去极化剂

化学名词

去极化剂是指过渡族金属的某些盐类如硫酸铜、硫酸银、硫酸氧钒等。在工作电解质中加入合适的去极化剂，可以降低钽电容器内部的饱和蒸汽压、损耗值和ESR，并获得较好的容盆值。常规的液体钽电容器工作电解质的主要成分是硫酸水溶液，为了不引入其它阴离子而影响电容器的电性能，国内外大都采用硫酸盐作为去极化剂。

简介

常规的液体钽电容器(以下简称钽电容器)仅适用于10KHz以下的电路，若应用于高频电路中，担电容器便出现容里大幅度下降、ESR ( Equivalent SeriesResistance)增大的现象。为适应航空航天、大陆科学探测仪器在高频设备中急需大容量低ESR液体担电容器的要求，降低钽电容器在高频电路中的ESR并提高其电容里，除了提高钽粉性能、优化钽电容器的斌能工艺和担芯烧结工艺以外，合理选择电解质配方，对改善担电容器在高频电路中的电性能有着至关重要的意义。在工作电解质中加入合适的去极化剂，可以降低钽电容器内部的饱和蒸汽压、损耗值和ESR，并获得较好的容盆值。常规的液体钽电容器工作电解质的主要成分是硫酸水溶液，为了不引入其它阴离子而影响电容器的电性能，国内外大都采用硫酸盐作为去极化剂。

阴极容量的产生

对于烧结型液体电解质担电容器来说，在液体电解质与银外壳界面处存在着阴极容童效应。电解质溶液与电容器阴极相接触后形成新的界面，来自电容器阴极的游离负电荷吸引电解质溶液中的正离子，两层符号相反的游离电荷分别附在电极与电解质溶液的界面两侧，由于界面存在势垒，两层异性电荷不能中和，库仑力使之形成双电层。

在双电层界面区存在着电位差，电位差的大小与电解质溶液中阳离子的电极电位有关。双电层的厚度与所吸附的电解质溶液中阳离子的半径有关。工作电解质溶液的组成和浓度、电容器阴极材料的物理化学性质及其表面状态均能影响电解质溶液与电容器阴极界面所形成的双电层的结构和性质，从而影响电容器的性能。

去极化剂对电容器容量的影响

由钽电容器的结构决定，阴极电容量与阳极氧化膜的电容量相串联。液体钽电容器的工作电解质均含有一定量的水，水分子可电离成氢离子和氢氧根离子，在未加去极化剂的情况下，氢离子很容易被吸附于双电层表面，并从阴极得到电子还原成氢原子，进而合成氢分子(氢气)。众多的氢分子(氢气)又使钽电容器内部饱和蒸汽压急剧上升，特别是在较高温度下，使电容器外壳开裂，造成产品早期失效。

可在钽电容器的工作电解质溶液中加入硫酸盐类(如硫酸铜、硫酸铁等)作为去极化剂。由于这些盐类的阳离子的电极电位均比氢离子高，当电容器工作时，这些阳离子将先于氢离子在阴极上得到电子被还原，从而抑制氢离子还原和氢气的产生，阻止了阴极电容增大。

金属离子的电极越高，越容易先于氢离子在阴极得到电子还原为原子。这对于降低钽电容器内部饱和蒸汽压、增加电容器阴极有效面积、降低高频电路情况下电容器的容量损失均有贡献。

去极化剂对担电容器ESR的影响

硫酸盐去极化剂在电解质溶液中有一定的溶解度，它的金属离子溶于电解质溶液中，有效地增加了电解质中可导电的离子数目。降低电解质溶液的电阻率，降低电解质溶液的电阻值，就可降低钽电容器的损耗值和ESR值。

Fe2 ( S04 )3中Fe3+所带电荷数大于CuSO4·5H2O中Cu2+所带的电荷数，所以加入Fe2( S04 )3的电解质具有较低的电阻率，因而其浸渍的钽电容器的损耗、阻抗及ESR特性均较为优秀。

总结

在电解质溶液中，去极化剂的加入量不能太多，否则会造成金属离子的沉淀。在钽电容器应用于高频电路中时，在外加电场的作用下，沉积的金属离子可逐步迁移到钽芯表面上，使电容器的漏电流增加。经多次钽电容器产品试验，我们认为加入去极化剂3%(质量分数)比较适宜。

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