鋁電解電容器有哪些常見的失效模式?

鋁電解電容器簡單的說是一個裝有液體電解質(zhì)鋁質(zhì)圓筒，再插入經(jīng)過特殊表面處理的鋁箔條做正極，經(jīng)過密封后制成。鋁電解電容器的特點是容量大，有正負極，適用于電源濾波或者低頻電路中。鋁電解電容常見的失效模式有漏液、擊穿、開路、電參數(shù)惡化、燒毀、爆炸等。

漏液，是電容器失效的原因之一，鋁電解電容也不例外。鋁電解電容其工作電解液呈現(xiàn)酸性，如果溢出，則會嚴重污染和腐蝕電容器周圍的其他元器件和印刷電路板。同時電解電容器內(nèi)部，由于漏液而使工作電解液逐漸干涸，喪失修補陽極氧化膜介質(zhì)的能力，導(dǎo)致電容器擊穿或電參數(shù)惡化而失效。產(chǎn)生漏液的原因是很多的，如：鋁電解電容器密封不佳;采用橡膠塞密封鋁電解電容器的，則可能因為使用太久，導(dǎo)致橡膠老化、龜裂而引起漏液現(xiàn)象;機械密封工藝存在問題;安裝問題，一般生產(chǎn)廠商會考慮到漏液問題，他們會在企標中明確規(guī)定要立式安裝，而有些企業(yè)則采用了臥式安裝等。

鋁電解電容器擊穿是由于陽極氧化鋁介質(zhì)膜破裂，導(dǎo)致電解液直接與陽極接觸而造成的。氧化鋁膜可能因各種材料，工藝或環(huán)境條件方面的原因而受到局部損傷。在外加電場的作用下工作電解液提供的氧離子可在損傷部位重新形成氧化膜，使陽極氧化膜得以填平修復(fù)。但是如果在損傷部位存在雜質(zhì)離子或其他缺陷，使填平修復(fù)工作無法完善，則在陽極氧化膜上會留下微孔，甚至可能成為穿透孔，使鋁電解電容器擊穿。此外，隨著使用和儲存時間的增長，電解液中溶劑逐漸消耗和揮發(fā)，使溶液酸值上升，在儲存過程中對氧化膜層發(fā)生腐蝕作用。同時，由于電解液老化與干涸，在電場作用下已無法提供氧離子修補氧化膜，從而喪失了自愈作用，氧化膜一經(jīng)損壞就會導(dǎo)致電容器擊穿。工藝缺陷也是鋁電解電容器擊穿的一個主要原因。如鉚接工藝不佳時，引出箔條上的毛剌嚴重剌傷氧化膜，刺傷部位漏電流很大，局部過熱使電容器產(chǎn)生熱擊穿。在使用上過溫，過紋波電流或過機械應(yīng)力都有可能使電容擊穿失效。

電參數(shù)惡化，電容量下降與損耗增大，鋁電解電容器的電容量在工作早期緩慢下降，這是由于負荷過程中工作電解液不斷修補并增厚陽極氧化膜所致。鋁電解電容器在使用后期，由于電解液耗損較多、溶液變稠，電阻率因黏度增大而上升，使工作電解質(zhì)的等效串聯(lián)電阻增大，導(dǎo)致電容器損耗明顯增大。同時，黏度增大的電解液難于充分接觸經(jīng)腐蝕處理的凹凸不平鋁箔表面上的氧化膜層，這樣就使鋁電解電容器的極板有效面積減小，引起電容量急劇下降。這也是電容器使用壽命臨近結(jié)束的表現(xiàn)。此外，如果工作電解液在低溫下黏度增大過多，也會造成損耗增大與電容量急劇下降的后果。在使用上過溫，過紋波電流都有可能使電容量下降與損耗增大。

漏電流增加往往導(dǎo)致鋁電解電容器失效。工藝水平低，氧化膜損傷與沾污嚴重，工作電解液配方不佳，原材料純度不高，電解液的化學(xué)性質(zhì)與電化學(xué)性質(zhì)難以長期穩(wěn)定，鋁箔純度不高，雜質(zhì)含量多等等這些因素均可能造成漏電流超差失效。鋁電解電容器中氯離子沾污嚴重，漏電流導(dǎo)致沾污部位氧化膜分解，造成穿孔，促使電流進一步增大?？傊?，鋁箔中金屬雜質(zhì)的存在，會使鋁電解電容器漏電流增大，從而縮短電容器的壽命.在使用上過壓等有可能使電容的漏電流增加。

鋁電解電容發(fā)生燒毀，一般是以下原因引起：正負極接反鋁電解電容器是一種有正負極的電容器，如果安裝鋁電解電容器時正負極接錯就會發(fā)生電容燒毀現(xiàn)象;耐壓不夠當(dāng)電壓超過鋁電解電容器的本身的耐壓值時，也會發(fā)生電容燒毀的現(xiàn)象;質(zhì)量不合格一些生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的鋁電解電容不合格，也可能引發(fā)電容的燒毀等。鋁電解電容器在高溫或潮熱環(huán)境中長期工作時可能出現(xiàn)開路失效，其原因在于陽極引出箔片遭受電化學(xué)腐蝕而斷裂。對于高壓大容量電容器，這種失效模式較多。此外，陽極引出箔片和陽極箔鉚接后，未經(jīng)充分平，則接觸不良會使電容器出現(xiàn)間歇開路。在使用上，過機械應(yīng)力有可能使電容開路。

鋁電解電容器在工作電壓中交流成分過大，或氧化膜介質(zhì)有較多缺陷，或存在氯根、硫酸根之類有害的陰離子，以致漏電流較大時電解作用產(chǎn)生氣體的速率較快，工作時間愈長，漏電流愈大，殼內(nèi)氣體愈多，溫度愈高。電容器金屬殼內(nèi)外的氣壓差值將隨工作電壓和工作時間的增加而增大。如果密封良好，又沒有任何防爆措施，則氣壓增大到一定程度就會引起電容器爆炸。目前，已普遍采用防爆外殼結(jié)構(gòu)，在金屬外殼上部增加一道褶縫，氣壓高時將褶縫頂開，增大殼內(nèi)容積，從而降低氣壓，減少爆炸危險。在使用上如加過載電壓，對電容急速充放電，施加反向電壓等都有可能使電容爆炸。