多类别的电解电容，固态电容为何备受高端应用青睐

电子发烧友网报道（文/李宁远）电容，任何硬件电路都离不开的基础被动元器件，总的来看，其作用无外乎是滤波、吸收和谐振。不同的电压等级和不同容值下，有很多种电容类别，从小容值到大容值大致上分为陶瓷电容、薄膜电容、电解电容。当然在超高容值范围里还有目前比较有话题度的双电层电容。
 
多样的铝电解电容
 
此前我们对电容进行分类的时候，通常按照电介质的不同来进行分类，如无机电容、有机电容还有电解电容。陶瓷电容就属于无机介质电容器，DC薄膜电容属于有机介质电容器，电解电容就是铝电解、钽电解电容这些。
 
在电解电容里，铝电解、钽电解电容这些都是按照阳极的金属材料来分类的，但其实通过阳极来分别电容性能只是其中一种方法而已。电解电容的很多性能都和阴极材料相关，也就是电解液这些，这就有了固态电容和液体电解电容的区分。
 
铝电解电容根据阴极材料的不同，有着很多不同种类。较为常见的几种阴极材料电解液、二氧化锰、有机半导体、高分子聚合物以及混合型都可以和阳极的铝进行组合，因此仅凭阳极铝材质很难判定哪种铝电解电容更好。
 
铝电解电容在国内又有着很大的市场容量，近年来随着中国市场的发展国内铝电解电容器制造商和电极箔制造商发展迅速，2021年产量达到867.33亿，同比增长19.18%。预计2022年将达到890亿，2023年将达到964亿。
 
据不完全统计，目前我国铝电解电容器生产企业年产量过亿只的生产厂商都已经超过70家。
 
固态电容优势在哪？
 
根据阴极材料的不同，铝电解电容就有了固态电容和液态电解电容之分。固态电容的阴极材料采用的是高分子电介质，液体电解电容采用的则是液态电解液。
 
阴极材料的差别在名称里已经体现得很明显，液态的阴极会在高温下表现出更高的活跃度，对电容的整体性能产生很大影响，一般这种影响都是弊大于利的，甚至是在温度过高时出现爆浆，在低温时其稳定性也会出现明显改变。
 
而固态电容，无论是在高温还是低温下，都表现得极为稳定，性能波动性不大。任何电容在低温下都会在容量上发生变化，电解液的阴极会在低温下下降得更明显，容值很容易下降10%以上，相比之下固态电容在极端温度下也不会有超过10%的容值变化。
 
从材料的导电性能上来说，固态电容阴极导电高分子材料的导电能力对比电解液的导电能力起码有着数量级的领先。导电性能的提升大大降低了等效串联电阻ESR，损耗相应的也更低，能很好地改善温度频率特性。
 
 
高等效串联电阻引发的电路故障是很难检测的，只能在设计之初就考虑好它可能带来的影响，固态电容更低的等效串联电阻在整个电路的设计上肯定是更友好的。
 
目前，从市场方向来分，有消费类固态电容、工业类固态电容、军用级固态电容三大类。根据中研普华产业研究院的报告，全球范围内2022年消费类固态电容为195.33亿只，工业类固态电容产量为140.05亿只，军用级固态电容产量为33.2亿只。
 
固态电容凭着其诸多优势，现在已经成了高端应用必用的材料之一，比如PCB主板，工控机主板等等。即便同体积同电压下液态电解电容的容量大于固态电容，固态电容在大多数时候可能仍然是更好的一种选择。当然，固态电容的低频响应不如液态电解电容，如果是相对应的音频类应用，固态电容就不如液态电解电容了。
 
小结
 
目前国内不少厂商在电解电容上都取得不错的突破，如艾华集团、江海股份、绿宝石、丰宾电子、东阳光等等，凭借材料、制备方面的积累已经在消费类市场完成替代，并逐步向高要求的数据中心、工控、汽车领域渗透。