为汽车高可靠性而生的固液混合铝电解电容

电子发烧友网报道（文/李宁远）在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。
 
铝电解电容有很高的容值范围，相比之下工作电压范围相对低一些，是用量很大且市场非常成熟的一类电容。铝电解电容在长时间的演变里，细化出了很多不同类别，比如固态铝电解电容和液态铝电解电容，这是根据阴极材料来区分的。
 
此前二者都是独立发展，而现在的市场里，二者混合而成的固液混合铝电解电容开始崭露头角。
 
基于固态电容技术的固液混合技术
 
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、高分子聚合物都可以和阳极的铝进行组合。液态铝电解电容采用的是液态电解液，固态铝电解电容的阴极材料采用的是高分子电介质。
 
众所周知，在很多高端应用里，固态铝电解电容凭着其诸多优势发挥着不可替代的作用，但固态铝电解电容不是没有缺点。同体积同电压下固态铝电解电容的容量并没有原来液态铝电解电容的容量大，低频响应稍差，特别是耐压相对较差、漏电流相对较高等问题还是存在，固态铝电解电容并不是万能的。
 
随着电动汽车的崛起，车用铝电解电容用量激增，为了匹配车用器件的高可靠性和高性能，铝电解电容厂商在固态电容的基础上研制固液混合型铝电解电容，扬长避短实现了1+1＞2的效果。固液混合型在结构设计上和固态电容没有区别，唯一的不同在于电解质上既使用了固态导电高分子，也使用了液态电解液。
 
固液混合型铝电解电容简单来说，就是结合了固态铝电解电容和液态铝电解电容各自的优点，电解液的高容量、低漏损电流特性与固态导电高分子的高纹波电流、低ESR、低温特性在混合型铝电解电容中组合在了一起。
 
从设计上来说，引入液态电解质的目的在于氧化膜修复，铝电极有没有该功能会影响到电容耐压和漏电流。传统的固态电容应用因为其高纹波电流、低ESR、低温特性在很多时候这些劣势被忽略了。但在汽车应用中，这是器件可靠性隐患。引入液态电解质修复铝氧化膜，改善了这些不利影响，维持了稳定的电气性能。
 
固液混合，针对汽车应用高可靠性而生
 
从容量、电压、ESR、漏电流、高温特性各项性能来看，固液混合电容无疑是固态电容和液态电容的折中版。为了补全固态电容的劣势，固液混合电容牺牲了一部分固态电容的性能获得了液态电容的优点。
 
兼顾两条路线优点的技术产品，换个角度来看就是在两条技术路线上均做了牺牲。从目前的应用来看，这一技术路线的电容器，几乎只针对汽车电子应用。在此前举办的慕尼黑上海电子展上，电子发烧友在走访中发现了不少厂商推出了混合型铝电解电容，均是针对汽车场景。
 
作为补全固态铝电解电容和液态铝电解电容中间地带的产品，混合型铝电解电容为电容器产品提供了过渡并补全了固/液电容间的巨大差距，在汽车电子对可靠性要求越来越高的现如今，这条技术路线有着极大的价值。
 
至于其他应用，混合型铝电解电容目前涉足得很少，其他场景还是更优先考虑特点鲜明的固态电容和液态电容。
 
小结
 
混合型铝电解电容并没有以一种全新的突破来取代固态电容或者液态电容，当然在材料和工艺的研究突破下，其发展空间还有很多可以想象的余地。在材料配方和工艺摸索的支持下，或许以后将在更多应用中看到混合型铝电解电容的应用。