5铝电解电容器迎来难得的机遇
信息时代的到来,知识经济的出现,不仅给全球经济带来了福音,也给电子工业带来前所未有的繁荣,同样,铝电解电容器也得到空前的发展。
5.1市场方面的机遇
5.1.1通信市场爆发式增长
信息时代的到来,使得各种通信手段、网络技术得到蓬勃发展,程控交换机、电话机、手机、无绳电话机、呼机、台式计算机、笔记本电脑、掌上计算机、显示器、复印机、传真机、打印机、扫描仪、充电器等等,得到迅速普及,在其电源部分大量使用铝电解电容器。从低压到高压、从小容量到大容量,种类繁多,需求量巨大。
5.1.2汽车电子来势汹涌
传统汽车电子化涉及十大电子系统,其中有电子仪表盘、电子喷油系统、汽车音响系统、发动机管理系统、全球定位系统、刹车防抱死系统、安全气囊系统、自动驾驶系统、自动窗系统、自动锁系统等。这些系统中全都或多或少地要使用铝电解电容器。而未来的电动汽车更是铝电解电容器新的增长点,每部电动汽车至少需要4只高压大容量铝电解电容器用在电池充电、电压转换、逆变器等电路中。
5.1.3家用电器的普及
彩色电视机、音响、照相机、VCD、DVD、磁带录像机、激光唱机、变频空调、变频冰箱、洗衣机、微波炉、电饭锅、吸尘器、节能灯以及未来数字电视、机顶盒和数码相机等都是铝电解电容器的使用大户。一台数字电视机中铝电解电容器的需求量是普通电视机的3倍。
5.1.4工业领域
随着计算机集成制造系统(CIMS)、数字加工中心、自动装配机等各种自动化技术的日益广泛,促进了变频技术的发展,工业领域大量使用开关电源、不间断电源(UPS)、逆变器、监视器、变频电机、数控设备,其中大量使用铝电解电容器。另外,激光加工、逆变焊机、电梯、石油勘探、第三代和第四代IGBT的开发、甚至发达国家高速公路的太阳能照明系统等等也需要使用大量的铝电解电容器。
5.1.5军事及航空航天领域
近几年,军队作战已逐步变成电子对抗,电子装备水平的高低直接预示着战场的胜负。航空航天领域更是大量使用先进的电子设备。在这些电子设备中同样大量使用铝电解电容器。
总之,只要是使用电子设备的地方,基本上都离不开铝电解电容器。有了这些机遇,铝电解电容器保持每年以20%以上的速度增长是不会存在问题的。
5.2技术方面的机遇
5.2.1新型电容器的诞生
近年来,由于材料科学的突飞猛进,使铝电解电容器的技术得以飞速发展。最具代表性的是以有机半导体材料如TCNQ(1S/cm)和导电聚合物如聚吡咯(120S/cm)等作为阴极材料研制出固体片式铝电解电容器。由于新型阴极材料具有比传统电解液(10-2S/cm以下)高得多的电导率,使新型铝电解电容器不仅实现了片式化,而且克服了传统铝电解电容器温度和频率特性差的缺点,达到近乎理想电容器的阻抗频率特性。使铝电解电容器的电性能和可靠性发生了质的飞跃,大大拓宽了铝电解电容器的应用领域。
5.2.2传统电容器制造技术的改进
高纯度、高性能铝箔材料的采用使材料的腐蚀性能大大改善,同时形成的介质氧化膜的漏电流大大降低;先进腐蚀和形成工艺的开发,使阴、阳极铝箔的比容量进一步增加,阳极箔的漏电流进一步下降;化学性稳定的电解质和溶剂,尤其是特种添加剂的应用,减小了对电容器原辅材料的侵蚀,减小了电解液的泄漏;加上新型密封材料的采用,大大提高了电容器的使用寿命和搁置寿命(达到105℃、3000h~5000h);新型电解纸的开发,大大提高了离子的穿透速度,使电容器的ESR降低5倍~7倍,使同样容量的电容器在高频下相当于5只~7只普通电容器。这些材料和工艺技术的改进使传统的铝电解电容器的工作温度范围、可靠性、使用寿命、外形尺寸等的综合性能得到了大大提高。另外,液体立式片型铝电解电容器(V-chip)的开发成功,不仅缩小了电容器的体积,提高了电容器的性能,而且适应了表面贴装技术的发展潮流,进一步拓展了电解电容器的生存空间。
5.2.3纳米复合材料的应用
铁电材料如钛酸钡、钛酸锶等具有几百到几千的介电常数。纳米级铁电薄膜材料的制备与性能研究已经比较成熟。若能将纳米级铁电材料复合于阳极氧化膜上,形成复合氧化膜,必将大大提高阳极箔的比容,使铝电解电容器的体积显著缩小,可大大拓展其应用领域。
6结束语
铝电解电容器一直处于不断克服自身缺点,发挥本征优点的创新与发展过程中。新材料、新技术、新工艺不断涌现,新市场、新领域不断召唤与挑战,极大地促进了铝电解电容器的水平提高与性能改进,反过来又刺激了对铝电解电容器的需求和发展。随着铝电解电容器的新材料、新技术、新工艺不断的实用化,必将推动铝电解电容器进入一个新时代。