铝电解电容为什么不能承受反向电压？

作者：NCC黑金刚    发布时间：2021-08-01 19:33:36  访问量：9468  来源：NIPPON CHEMI-CON

　　下图显示了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。今天ncc黑金刚代理商樱拓贸易小编就跟大家介绍一下。

　　一、许多文章报道了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。

　　二、名词解释：

　　1. 阳极( anode )：阳极铝层，即电解电容的正极。

　　2. 阴极( cathode )：电解液层。

　　3. 电介质( Dielectric di )：附着在铝层表面的氧化铝层。

　　4. 阴极箔( Cathode Foil )：连接电解液和外部的层，这层在制作中并不需要氧化，但是在实际中由于在蚀刻过程中铝容易被氧化，所以其形成了一个自然被氧化的氧化层，这个氧化层可以承受 1~2v 的电压。

　　5. 绝缘纸 (spacer paper): 隔离阴极和阳极，让他们不直接短接，并吸附一定量的电解液。

　　三、Q&A

　　1、有极性电容反接后会怎么样?

　　如果电容容量很小，耐压很高，工作电压低的话，反接看不出来啥;如果容量稍大(100UF以上)，耐压离工作电压近，电容不会超过10分钟就坏，坏的表现形式是：先鼓包，再吹气，然后爆浆。

　　2、有极性电容器反接会爆炸，是不是说不能直接接在交流电源上?

　　不能接到交流电源上，因为这个有极性电容设计就是用在直流电源上，作滤波用，我原来也问过这种问题，想了好久，一直在问“电容不是隔直通交的吗，怎么有极性电容就不能用在交流电源上呢?”，因为这个有极性电容内部有特殊的物质，这个物质不能承受反压，如果通到交流电上就会反向击穿或爆炸。

　　3、有极性电容不能反接，为何允许交流负半周通过?

　　交流信号在一定条件下可以把电容当作短路，此时交流信号的负半周怎么解决?难道要上拉成直流?

　　交流信号必须承载在直流电流上，正是要上拉成直流!

　　有极性电容工作时正极电位一定要高于负极.否则电容漏电----轻则电路无法工作,重则电容爆炸。

　　4、极性电容接反为什么会短路?

　　极性电容内部结构分为正极、介质层、负极，介质层具有单向导电的性质，当然接反后产品介质层就起不到绝缘的作用了，电容自然就短路了。

　　5、为什么把电解电容器正负极接反时电阻率变小?

　　涉及到电解电容器的原理：正接时电容器的正极会形成极薄的氧化膜(氧化铝)来作为电介质;反接时金属铝薄片(电容正极)是接电源负极的，会电解出H2来而不会形成氧化膜，另一电极由于材料不同也不会形成可以作为电介质的氧化膜。

　　铝电解电容器是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的。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。

　　日本NIPPON CHEMI-CON贵弥功株式会社(品牌：NIPPON CHEMI-CON ，简称：NCC、黑金刚、贵弥功)创立于1931年，其铝电解电容器产品的全球市场占有率名列首位，深受客户信赖，品牌口碑持续保持行业最前列。主要产品：铝电解电容、导电性固体高分子电容、压敏电阻、多层陶瓷电容、超级电容、扼流线圈等。

　　上海樱拓贸易有限公司成立于2006年，已荣获国内外众多知名品牌电子元器件厂商的授权代理资质。公司代理的各类被动、主动电子元器件产品，广泛应用于汽车电子、通信网络、新能源、家电、电源、照明、安防、工控、智能三表、消费电子、轨道交通、军工、物联网等先进制造领域。公司秉承“诚信、勤奋、专业、高效”的经营理念，为客户提供多元化的电子元器件选型方案和技术支持。我们期待与更多的合作伙伴携手同进、共创未来!

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