去極化劑

常規的液體鉭電容器(以下簡稱鉭電容器)僅適用於10KHz以下的電路，若應用於高頻電路中，擔電容器便出現容裏大幅度下降、ESR ( Equivalent SeriesResistance)增大的現象。為適應航空航天、大陸科學探測儀器在高頻設備中急需大容量低ESR液體擔電容器的要求，降低鉭電容器在高頻電路中的ESR並提高其電容裏，除了提高鉭粉性能、優化鉭電容器的斌能工藝和擔芯燒結工藝以外，合理選擇電解質配方，對改善擔電容器在高頻電路中的電性能有着至關重要的意義。在工作電解質中加入合適的去極化劑，可以降低鉭電容器內部的飽和蒸汽壓、損耗值和ESR，並獲得較好的容盆值。常規的液體鉭電容器工作電解質的主要成分是硫酸水溶液，為了不引入其它陰離子而影響電容器的電性能，國內外大都採用硫酸鹽作為去極化劑 ^[1]  。

對於燒結型液體電解質擔電容器來説，在液體電解質與銀外殼界面處存在着陰極容童效應。電解質溶液與電容器陰極相接觸後形成新的界面，來自電容器陰極的遊離負電荷吸引電解質溶液中的正離子，兩層符號相反的遊離電荷分別附在電極與電解質溶液的界面兩側，由於界面存在勢壘，兩層異性電荷不能中和，庫侖力使之形成雙電層。

在雙電層界面區存在着電位差，電位差的大小與電解質溶液中陽離子的電極電位有關。雙電層的厚度與所吸附的電解質溶液中陽離子的半徑有關。工作電解質溶液的組成和濃度、電容器陰極材料的物理化學性質及其表面狀態均能影響電解質溶液與電容器陰極界面所形成的雙電層的結構和性質，從而影響電容器的性能 ^[2]  。

由鉭電容器的結構決定，陰極電容量與陽極氧化膜的電容量相串聯。液體鉭電容器的工作電解質均含有一定量的水，水分子可電離成氫離子和氫氧根離子，在未加去極化劑的情況下，氫離子很容易被吸附於雙電層表面，並從陰極得到電子還原成氫原子，進而合成氫分子(氫氣)。眾多的氫分子(氫氣)又使鉭電容器內部飽和蒸汽壓急劇上升，特別是在較高温度下，使電容器外殼開裂，造成產品早期失效。

可在鉭電容器的工作電解質溶液中加入硫酸鹽類(如硫酸銅、硫酸鐵等)作為去極化劑。由於這些鹽類的陽離子的電極電位均比氫離子高，當電容器工作時，這些陽離子將先於氫離子在陰極上得到電子被還原，從而抑制氫離子還原和氫氣的產生，阻止了陰極電容增大。

金屬離子的電極越高，越容易先於氫離子在陰極得到電子還原為原子。這對於降低鉭電容器內部飽和蒸汽壓、增加電容器陰極有效面積、降低高頻電路情況下電容器的容量損失均有貢獻 ^[3]  。

硫酸鹽去極化劑在電解質溶液中有一定的溶解度，它的金屬離子溶於電解質溶液中，有效地增加了電解質中可導電的離子數目。降低電解質溶液的電阻率，降低電解質溶液的電阻值，就可降低鉭電容器的損耗值和ESR值。

Fe₂ ( S0₄ )₃中Fe³⁺所帶電荷數大於CuSO₄·5H₂O中Cu²⁺所帶的電荷數，所以加入Fe₂( S0₄ )₃的電解質具有較低的電阻率，因而其浸漬的鉭電容器的損耗、阻抗及ESR特性均較為優秀 ^[3]  。

在電解質溶液中，去極化劑的加入量不能太多，否則會造成金屬離子的沉澱。在鉭電容器應用於高頻電路中時，在外加電場的作用下，沉積的金屬離子可逐步遷移到鉭芯表面上，使電容器的漏電流增加。經多次鉭電容器產品試驗，我們認為加入去極化劑3%(質量分數)比較適宜 ^[1]  。