电解电容器铝粉烧结阳极箔的结构设计原理

Structure Design Principle of Aluminum Powder Sintered Anode Foil for Electrolytic Capacitor

摘要: 铝粉电解电容器是21世纪新发展起来的一种新型高性能电容器，其关键技术在于电容器烧结阳极箔的设计与制作。以基带上堆砌铝粉取代腐蚀铝箔，可以显著提高电容器的比电容和生产效率，简化生产流程。文章介绍了电解电容器铝粉烧结阳极箔的设计原理，包括铝粉颗粒尺寸、介电氧化膜厚度和耐压、烧结阳极箔几何尺寸及其比电容等多种技术指标之间的定量关系，可为相关企业的技术开发和生产工艺设计提供一定参考。

图 1 传统铝电解电容器的结构及阳极铝箔的腐蚀与化成：(a)简单铝电容器结构；(b)腐蚀以增加铝箔表面积S；(c)化成后阳极箔获得厚度为d的氧化铝膜

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图 2 铝粉烧结电解电容器的制备及阳极铝粉的化成：(a)阳极基带铝箔；(b)在基带上涂覆铝粉层；(c)烧结使铝粉间及其与基带间导通；(d)使铝表面化成出氧化铝膜并构成电解电容器

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图 3 同样粒径尺寸铝粉的紧密堆垛方式16$ \sqrt 2 $r³体积内含4个半径为r的等径球颗粒

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图 4 氧化铝膜纯度和厚度对击穿电压的影响

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图 5 化成铝粉颗粒的微观结构

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图 6 铝粉颗粒半径r及氧化铝膜(99.5%Al₂O₃, $ {\varepsilon _{{\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{{\rm{O}}_3}}} $=9)厚度(a)或最高耐受电压(b)对理想烧结阳极铝箔比电容的影响

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