多類別的電解電容，固態電容為何備受高端應用青睞

電子發燒友網報道（文/李寧遠）電容，任何硬件電路都離不開的基礎被動元器件，總的來看，其作用無外乎是濾波、吸收和諧振。不同的電壓等級和不同容值下，有很多種電容類別，從小容值到大容值大致上分為陶瓷電容、薄膜電容、電解電容。當然在超高容值范圍里還有目前比較有話題度的雙電層電容。

多樣的鋁電解電容

此前我們對電容進行分類的時候，通常按照電介質的不同來進行分類，如無機電容、有機電容還有電解電容。陶瓷電容就屬于無機介質電容器，DC薄膜電容屬于有機介質電容器，電解電容就是鋁電解、鉭電解電容這些。

在電解電容里，鋁電解、鉭電解電容這些都是按照陽極的金屬材料來分類的，但其實通過陽極來分別電容性能只是其中一種方法而已。電解電容的很多性能都和陰極材料相關，也就是電解液這些，這就有了固態電容和液體電解電容的區分。

鋁電解電容根據陰極材料的不同，有著很多不同種類。較為常見的幾種陰極材料電解液、二氧化錳、有機半導體、高分子聚合物以及混合型都可以和陽極的鋁進行組合，因此僅憑陽極鋁材質很難判定哪種鋁電解電容更好。

鋁電解電容在國內又有著很大的市場容量，近年來隨著中國市場的發展國內鋁電解電容器制造商和電極箔制造商發展迅速，2021年產量達到867.33億，同比增長19.18%。預計2022年將達到890億，2023年將達到964億。

據不完全統計，目前我國鋁電解電容器生產企業年產量過億只的生產廠商都已經超過70家。

固態電容優勢在哪？

根據陰極材料的不同，鋁電解電容就有了固態電容和液態電解電容之分。固態電容的陰極材料采用的是高分子電介質，液體電解電容采用的則是液態電解液。

陰極材料的差別在名稱里已經體現得很明顯，液態的陰極會在高溫下表現出更高的活躍度，對電容的整體性能產生很大影響，一般這種影響都是弊大于利的，甚至是在溫度過高時出現爆漿，在低溫時其穩定性也會出現明顯改變。

而固態電容，無論是在高溫還是低溫下，都表現得極為穩定，性能波動性不大。任何電容在低溫下都會在容量上發生變化，電解液的陰極會在低溫下下降得更明顯，容值很容易下降10%以上，相比之下固態電容在極端溫度下也不會有超過10%的容值變化。

從材料的導電性能上來說，固態電容陰極導電高分子材料的導電能力對比電解液的導電能力起碼有著數量級的領先。導電性能的提升大大降低了等效串聯電阻ESR，損耗相應的也更低，能很好地改善溫度頻率特性。


高等效串聯電阻引發的電路故障是很難檢測的，只能在設計之初就考慮好它可能帶來的影響，固態電容更低的等效串聯電阻在整個電路的設計上肯定是更友好的。

目前，從市場方向來分，有消費類固態電容、工業類固態電容、軍用級固態電容三大類。根據中研普華產業研究院的報告，全球范圍內2022年消費類固態電容為195.33億只，工業類固態電容產量為140.05億只，軍用級固態電容產量為33.2億只。

固態電容憑著其諸多優勢，現在已經成了高端應用必用的材料之一，比如PCB主板，工控機主板等等。即便同體積同電壓下液態電解電容的容量大于固態電容，固態電容在大多數時候可能仍然是更好的一種選擇。當然，固態電容的低頻響應不如液態電解電容，如果是相對應的音頻類應用，固態電容就不如液態電解電容了。

小結

目前國內不少廠商在電解電容上都取得不錯的突破，如艾華集團、江海股份、綠寶石、豐賓電子、東陽光等等，憑借材料、制備方面的積累已經在消費類市場完成替代，并逐步向高要求的數據中心、工控、汽車領域滲透。