論含水量變化。在測試其內部含水量時需要采用水分干燥容器與稱量工具，只有如此才能最大限度地降低芯子與空氣的接觸，導致測量結果不準確。

1.1 電解電容器芯子的浸漬前處理

進行該項試驗操作時，需要在電解電容器裝配前保證芯子充分干燥，保證芯子充分干燥后再使用，在芯子浸漬后需快速進行裝配，如此嚴格的操作流程是為了減少電解電容器的芯子，減少暴露在空氣中吸收水分的時間，減少芯子水分的吸收有利于提高產品的品質與質量。芯子的含水量多少對電解電容器產品使用時的溫度特征及耐久性會產生很大的影響，水分過少也會影響芯子的使用性能，否則會導致性能降低。在現有的試驗中，應將水含量控制在合理的范圍內，以10%以下為宜（無論是水系產品、高水系產品還是非水系產品，都不能因為芯包的含水量而改變電解液的水分含量比例，所以要嚴格控制芯包以及環境帶入的水分）。對于一些穩定性高的電容器來講，水含量少為好，氧是由溶液中的水提供的。水分不足將影響鋁膜形成或修補。試驗前，在烘箱內將芯子放烘1 h，再在干燥瓶內冷卻至室溫。相對濕度控制在95%下（環境濕度我們都控制在60%以下）。對于吸水量與時間的關系如下，電容器的芯子吸水到一定程度后，吸水速度將出現明顯地下降，最終逐漸趨于穩定。由于芯子的體積增大，其吸水量趨于充足，其吸水的速度也會有明顯的下降。在常溫條件下，隨著空氣中相對濕度的變化，芯子的吸水量并不會完全隨著濕度的變化而變化。在常溫空氣濕度為，80%時，芯子的吸水量不會產生明顯變化，而在空氣中濕度為90%～100%時，芯子的吸水量會驟然增大。在90%時，在溫度不斷變化下的情況，芯子吸水量隨溫度的升高而增加。吸水量增加，芯子變化較為顯著，芯子的體積在不斷變大的情況下，吸水量也將隨之增大，但不宜出現飽和的狀態，反之，芯子體積小，吸水量將大大降低，吸水容易出現飽和。基于上述的變化規律，觀察芯子浸漬前時間下，芯子的濕度控制。在春、夏季節，相對濕度變化較為明顯，保持在75%以下。

1.2 芯子除水處理

芯子在65 ℃恒溫條件下，去掉95%的水分，芯子在這樣的條件下掉75 %水分。恒溫下，芯子水分將會大部分除盡。在85℃條件下，并且處于恒溫的狀態下，去掉芯子內的水分。除水量與時間在溫度下的影響較為明顯，除水效果大大提高，考慮到實際的環境，工廠的芯子堆放于一個容器之內，大體積的芯子，除水速度較慢?？紤]到干燥的芯子吸水速度越快，迅速放入容器內，除去大量的水分。

1.3 電解電容器芯子的浸漬后處理

在電解電容器生產過程中，芯子在浸漬電解糊后，不可避免的一定會吸收空氣中的水分，但是由于所使用的電解糊溶劑不同，也就使芯子的吸水速度有快有慢。分別將其浸入電解電容器芯子放置與常溫室內，在Rh值為95%的條件下進行芯子吸水性試驗。隨著芯子吸水性試驗的進行，芯子的吸水量也會逐漸增強且速度加快，隨著吸水試驗的進行后期吸水速度也會逐漸減緩，但是芯子的含水量仍會十分巨大。如電解糊溶劑為含有乙二醇系溶劑時，芯子浸漬后，24 h共吸水量達到了23 mg，其他電解糊溶劑浸漬后的芯子的吸水量也能夠達到20 mg，在與干燥的芯子進行吸水量對比時，浸漬后的芯子吸水量是干燥芯子的吸水量的4倍以上，由于電解糊所使用的溶劑性質大都相同，所以生產商在進行電解電容芯子裝配的環節中，需要采取相應的處理措施，已達到控制浸漬后芯子的吸水量，另一方面是保證車間生產時車間中空氣濕度與溫度，并需使車間溫度小于30 ℃，濕度小于75%。

2 電解電容器芯子中的水分對產品的電性能的影響

電解電容在使用過程中影響其電性能的有鋁箔、隔紙和裝配過程中質量的控制等因素，電解電容中水分的大小只是其中的影響因素之一，在電解電容生產過程中其他因素滿足要求時，芯子的含水量允許在規定值內有一定量的變化。

2.1 電解電容溫度的特性

當電解電容中芯子的含水量與乙二醇比達到35%時，其凝固點在5 ℃。但是在使用乙二醇溶劑配置電糊時，其高溫性能不能夠滿足其要求，電解電容阻抗比在以乙二醇為主溶劑配置電糊時，應比其他類型電糊配置時多加8%的水分，在分別裝配成電容器。在進行阻抗比試驗時，非電糊阻抗比小于電糊阻抗比的均值，但是電糊的阻抗比并不能夠滿足試驗檢測的要求。減少阻抗比的方式與方法有很多，象增加電解電容的電離常數比較大的電解質，或者加入能夠降低電解電糊凝固溫度點的材料物質。

2.2 電解電容的耐久性

在電解電容生產后，其產品質量的耐久度，在排除水分因素外的其他因素后，選用含水量不同的電解電容器進行耐久性比對試驗。使用含水量相差值在6 %的電解糊分別進行電容器浸漬，從中隨機抽取，在+85 ℃條件下進行電解電容的耐久性比對試驗，在試驗后通過含水量大的電解電糊浸漬后的電容器，其容量的變化率大于含水量小的電解電糊浸漬后的電解電容器，電解電糊浸漬后的電容器其中含水量的大小會影響電容器的產品耐久性。

3 結論

目前我國的電解電容器生產企業產品技術已經處于國際領先的行列，并且在國際同業中占據了很重要的出口比例，但是在實際生產過程中還需要加強產品質量管理，只有加強對電解電容器生產過程中的管理，才能更好地保證產品質量，為我國的經濟發展貢獻更大的效益，在實際生產運行過程中不斷加強對產品的水分控制，嚴格執行每道工序過程。只有控制好每一道工序才能更好地提升客戶滿意度，不斷改進減少成本不必要的浪費，推進流程生產速度并提升產品質量，為企業創造更多的經濟利益。

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