铝电解电容器行业政策

铝电解电容器行业政策（共3篇）

1.铝电解电容器行业政策 篇一

2014年中国电解铝行业发展现状

智研数据研究中心网讯：

内容提要：建议国家有关部门将高效节能铝制挂车产业化列入支持制造业转型升级的有关项目，并研究制定更为严格的汽车平均燃油效率标准和环保回收等法律法规，在保障运输安全的同时，为大面积推广应用高效节能铝制挂车创造环境。同时，设立“推进铝应用重大专项”，纳入有关支持制造业转型升级和节能减排的专项计划或目录，从金融、市场、标准等方面，重点支持开发贴近生活、量大面广、节能减排的民用产品，鼓励全铝半挂车等民用产品的推广应用。

去年以来，我国电解铝行业化解产能过剩已经取得明显进展，但还存在一些突出问题。部分过剩产能退出渠道仍不畅通，涉及企业债务、银行贷款、人员安置等历史遗留问题；各地电价政策有差异，阻碍优胜劣汰的实现。当前，最根本的是要用改革的办法继续推进。一方面，要充分发挥市场的决定性作用和行业自律机制的作用，建立由政府、企业、行业组织共同参与的行业自律平台，实行差别化的电价和金融政策，同企业自律行为挂钩，鼓励电解铝企业主动压缩产能，变“要我关”为“我要关”。另一方面，要着力扩大铝应用，通过扩大需求这个根本办法化解过剩产能。

今年以来电解铝行业形势日趋困难

电解铝是化解过剩产能的重点行业之一，2013年以来，全国化解电解铝产能过剩已经取得明显进展。2013年和今年一季度，全国电解铝已停产和减产产能337.6万吨，其中176.3万吨永久退出市场。较有代表性的河南省已关闭产能100万吨以上，全省运行产能从485万吨下降到380万吨，电解铝企业从23家减少到8家。但是，由于过剩产能长期积累、需求变化和经济下行压力加大等原因，今年以来电解铝行业形势日趋严峻。今年1月至2月，全国电解铝行业亏损29亿元，比去年同期增亏20亿元。企业普遍反映资金困难，不少企业面临现金流断裂危险。河南有中孚、伊川、神火等五大骨干电解铝企业，已经连续亏损两年，现金流很紧张。有的企业反映，企业想方设法压成本，工人平均工资已经降到2000元左右，已经没有压低成本的空间了。

造成企业普遍经营困难的原因有：一是市场价格自2012年以来连续下降。2012年以来，铝价始终低于国内的平均成本线。2013年，国内市场铝现货平均价为14556元/吨，同比下降7.1%。今年一季度铝价又大幅下降，3月份已下降到12700元/吨，比平均成本低约1500元。二是长期积累的产能仍未充分化解。2010年，全国电解铝产能约2100万吨，2013年达到3100万吨，在行业不景气的情况下，三年之内又增加了40%以上，仍需进一步化解。三是银行对产能过剩行业收紧银根，据河南的电解铝企业反映，银行对企业“以旧贷新”，贷款规模一般削减10%—20%，再加上前几年电解铝企业扩张过快导致资金沉淀，造成资金紧张。

铝是有色金属工业的主要品种之一。电解铝行业运营困难，带动有色金属工业指标下降。一季度十种有色金属产量为1015万吨，同比增长6.7%，增幅比去年同期回落3.9个百分点。全行业累计完成固定资产投资918亿元，同比增长

11.5%，增幅比去年同期下降 13.8个百分点，比全国平均水平低6.1个百分点，这是近年来有色金属投资首次低于全国平均水平。8776家规模以上企业实现利润246.5亿元，同比下降14.7%；亏损企业2213家，亏损面达25.2%。

这些状况的出现，一定程度上有利于形成倒逼机制，进一步化解过剩产能。但同时也要看到，电解铝行业的困难已经是全行业的普遍现象，不少技术工艺水平高、节能减排条件好的企业，也同样面临困难。在河南这样的省份，铝行业是支柱产业，电解铝产量占全国15%，用电量占河南工业用电量25%，涉及直接就业近8万人，相关产业20万人，贷款余额580亿元左右，而且普遍存在企业之间互相担保的情况，铝工业增加值近4000亿元，贡献河南GDP的6%左右。如果行业运行的困难状况继续下去，可能使得整个行业发展跌破底线，影响经济增长和社会稳定，需要引起重视。

化解产能过剩进入攻坚阶段面临的新情况

去年以来，电解铝行业化解的330多万吨产能，大都是缺乏竞争力、长期经营困难、相对容易关闭的企业，当前留下的企业，总的来说是质量和技术标准较高的企业，继续关停的难度增大，也需要有新的办法。当前，化解产能过剩面临的新情况主要体现在两个方面：

一方面，部分过剩产能的退出渠道仍不畅通。主要涉及到企业债务、银行贷款、人员安置、财政收入以及历史遗留问题等。部分产能是这几年形成的，尚未盈利，债务无法偿还，中国有色金属工业协会预计过剩产能涉及债务余额约300亿元。部分产能所在地区基本已形成电力—电解铝—铝加工产业链的能力配套，将产业链中部的电解铝产能关闭势必影响该地区整个工业体系的生存与发展。如河南一家铝厂，产能25万吨，企业早就想关闭，但是由于它们是所在市的纳税大户，政府很难下决心关闭。中铝公司去年千方百计才分流了1.8万人，今年减产还将影响4万人就业，分流压力很大。一些地方已经形成煤炭—电力—电解铝—铝加工的完整产业链，电解铝一关闭，上游影响资源能源企业，下游影响加工应用企业，左右影响银行和电网，还影响地方的收入、就业和社会稳定。地方政府反映，对于人员如何安置、化解产能之后损失的财政收入如何弥补、资产和债务如何处置，缺乏可操作性的配套措施。

另一方面，各地电价政策差异，阻碍企业优胜劣汰的实现。当前各地主流电解铝企业，在装备水平、环保节能达标能力、产品质量等方面都差不多，唯有电价各地差异较大。争取电价优惠，已经成为电解铝行业成本竞争的主要手段。以自备电厂的并网费为例，河南平均是6.6分，而有的省份是1分、2分或3分，个别企业甚至是零。电价差1分，一吨成本就差140元左右。由于电力成本约占电解铝生产成本的45%左右，这就形成了在电解铝行业一个优势（低电价）可以掩盖所有劣势（如管理、技术、装备），一个劣势可以抹杀所有优势的局面。如河南是电价比较高的地区，每吨铝成本比周边地区高出700元—800元。这就导

致在电价比较低的地区，一些企业还有投资冲动。而没有电价优势的地区，一些有技术和管理优势的企业也面临困难。关于电价，不少企业提出，希望在当前基础上进一步降低电价，给企业喘息机会，或实行全国统一电价。还有的企业希望在全国推广部分省份已经实行的局域电网。这些办法固然短期内能够缓解企业面临的困难，但长期来看并不利于化解过剩产能，还将造成电力领域的重复建设。

用改革的办法化解产能过剩的建议

根据电解铝行业的实际情况，当前要继续化解产能过剩矛盾，最根本的还是要用改革的办法继续推进。一方面，要充分发挥市场的决定性作用和行业自律机制的作用，鼓励电解铝企业主动压缩产能，变“要我关”为“我要关”。另一方面，要着力扩大铝应用，通过扩大需求这个根本办法化解产能。

第一，建立由政府、企业、行业组织共同参与的行业自律平台。电解铝成为产能过剩严重的行业，同铝工业产业集中度不高、行业自律有待加强有关。当前，电解铝行业的产能过剩主要已经不是低水平产能过剩，而是高水平产能过剩。仅仅靠环保、节能、质量等标准，已经不足以控制产能。当前，面临全行业运营困难的局面，大部分企业都迫切希望尽快扭转这种状况，从而有可能推动行业自律机制的形成。建议在政府有关部门指导下，建立由行业组织牵头、企业自愿参与的行业自律平台。企业自愿参加，主动减产，维护行业利益，接受政府和行业监督。在政府指导下，在综合考虑质量标准、节能减排和市场需求、价格等因素的基础上，由行业组织协调企业进行协商，确定电解铝产能和产量控制目标，鼓励企业主动减少产能和产量。建立由政府、行业组织和企业共同参与的监督机制，共同监督企业的自律行为。

第二，实行差别化的电价和金融政策，同企业自律行为挂钩。在政府有关部门指导下，建立企业“白名单”和“黑名单”。对于主动控制产量的企业，列入“白名单”，由行业组织和企业同电网、金融机构进行集体协商，对列入“白名单”的企业实行优惠的电价和金融政策，适当降低电价和并网费，提高贷款授信额度，支持这些企业转型升级，早日找到新的出路。对于继续扩大产能、不符合转型升级方向的企业，实行惩罚性的电价和金融政策。“白名单”和“黑名单”需根据实际情况定期调整。这些设想，有利于调动企业积极性，低成本化解产能过剩，能够给企业提供喘息机会，鼓励企业加快结构调整，符合市场化改革和转变政府职能的方向。

第三，继续为产能化解提供配套政策支持。坚决控制新增产能，新建成但尚未投产产能暂缓投产，对于确实缺乏竞争力的生产能力，尽快建立缺乏竞争力产能退出机制。研究出台落实“四个一批”（消化一批、转移一批、整合一批、淘汰一批）的实施细则，鼓励过剩产能退出。像当年国有企业政策性破产那样，对债务、职工、设备出台一揽子解决的方案。

第四，以交通运输等领域为重点，着力扩大铝应用。尽管生产铝消耗大量能源，但铝的循环利用性能突出，可多次循环利用，自身重量轻、性能优越。在交通运输领域实行“以铝带钢”，是实现节能减排的有效抓手。目前我国载重挂车保有

量约300万辆，燃油消耗量占汽车总消耗量的25%以上。据测算，载重车辆自重每减重10%，油耗可降低3.5%—6%。现在发达国家载重挂车70%已经实现全铝化，如果将我国300万辆载重挂车的70%改为铝制挂车，保守估算一年可以减少燃油消耗766万吨，减少二氧化碳排放2200万吨。一辆载重车减重10%，一年可以减少燃油消耗5175升，按每升燃油7元、吨公里运费0.4元计算，单车年节省燃油和提升运输效益可达10万元。当前，全铝挂车在扩大市场应用中遇到的困难主要是：高效节能铝制挂车生产工艺技术复杂，要求技术装备水平高、投资大，国外铝制挂车的销售价格通常为同类钢制挂车的4倍左右，用户一次性购置投入大，公路运输业燃油消耗标准不严格，企业节能减排动力不强。

2.铝电解电容器行业政策 篇二

铝电解电容器是电子和电气线路中必不可少的基础元件之一, 随着电子技术的不断发展, 电子元件的集成度和组装精度也不断提高, 对铝电解电容器提出了更高的要求。因此, 进一步了解铝电解电容器的结构及原理, 对当前铝电解电容器的关键技术认识不断深入是十分必要的, 并且我们还应着眼当前国际铝电解电容器技术的发展现状, 对未来铝电解电容器的发展趋势有进一步的了解。

1.铝电解电容器的结构及原理

铝电解电容器是一种采用特殊制造工艺和特殊结构生产制造的电容器, 其分为阴极和阳极两个电极板, 其中阳极是采用特殊定制的阀金属, 并借助电化学方法在阀金属的表面生成一层厚度极薄且具有单向导电性的氧化膜, 并且将该层薄膜作为介质;铝电解电容器的阴极是一种采用固状电解质或能够生成和修复氧化膜介质的液状电解质。目前, 常用的铝电解电容器为是箔式卷绕型结构, 其阳极为铝质金属箔, 采用电化学方法在阳极的铝金属箔表面生成一层AL2O3氧化膜作为介质;而阴极则采用多孔性电解纸所吸附的工作电解质。

2.铝电解电容器的关键技术

■2.1片式化技术

片式化技术是铝电解电容器领域发展中的关键技术之一, 在该技术领域的研究与开发方面较为活跃。在各种不同的片式化电子元件中, 开发技术难度最大的就是铝电解电容器的片式化技术, 但是片式化的铝电解电容器具有容量大、电容量温度稳定、适合表面组装等优点, 并且价格低廉, 因此正在逐步取代传统的铝电解电容器, 在电子领域内被大范围使用。近年来, 随着人们对计算机和数码相机等电子产品的需求不断增加, 片式铝电解电容器成为了近几年电容器领域内最值得开发的产品, 其片式技术的发展空间较大。目前, 日本的片式化技术处于国际领先水平, 如三洋电子部品、松下电子部品、Nichicon及Elna等公司将铝电解电容器的片式化技术都作为自身新的利润增长点。但是, 当前我国的铝电解电容器片式化技术相对落后, 片式化铝电解电容器的生产厂家较少, 生产能力相对不足。

■2.2电解质固体化技术

当前, 电解质固体化技术是铝电解电容器技术发展的重要方向。由于固体电解质具有稳定性高、高频低阻抗特性极好、寿命较长、温度特性好、工作温度范围广、耐反向电压力能力强等优点, 因此, 铝电解电容器技术中的电解质固体化技术被认为是实现大幅度提高铝电解电容器性能和铝电解电容器SMD化的关键技术之一。目前, 在铝电解电容器中普遍使用的是液体电解质, 其对阀金属表面生成的Al2O3氧化膜介质层具有自行修复的作用, 这就容易导致液体电解质的铝电解电容器进入失效模式。一般来说, 铝电解电容器常见的失效模式为短路失效, 该模式的发生具有一定随机性, 可能导致整个机组电性能的稳定性下降。目前, 日本的Sanyo公司开发出了一种TCNQ固体电解质的电解质固体化技术, 随后日本的Chemicon公司和Nichicon公司采用电化学方法, 利用高分子材料作为电解质制作而成了质量较高的固体电解材料。总之, 随着科学技术的不断发展, 电解质固体化技术问题的研究也在不断深化。

■2.3高比容电极的制造技术

高比容电极的制造技术是提高铝电解电容器比率电容量、进一步缩小电容器体积的关键技术。近几年, 国内外高比容电极制造的主要研究方向有高比容、高效能化成工艺的开发, 高比容电蚀工艺的开发以及低容量衰减率工艺的开发等。目前来说, 由于中低压铝电解电容器采用的阳极箔的实际扩面倍率和理论的扩面倍率相差较大, 因此提高其工艺技术的空间较大, 特别是在高比容电蚀工艺的开发领域、加强光箔的质量控制以及对电蚀前预处理的工艺进行改进等方面非常值得业内人士关注。另外, 当前部分国家采用电化学腐蚀的方法让铝箔的扩面工程不断向纳米级靠近, 但是在工业领域内, 其扩面倍率的提升速度相对较慢, 且工艺的研究需要进一步深入以取得突破。

3.国内外铝电解电容器技术发展与比较

■3.1国外发达国家铝电解电容器技术的发展趋势

当前, 国外发达国家的铝电解电容器技术发展处于领先的水平, 特别是以美国、德国、日本等国在铝电解电容器技术的研究中取得了巨大的成就。就目前来说, 笔者认为未来铝电解电容器技术的发展主要有以下几个方向: (1) 耐大纹波电流、低阻抗、长寿命化。随着各类高导电率材料的研发, 电解质的导电率逐渐提高, 新型电解电容器的阻抗不断降低, 且在电解电容器中, 耐高温密封新材料的出现, 使电解电容器在耐大纹波、低阻抗、长寿命等方面的性能得到了很大的改善。在高、中、低压等不同情况的高温状态下, 电解电容器的寿命可达到万小时级, 满足了各工业领域更高的技术需求。 (2) 缩小体积, 扁平化。近年来国内外高、中、低、压化成的铝箔比容分别提高了50%以上, 且其强度也得到了大大的提高, 在容量一定的情况下可有效缩小电容器的体积, 并利用其强度高的条件可创造更为扁平化、更薄型的新型铝电解电容器。 (3) 固体电解质电解电容器的商品化速度加快。目前, 以OS-CON为代表的有机半导体电解质和以PC-CON、SP-CON、POSCAP等为代表的导电高分子聚合物电解质均已实现商业化, 但是作为高分子导电聚合物电解质的铝电解电容器性能明显优于有机半导体电解质铝电解电容器, 因此将成为未来发展的主流方向。 (4) 上限工作温度、寿命大大提高。随着汽车电子发展的需求逐渐提高, 高温、长寿命铝电解电容器的市场潜力巨大。

■3.2我国铝电解电容器技术与国外发达国家铝电解电容器技术的差距

就目前来说, 我国铝电解电容器技术与国外发达国家铝电解电容器技术存在一定程度上的差距, 具体体现在以下几个方面: (1) 材料与零部件方面。近年来, 我国的铝电解电容器使用材料和零部件制造技术虽然取得了巨大的进步, 但是与国外发达国家相比, 依旧存在稳定性差、一致性差且各项性能参数离散性大等各种问题, 使我国铝电解电容器技术和产品档次的提高受到了严重的制约。 (2) 市场方面。我国多数铝电解电容器的生产企业多以电话机、显示器、电子玩具、DVD、TV、普通电子镇流器等为代表的中、低档市场为主。在不同时间段可能会存在较大的价格竞争, 进而导致整个行业的经济效益下滑。而以通讯、IT、长寿命电子镇流器、工业开关电源、汽车电子等配套的高档市场, 大部分都被日、欧、美等国外发达国家的制造企业所占据, 这也是我国铝电解电容器制造业在未来发展中所面临的重大制约因素 (3) 专用设备。铝电解电容器行业的发展受到其材料生产用设备的制约, 如铝箔的化成设备, 虽然在近几年开发成功, 但是各电容器生产企业都是自行设计研制使用的, 这些企业之间缺乏相应的技术交流, 难以达到电子产品更高的精度和集成要求, 与国外发达国家的差距较大。另外, 一些精度高的专用设备仍然依赖国外进口, 造成我国自行生产的电容器普遍存在精度低、可靠性差、自动化程度低等各种问题。

■3.3新时期我国铝电解电容器技术行业发展策略与思考

(1) 瞄准高端市场, 加大新产品开发与创新力度

在铝电解电容器未来的发展中, 我国的铝电解电容器制造厂商应根据自身的实际情况, 将目标瞄准高档市场, 不断加大对新产品的研发力度, 力争在各项关键技术上取得更大的进展。在加大创新的同时, 我们应不断加强铝电解电容器制造的过程管理, 进一步做好电容器产品的质量控制, 从产品质量这一基础性要求入手, 在保证产品质量的同时, 努力缩小我国铝电解电容器与国外发达国家之间的差距;其次, 要不断扩大配套高档市场的份额, 提高我国铝电解电容器制造行业的经济效益, 使其达到一个创新与发展相结合的良性循环。

(2) 零部件、材料企业要积极配合铝电解电容器制造企业

对于零部件及材料, 我们应加强与国外高端技术企业的合作力度, 瞄准国际高档市场的铝电解电容器零部件和材料的技术要求和标准, 自主研发并生产靠近国际先进技术水平的零部件和材料, 从而进一步保证我国铝电解电容器产品的质量与国外发达国家相当, 同时又能有效降低生产成本, 不断提高我国铝电解电容器在国际上的竞争力。

(3) 大力拓展国外市场

我国的铝电解电容器制造企业应充分利用我国劳动力相对较低且具有一定制造经验的优势, 大力拓展国际市场, 增加产品出口比例, 使其在全球化竞争和发展中不断壮大。

4.结语

铝电解电容器是一种附加值较高的电子产品, 在全球电子产品行业不断发展变化的今天, 对我国铝电解电容器制造企业既是一个新的发展机遇, 又是必将面临的新挑战。虽然我国铝电解电容器的总产量在全球占有较大比重, 但是从整体来看, 对于高端的铝电解电容器的零部件及相关材料都依赖于进口, 因此严重制约着我国铝电解电容器向高档市场进军的进程。另一方面, 我国的大部分电容器企业存在规模小、设备陈旧、工艺落后、专业技术人才不足等现象, 因此我国铝电解电容器制造企业应着眼未来的发展, 引进专业技术人才, 加强新设备、新技术、新材料的研发力度, 并加大对关键技术难题的研究, 进一步提高我国铝电解电容器技术, 缩小与国外发达国家的技术差距, 在未来的全球化的电容器市场的竞争中取得更大的成就。

摘要：电容器作为现代工业生产中必不可少的电子元件, 其用量大, 且使用范围广泛。当前的常见的电容器主要有电解、有机薄膜、陶瓷等三大类, 我国电容器的年产量在全球电容器年产量中所占比例约为33%, 其中铝电解电容器在三大类电容器的产量中所占比例接近50%。随着科学技术的不断发展, 国内外的铝电解电容器技术也在不断的优化、完善和创新, 铝电解电容器的应用范围不断扩大, 其需求量也不断增加。基于此, 本文从铝电解电容器的结构及原理入手, 介绍了当前铝电解电容器的关键技术, 对国内外铝电解电容器技术发展进行了简单的比较, 并对其未来的发展趋势进行了简要阐述。

关键词：铝电解电容器,国内外技术现状,发展趋势

参考文献

[1]董晓红, 匡飞.固体电解质铝电解电容器行业发展概况[J].铝加工, 2015, (3) :9-13.

[2]吴楠, 姜德志, 白文涛等.基于铝电解电容器的技术详解及应用原则[J].国外电子元器件, 2008, 16 (8) :71-73.

3.铝电解电容器行业政策 篇三

关键词：漏电流,防爆阀,电解液

现在很多照明企业都在宣传使用长寿命、环保、节能的新一代照明光源发光二极管(LED)灯。LED灯离不开驱动电路的可靠性改进和完善。驱动电源的可靠性不仅取决于其电路设计、生产工艺、元器件的质量;而更取决于所选用的铝电解电容寿命。因为铝电解电容是大功率电源器件中必不可少的组成部分,且铝电解电容是驱动电源中唯一含有液体的元器件。

1 铝电解电容失效导致整灯质量问题的表现及原因

铝电解电容的不同缺陷所造成产品的故障模式也是有所不同的,现结合生产中发生的案例进行具体的分析:

(1)铝电解电容漏电流大导致整机异常

当铝电解电容在定时电路中作为时间常数元件使用时,由于本身介质损耗和漏电流偏大的原因,定时精度会相差很多。见以下这款电解电容在电子镇流器中起异常保护的案例。

工厂在生产一款电子镇流器过程中,第一次测试产品电参数中没有进入保护前,产品的振荡电路就串烧,而此款铝电解电容在镇流器中起异常态保护作用(保护状态的几个波形如图1～图3所示)。当即抽查了10只铝电解电容,发现样品充电过程较长,表现为漏电流不能较快降低、漏电流数据大到某种程度上反映了阻容时间常数的变大,造成产品异常态保护时间延长。由于异常态下的输出回路晶体管处于过载状态,因此通过阻容时间常数回路对过载时间进行限制。而铝电解电容的漏电流偏大造成的异常态保护时间延长,使得振荡电路中的晶体管承受不了过热而烧毁。我们发现,对抽查的电解样品经过几次充放电后,电解电容的漏电流就能得到恢复。如图3对应的不良小电容,经过三次左右的测试后,就会恢复到图2的图形。

我们从铝电解电容生产厂商提供的此批产品相关资料看,生产过程属正常范围,未有品质异常的记录。但是通过沟通,了解到铝电解电容器生产厂对所有的产品均会在通过限流电阻保护下进行充电老化。铝电解电容生产厂在产品老化时,如果老化夹具上的限流保护电阻烧毁或电解电容接触不良,就会导致对应夹具上的产品老化不充分,从而造成产品存在漏电流过大的现象。需要生产厂改进的是对产品充电5 s漏电流抽测不达标的问题,确认新的测试标准。同时选取部分产品进行多次老化和测试,并做高温漏电流回升试验。

根据铝电解电容固有特性,铝电解电容在不通电情况下电解液与铝箔产生电化学反应,铝电解电容中的绝缘介质受到损伤,从而使漏电流回升。图5为铝电解电容器漏电流与存储时间的特性曲线,从图5的曲线可以看出,随着存储时间的延长,约6个月后漏电流逐渐增大。

从图5也可以说明一个问题,如果铝电解电容在整机中的主要作用是起异常态保护作用,那么对短时间充电5～10 s,电解电容的漏电流值较小。我们在选用和生产时,对于铝电解电容漏电流有较高要求时必须考虑以上因素。

(2)铝电解电容电解液溢出无容量值导致整灯闪烁

曾经遇到过这样的情况:有一款LED驱动在寿命试验点到1000 h时发现整灯闪烁,经过测试,确认铝电解电容器有异常(63 V 330 uF)。细致分析后,产品本体外观正常、防爆阀微鼓,且顶部铝壳表面附有黄色物质(怀疑电解液溢出)。用X光对电容内部结构进行透视看到其内部芯子结构正常(见图6所示)。性能测试发现铝电解电容的损耗角值超出标准、漏电流值在规定的范围内、但已测不出容量值、这表明了均与电解质释放有关。同时解剖了内部芯子,发现内部芯子卷绕整齐、芯子干枯、同时芯子顶部有轻微打火发黄现象,打火点与铝壳防爆阀孔洞处相对应,见图7-C箭头。

通过以上的分析,确认造成这次点灯过程中闪烁的原因就是电解电容防爆阀槽在异常的情况下打开,造成电解液挥发。产品经过长时间工作后,电解液从孔洞处溢出挥发较多、使内部芯子干枯(见图7-B)、芯子明显干枯(图7-C)、电容容量值减小、损耗值增大,从而导致输出电压的纹波电压过大,致使整灯闪烁。

而造成铝电解电容这个缺陷的主要原因有以下几种:

①电解电容生产工艺不过关,造成电解电容内部打火(见图7-C箭头所指处);

②使用中环境温度和纹波电流超标,造成电解电容温度偏高;

③使用中浪涌电压的冲击使电解电容防爆阀打开。

铝电解电容常规的失效模式为开路,电解电容正常使用时的失效模式见图8所示。

但是在实际使用中,各种电解电容质量问题或者使用不当都可能造成电解电容的早期失效。

①铝电解电容器正负电极间的短路会导致整机电源线路短路,直接导致整灯不能工作;

②电解电容引线端子因机械拉力断开或因腐蚀断开都会导致电解电容开路,使灯不能正常工作;

③电解电容封口材料老化、封口束腰深度不到位、异常机械应力使电解电容胶塞密闭不充分而引起的漏液,使电解电容容量减小、损耗增大,最终导致电解电容早期失效;

④电解电容使用寿命减少必然导致整灯使用寿命相应减少;

⑤电解电容静电容量的减少。损耗上升都会引起整灯起辉困难。

2 改进降低铝电解电容的失效保证整灯寿命

整灯的寿命有很多决定性因素保证,除线路设计、功率匹配、其它元器件的相互影响等方面外,在保证正确选材的前提下铝电解电容,有几个方面确保电容器的质量和寿命。

2.1 封口橡胶塞从三元乙丙胶改进为丁基胶

三元乙丙胶:耐温105℃以下、高温抗老化时间105℃时寿命5 000 h、密闭性较差;

丁基胶:耐温130℃以下、高温抗老化时间105℃时寿命10 000～15 000 h或130℃时寿命3 000～5 000 h、密闭性较好。丁基胶克服了三元乙丙胶本身材料的特性而决定其在105℃下最多5 000h使用寿命的局限性。丁基胶的使用,使铝电解电容的寿命有了较大的提升,铝电解电容在105℃下达到6 000～12000 h的寿命,使整灯寿命有了显著的提升。另外丁基胶中加入树脂等成分,从而提供橡胶塞的抗老化耐受温度和延长使用寿命,不过这种橡胶塞多用于贴片或固态电解电容上,见图9所示。

2.2 铝箔产品性能的提升和生产工艺改进

铝电解电容制造关键原材料铝箔产品的性能提升和生产工艺的改进,在铝电解电容寿命和质量的提升中起到了更为重要作用。铝箔的腐蚀通常是在铝箔的表面进行,铝箔表面形成大量的有一定深度的微孔,因为这些微孔的存在使得腐蚀后铝箔的有效表面积远大于投影面积(长×宽),从而使铝箔可存储很大的静电容量。比较而言,低压铝箔用的是AC交流腐蚀法(见图10所示)。低压铝箔氧化膜致密、厚度薄,因氧化膜厚度而减小的有效面积的比例会比较小,AC腐蚀的表面效果好,但难以形成深孔且孔大小不一;高压铝箔则采用AC和DC交直流腐蚀的方法达到目的(见图11所示),高压铝箔的氧化膜厚,需要大孔径、较深的孔洞,因为氧化膜厚度较厚造成的铝箔有效面积的衰减较多。AC/DC腐蚀孔洞大小一致、可控制孔洞直径以及孔深。由此可见,低压铝箔和高压铝箔采用的腐蚀方法略有不同,腐蚀的铝箔表面结果也有所不同。其氧化酸度的控制、耐水合处理的提升,为电容器寿命提升提供了可能。腐蚀工艺改进和拓展了铝箔的面积、提高了铝箔的比容,使铝电解电容的缩体成为可能,为LED节能灯光源向小尺寸、长寿命发展提供了材料保证。

2.3 铝电解电容电解液性能的改进

对铝电解电容器寿命影响的另一个关键原材料是电解液。尤其是低压长寿命电解更难制作,因为低压铝电解电容需要极低的等效串联电阻。为了降低电阻值,铝电解电容中电解液含水率就会上升,如果处理不当就有可能产生水合现象(水合现象是电解液中的水分通过氧化膜直接与铝箔中的铝基产生反应,形成高温以及放出大量的热能,使电解液快速气化、电解电容的容量快速衰减的过程),因此,提升电解液的质量的根本就是提升其稳定性、降低水合率。可以通过以下途径达到:

①电解液中添加的有机物成分结构,从之前容易断裂而导致性能不稳定的直链状,改进为目前使用的长支链晶体状的有机物。其结构稳定性大有提高,从而保证了产品的稳定性和一致性;

②使用无水系列的电解液,降低含水量,在通常情况下,电解液含水量的降低可以减少水合作用的发生,提高电容器的寿命;

③在电解液中添加具有特殊功能的成分组合:如添加某些特殊添加剂降低蒸汽压、提高抗起爆能力;添加阻燃剂,防止起爆中燃烧的发生;添加耐水合的化工材料以阻止结晶水的行程等。

表1、表2是某公司两个电解液配方的性能参数对比实验数据。新的电解液加入了某种添加剂,从电解液闪火电压上升时间和电解液的导电率两个方面做对比(如图12～图14所示)。通过一种向电解液中添加一种特殊的添加剂,达到在不增加电解液含水率、不降低电解液闪火电压的情况下,大大提升电解液的闪火电压和电导率的目的。从而改善铝电解电容在照明电路中的耐浪涌电压能力、减小铝电解电容体积,满足LED驱动电源轻薄小的发展趋势,使铝电解电容的寿命得到了提升。

通过表1数据分析共统计18批次20121006电解液与FHT-450V电解液参数检测。从图12所示,20121006电解液闪火电压均值提高了7.3 V,从图13所示,电导率提高70μs/cm。

图14所示,20121006电解液与FHT-450V电解液分别同批号、同机台老化后统计产品冒顶率(安全阀鼓起)。20121006电解液浸渍的产品平均冒顶率2.059‰;FHT-450V电解液浸渍的产品平均冒顶率4.534‰;20121006电解液浸渍的产品冒顶率均值降低2.475%‰。

④原材料的可靠性保证:落实有效的检测手段,保证原材料尤其是关键原材料的质量和性能,从而保证产品性能的一致性和稳定性;

⑤制造工艺和制造过程中的可靠性保证。

3 结束语

随着LED照明的迅速发展,LED灯被广泛应用到各个领域,因此降低成本是一个必然趋势。要想得到高品质且价格适中的LED灯,铝电解电容是必不可少的关键元器件。随着LED灯轻、薄、小趋势的发展,铝电解电容也面临着体积更小型化、寿命更长久化等发展的必然要求。而且低压产品有低内阻的更高要求,这样才能保证LED灯的长寿命。