鋁電解電容器的研究進(jìn)展鋁電解電容器誕生至今有一百多年的歷史。隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子整機(jī)的組裝密度和集成化程度進(jìn)一步增大，對鋁電解電容器提出了新的要求。鋁電解電容器正向著小體積、大容量、低成本、篼頻低阻抗方向發(fā)展，其生產(chǎn)技術(shù)有了長足的進(jìn)步，產(chǎn)品格局也在不斷變化之中m.近幾年，鋁電解電容器技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在片式化技術(shù)、高頻低阻抗技術(shù)和高比容電極箔制造技術(shù)三個方面。

　　1.1片式化技術(shù)在各種片式化電子元器件中，鋁電解電容器難度比較大。這是因為鋁電解電容器以陽、陰極鋁箔和襯墊材料的多圈卷繞形成電容器芯子為基本結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)片式化必須以小圓柱形為基礎(chǔ)考慮。片式鋁電解電容器按封裝形式可分為金屬封裝型和樹脂封裝型兩大類，按表面組裝的要求又可以分為普通型、篼可靠型和薄型三大類。目前，適合SMT的液體鋁電解電容器主要有V-CHIP型和臥式兩種。

　　日本松下電子部品、三洋電子部品、Nichicon、Chemicon及Elna等公司目前都將片式鋁電解電容器作為新的利潤增長點。當(dāng)今世界上擁有片式鋁電解電容器工業(yè)產(chǎn)權(quán)比較多的公司是曰本松下公司，至少有50項，產(chǎn)量居日本首位，從直徑3至lOrran，其包括4、5、6. 3和8mm應(yīng)有盡有W.在電性能方面比較富特色的是Nichicon公司所生產(chǎn)的UZ系列產(chǎn)品，其高溫負(fù)荷壽命力，并且是耐清洗品。體積比較小的圓柱形矩形底座的片式鋁電解電容器是Chemicon公司的MV系列產(chǎn)品，圓柱體直徑為3mm，高度為5.由于片式鋁電解電容器具有容量大，電容量溫度穩(wěn)定性好，適合表面組裝等特點，目前正迅速取代傳統(tǒng)的鋁電解電容器，并且由于鋁電解電容器價格低廉，隨著鋁電解電容器性能的提高，片式鋁電解電容器正在逐漸取代鉭電容器。近兩年來，由于全球個人電腦和數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品產(chǎn)量的增大，03*的片式鋁電解電容器將是目前比較值得開發(fā)與發(fā)展的產(chǎn)品。

　　1.2篼頻低阻抗技術(shù)損耗高、感抗大而導(dǎo)致失效。為改善鋁電解電容器的高頻特性，廣大研究者作了很多探索。如考慮選擇電極鉚接技術(shù)，增加引出端或采用圓筒形伸出箔卷繞法。九十年代初所出現(xiàn)的瘦高形鋁電解電容器就是旨在增加鋁箔的開片寬度，減少卷繞圈數(shù)，從而減少高頻時的電感，改善高頻特性。在電解液方面則是大幅度降低其比電阻。如松下公司的HFZ系列品在500KHZ時的阻抗比普通品降低了百分之六七十。

　　高頻低阻抗鋁電解電容器研究的另一個方向是電解質(zhì)固體化技術(shù)。目前鋁固體電解質(zhì)電容器主要使用TCNQ或聚吡咯作固體電解質(zhì)。由于固體電解質(zhì)具有極好的高頻低阻抗特性、工作溫度范圍寬、壽命較長、穩(wěn)定性較高、溫度特性好、耐反向電壓能力強(qiáng)等特點，被認(rèn)為是鋁電解電容器SMD化和大幅度提高鋁電解電容器電性能比較有希望的技術(shù)之一。

　　日本Sanyo公司開發(fā)的半導(dǎo)體TCNQ電解質(zhì)首先實現(xiàn)了鋁電解電容器的固體化。TCNQ的熔點為200300X：，電容器芯子采用傳統(tǒng)的卷繞型，非常容易與傳統(tǒng)的鋁電解電容器生產(chǎn)工藝兼容和接軌。隨后，日本Nichicon公司、Chemicon公司用化學(xué)或電化學(xué)方法聚合吡咯、噻吩和呋喃等五節(jié)環(huán)芳香雜環(huán)的功能高分子作為電解質(zhì)，得到了電導(dǎo)率非常篼的電解質(zhì)材料。

　　但使用聚吡咯作為電解質(zhì)來制造鋁電解電容器的工藝比較復(fù)雜，所以，尋找易于工業(yè)化的工藝路線是該技術(shù)實用化的主要目標(biāo)。

　　1.3高比容電極的制造技術(shù)無論是液體鋁電解電容器還是固體鋁電解電容器，提高比率電容量，縮小體積，都需要依靠高比容鋁電極制造技術(shù)。目前篼比容電極制造技術(shù)的主要研究方向為：高比容電蝕工藝的開發(fā)；高比容、篼效能化成工藝的開發(fā)；低容量衰減率工藝的開發(fā)。

　　對鋁電解電容器陽極箔理論擴(kuò)面倍率的計算機(jī)模擬計算131表明。目前中低壓鋁電解電容器用陽極箔的實際擴(kuò)面倍率與理論擴(kuò)面倍率相差很遠(yuǎn)，工藝提高余地還很大。在高比容電蝕工藝開發(fā)上，多級復(fù)合變頻工藝的開發(fā)仍是主流方向，增強(qiáng)對光箔質(zhì)量的控制，改進(jìn)電蝕前預(yù)處理工藝仍值得關(guān)注。

　　使用電化學(xué)腐蝕的方法對鋁箔實施擴(kuò)面工程屬于微米級的工業(yè)操作，鋁箔在混酸體系中的電蝕機(jī)理目前仍有許多不清楚之處。真空沉積法制造電極箔作為一種全新的高比表面積電極箔制造技術(shù)可以獲得比傳統(tǒng)電電化學(xué)腐蝕方法更大的靜電容量。使用該方法一方面可以有目的地控制多層膜的生長形態(tài)，大幅度地提高電極箔的比表面積，突破電蝕擴(kuò)面的I：藝瓶頸；另-方面在真空沉積時入Ti等金屬，實現(xiàn)對電極箔表面氧化物介質(zhì)層介電常數(shù)的調(diào)制，提高鋁電解電容器比率電容量。但是該工藝帶來的是生產(chǎn)成本的大幅度增大，并且與傳統(tǒng)鋁電解電容器制造工藝的接軌也有很大的困難，其實用化研究有待進(jìn)一步進(jìn)行。

　　超級電容器超級電容器也稱電化學(xué)電容器，是20世紀(jì)七八十年代發(fā)展起來的一種介于電池和傳統(tǒng)電容器之間的新型儲能器件。它具有比傳統(tǒng)電容器大得多的能童密度和比電池篼得多的功率密度，其出現(xiàn)填補(bǔ)了電池和傳統(tǒng)電容器之間的空白。根據(jù)儲能機(jī)理的不同，超級電容器可以分為雙電層電容器（electricdouble-layercapacitor，EDLC）和質(zhì)電容器（pseudocapacitor）。雙電層電容器靠電極和電解液界面的雙電層來存儲電荷，其電極材料主要為篼比表面積碳材料。

　　贗電容器靠電極活性物質(zhì)發(fā)生快速可逆的氧化還原反應(yīng)來存儲電荷，對應(yīng)的電極材料有金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物。超級電容器在電力、鐵路、綠色能源、軍品、航空航天領(lǐng)域的各種快速、大功率啟動系統(tǒng)、無人值守與移動能源系統(tǒng)、后備電源等上都具有極其重要的應(yīng)用價值報道以可溶性鎳鹽在一定條件下通過溶膠凝膠法制備多孔氧化鎳，該材料具有大電流充放電性能和長循環(huán)壽命，組裝成電容器后比容達(dá)到256F/g.Pang等在PH10.5的條件下，以高錳酸鉀氧化高氯酸錳合成Mn02溶膠凝膠，用浸漬法制備Mn02電極，獲得了698F/g的比容。目前，金屬氧化物贗電容器正朝著提高電極材料的利用率方向發(fā)展。將材料化為無定型或者使材料細(xì)小化，增大材料與電解液的接觸機(jī)會，提高材料的利用率，均可以達(dá)到提篼比容的目的。

　　2.3導(dǎo)電聚合物贗電容器以導(dǎo)電聚合物為超級電容器的電極材料主要利用其摻雜-去摻雜電荷的能力，依據(jù)方式的不同，可以分為P型摻雜和n型摻雜兩種情況。根據(jù)兩個電極使用材料的不同，導(dǎo)電聚合物贗電容器可以分為三種類型。I型采用同種P型摻雜導(dǎo)電聚合物制作電容器的兩個電極。型采用兩個不同的p型摻雜導(dǎo)電聚合物各制作一個電極。m型導(dǎo)電聚合物贗電容器的兩個電極中，容器與I型、型相比，具有儲存電量大、充放電時電荷利用率篼、可在高電壓下放電完全等優(yōu)點。AndyRudge使用聚3-（4-氟苯基）-噻吩作為電極材料實現(xiàn)了39Wh/Kg的能量密度和35KW/Kg的功率密度。目前，導(dǎo)電聚合物贗電容器研究的方向是與無機(jī)碳材料系列相互雜化和開辟新型高效導(dǎo)電有機(jī)聚合物。

　　結(jié)語電子技術(shù)對電容器小型化、片式化的要求，鉭電解電容器、金屬化紙介和金屬化薄膜電容器在小型化和片式化方面的迅猛發(fā)展，超級電容器的出現(xiàn)等都使鋁電解電容器面臨前所未有的挑戰(zhàn)。但是這并不意味著鋁電解電容器已經(jīng)窮途末路。有機(jī)半導(dǎo)體材料、導(dǎo)電聚合物材料的出現(xiàn)及其合成技術(shù)的成熟已經(jīng)為鋁電解電容器的更新?lián)Q代奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。而且鋁電解電容器在一段時間內(nèi)不可相比的容量價格比仍足以使其維持主流產(chǎn)品的地位。

　　超級電容器作為一種很有應(yīng)用前景的新型儲能器件，早己引起我國科研工作者的重視，也取得了一系列的成果。但是，使用金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物作為超級電容器的電極材料，在全世界范圍都是一個新課題，其研究前景極其廣闊。