降低高压化成箔漏电流的方法

张传超

摘 要：腐蚀箔经过化成后表面会产生致密的Al2O3绝缘层，在铝电解电容器中起到绝缘介质的作用，为了减少绝缘介质的漏电流，可以通过前处理增加热处理方式达到此目的，试验表明在300?600℃温度范围热处理的化成箔有比较好的降低漏电流效果。

关键词：热处理；腐蚀箔；Al2O3；漏电流

铝电解电容器的使用寿命由多种因素决定，除使用过程中的条件外，最重要的是使用的原材料、制造工艺，阳极用化成箔是铝电解电容器最关键的材料，它影响电容器的容量、体积、漏电、损耗、耐纹波大小、等效阻抗、耐压、温度特性等。为了提高铝电解电容器的使用寿命，就要求其漏电小，损耗小，正常工作的情况下内部发热小，产生气体少，才不会在长期工作中失效；电容器产生的热量原因主要两个部分：一是电容器漏电流所造成的发热U-I漏，二是电容器损耗角在纹波电压作用下产生的热量U～Cωtgδ，电容器的有功功率为：

P有= U-I漏+U～Cωtgδ

另外氧化膜致密，疵点少，减少电容器制造过程和使用过程中的击穿，降低电容器的失效因素。

1 试验

1、主要试验仪器和材料：1000V～5A的恒流恒压直流电源，马弗炉，腐蚀箔等。

2、腐蚀箔在沸腾纯水中煮12分钟，接着在100℃的马弗炉内处理1.5分钟，然后在沸腾纯水中再煮10分钟，在100g/L、85℃的硼酸和0.5g/L硼砂混合水溶液中加电，50mA/cm2恒流升压到750V后恒压10分钟，然后取出清洗去极化处理，再在100g/L、85℃的硼酸和0.3g/L硼砂混合水溶液中50mA/cm2恒流升压到750V后恒压35分钟，取出用纯水冲洗干净，在100℃的干燥箱中烘干；然后在热处理温度为200、300、400、500、600℃下，处理时间不变，再分别做5组数据，测试数据为表一的1～6。

3、腐蚀箔在沸腾纯水中煮12分钟，然后在100g/L、85℃的硼酸和0.5g/L硼砂混合水溶液中加电，50mA/cm2恒流升压到750V后恒压10分钟，取出清洗去极化处理，再在100g/L、85℃的硼酸和0.3g/L硼砂混合水溶液中50mA/cm2恒流升压到750V后恒压35分钟，取出用纯水冲洗干净，在100℃的干燥箱中烘干；然后沸腾纯水处理时间20、30分钟，再分别做2组数据，测试数据为表一的7～9。

4、腐蚀箔在沸腾纯水中煮12分钟，接着在400℃的马弗炉内处理1.5分钟，然后在沸腾纯水中再煮10分钟，在100g/L、85℃的硼酸和0.5g/L硼砂混合水溶液中加电，50mA/cm2恒流升压到750V后恒压10分钟，然后取出清洗去极化处理，再在100g/L、85℃的硼酸和0.3g/L硼砂混合水溶液中50mA/cm2恒流升压到750V后恒压35分钟，取出用纯水冲洗干净，在100℃的干燥箱中烘干；然后接着的试验把“在400℃的马弗炉内处理1.5分钟，然后在沸腾纯水中再煮10分钟”分别重复1～4次，再做4组数据，测试数据为表二的2～5。

2 试验结果和分析

表一是这次试验的试验数据，实际试验可分为两组，一组是有两次水煮，并且两次水煮之间有热处理，另一组是只有一次水煮，没有热处理，只是水煮时间不同。从数据来看两组试验的化成箔比容变化不大，化成箔的漏电流差别比较大，并且有热处理过程的化成箔漏电流差别很大，300?600℃热处理后有明显效果，400℃时热处理后的漏电流最小，而没有热处理的3个试验漏电流比较相近。

表二是再经过不同次数的热处理和水煮后的试验数据，再经过3～4次处理化成箔的漏电流会更小，次数再多变化不大。

中高压化成箔在化成之前，都必须进行水煮，主要目的是减少后续化成所需电能，再者也可以适当提高化成箔比容，但经过一次水煮就化成，水煮的水合氧化膜在化成中就会脱水，体积变小，氧化膜就会产生细小的裂缝，形成氧化膜中的缺陷，产生较大的漏电流。

如果水煮后接着在适当的温度下进行热处理，可以直接使水合氧化膜脱水，露出裂缝，然后再水煮，使裂缝处的铝再与水反应，这样反复几次，在后续的化成氧化膜中的缺陷越来越少，漏电流会明显的降低。

300℃以上的热处理使水合氧化膜就有明显的脱水效果，数据上看400℃最佳，而热处理温度600℃时漏电流又有少许回升，这有可能是铝的熔点只有660℃，在600℃时中间的铝基有了变形，产生了新的缺陷，使化成箔的漏电流回升。

3 结论

通过试验结果分析和化成箔化成过程中水合后又进行热处理的原理分析，可以得出以下结论：

1.水合后的腐蚀箔经过热处理和再水合，然后化成得到的化成箔其漏电流比只进行水合就化成的化成箔漏电流明显要小；

2.热处理和再水合过程反复几次，漏电流也会降低；

3.热处理温度在300?600℃都有效果，400℃时效果比较好。

参考文献

[1]陈国光，曹婉贞.电解电容器[M] .西安：西安交通大学出版社，1993.

[2]毛卫民，何业东.电容器铝箔加工的材料学原理[M].北京：高等教育出版社，2012.