薄膜电容的国内外应用现状及性能分析
随着现在全球倡导低碳环保，绿色出行，新能源电动汽车的发展越来越迅速，而薄膜电容凭借自己的优势——优于一般的工作性能和让其他电容难以企及的可靠性为新能源电动汽车发展带来了发展的机遇。
标签：绿色；薄膜；新能源
Abstract：With the global promotion of low-carbon environmental protection and green travel，new energy electric vehicles are being developed more and more rapidly. And the thin film capacitors，with their own advantages superior to the general performance and reliability other capacitors fail to reach，have brought new opportunities for the development of new energy electric vehicles.
Keywords：green；thin film；new energy
1 国内外现状
在全世界有很多的薄膜电容制造商，但是能被称为世界级的也就日本的Nichicon，德国的Wima，意大利的ICEL，美国的CDE等。其中，WIMA的产品方向主要用于制造高品质的音响，Nichion的产品主要在电子产品方向，而CDE 则是做专业的变频器薄膜电容。世界上薄膜电容器除了以上说的那些，还有一些也是做的比较好，像日本NISSI、荷兰飞利浦虽不如上面那些声名赫赫，但也有些名气，而如台湾凯励、昱电、华容等稍逊一些公司也有一些市场份额。而在产量方面来说，全球薄膜电容的大半部分则是日本松下电工和德国EPCOS、美国Kemet一起占据着。作为全球的前五大薄膜电容器厂商——法拉电子公司，也在积极大力拓展变频家电和新能源市场，因为这些市场上薄膜电容器的缺口还是很大的。目前它生产的交流薄膜电容器可以应用于像新能源混合动力汽车、风电能、太阳能等现在发展方向大好多个领域，也在竞争激烈的薄膜电容器中分得一杯羹。现在市场需要高频、大容量、大电流、低阻抗、高电压、高dv/dt的薄膜电容，所以这为以后薄膜电容器的发展提供了方向。
通过查阅大量的资料来看，我认为国家将在电网建设、电气化铁路建设、节能照明及混合动力汽车等方面会投入大量的资金和技术支持。消费类电子产品的快速发展和不断更新换代的速度不容小觑，將会推动数字化、信息化及网络化建设的进一步快速发展，使我国科技永远走在前列，而薄膜电容器也变得越来越重要、越来越不可或缺。
聚酯薄膜在我国原先应用于磁带、计算机记录带等磁性材料方面，现在大多用于食品包装和电子部件、光学部件、电容器方面，这是一种进步也是一种新的发展趋势，证明我国越来越能发现其的多种用途。而现在中国大陆的电容器产能大量，但多数还是为低端产品。中国电子元件行业协会电容器分会秘书长潘大男就指出：“现如今国内的电容器企业应顺应市场的变化，同时也密切关注前瞻性
2010年8月17日
超级电容器行业研究简报 一、超级电容器简介 随着新能源领域的技术进步和行业发展，储能技术越来越受到各方重视，成为解决未来新能源产业发展的关键性环节，产业应用前景和市场规模十分巨大。当前，储能技术大致分为物理储能和电化学储能两条路线。而超级电容器则是物理储能中最具商用前景的一种技术装置，是对其他电化学储能技术的良好补充。 从行业需求角度看，电动/混合动力汽车、太阳能、风能等新能源应用都需求高能量密度储能元件，同时也要求免维护、长寿命、兼备能量密度和功率密度、应用范围宽。锂离子电池、镍氢电池、超级电容是目前全球主要发展的先进储能技术。当前，可充电储能元件行业的发展速度已经远高于全球GDP增长速度。超级电容作为电池的补充，其发展速度将快于电池技术。
1.1超级电容器的概念和特性 超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置, 主要是双电层超级电容器（还有赝电容型超级电容器）。它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。 与传统电容器相比：它具有较大的容量、较高的能量、较宽的工作温度范围和极长的使用寿命；而与蓄电池相比：它又具有较高的比功率，且对环境无污染，因此可以说，超级电容器是一种高效、实用、环保的能量存储装置。 1.2 超级电容器工作原理 超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，
负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态（通常为3V以下），如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷响应减少。由此可以看出：超级电容器的充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。 二、超级电容器的行业分析 超级电容器产品获得投资关注虽然不久，但由于它具有特殊的优点，已在许多领域中获得了应用，其前景可以认为是非常广阔。2010年上海世博会中稳定运营的36辆超级电容客车更是吸引了众多观光者的眼球。超级电容车一旦展开普及，市场会大的超出想象。 基于中国消费电子近年来的惊人增长表现，预计今后几年内，我国纽扣型超级电容器有望保持30%以上的平均增长率，卷绕型和大型超级电容器则有可能保持50%以上的平均增长率。到2013年，我国超级电容器的整体产业规模有望达到79亿元。 依照美国国家能源局的数据预测，超级电容器在全球市场的容量
四：固态电容全面分析 第一点，固态电容为高频电解电容，受此范围限制，高频电容普遍容量做的都不高，固态电容在耐压超过16V后容量显著减小，到20V 为330UF，25V,35V均为220UF。50V56UF，63V39UF。高频电容还有一点就是在低频情况下，性能不太好，阻抗很大，工作频率在100KHz 到300KHz效果最理想。第二点，固态电容受体积限制，不同于铝电解，体积可以理论上无限大，而且由于技术材料不同，最高电压仅63V。最低电压2.5V。所以限制了很多的用途，比如电源的输入端无法选用。第三点，固态电容成本高，是铝电解电容的数倍。材料工艺各不相同，而且没有全球化大规模的生产，目前全球生产厂家大约在10-15家。量没走的上去，成本高是在所难免的。第四点，关于固态电容的选型。滤高频的情况下，固态电容的容量可以选择液态铝电解容量的1/4到1/5。电压无须抛高。例如工作电压2.4V纹波电压不超过2.8V就可以选用2.5V的固态电容，如果纹波电压超过2.8V就要选用4V的了。不过选型毫无疑问也是受到实际线路板的设计限制，具体情况具体分析。第五点，固态电容的寿命问题。固态电容的标准寿命为105度2000H，95度6600小时，85度20000H，75度66000H，65度200000H。20万小时超过20年。第六点，固态电容的温度特性。固态电容耐温性能非常良好，由于内部电解质为固体，没有电解液的沸点，冰点等诸多问题，永不爆浆。而且更加耐高低温，在温度105度工作环境下，依然运行良好，-55度时依然能够工作，容量损失不大。 固态电容的PEDT专利到期，固态电容可望取代传统电容 综合媒体报道，台湾铝质电解电容器厂商近几年来都积极投入固态电容研发制造行列，不过由于桌面计算机需求减缓、日系厂商产能大增之下，固态电容器价格竞争转趋激烈，台系厂商虽仍具备价格优势，但是还是不如国内固态电容生产厂家，而各家厂家都在上游介电材料PEDT专利到期后（上游关键原料PEDT专利原掌握在德国H.C.Strack公司 ，过去为拜耳子公司，2007年售予凯雷集团)，固态电容价格也更加平民化，进而取代传统铝质电容市场，台系厂商和中国大陆厂商或能抢得一席之地，占领一部分日系固态电容厂家的市场份额。固态电容主要是为解决传统铝电解电容器遇高热出现爆浆的问题，在下游应用端如高阶主板、高阶STB、通讯基地台、高阶电源供应器、LCD TV、服务器、VGA卡、游戏机等，在效能及质量提升的趋势下，固态电容有机会逐步取代传统式的液态铝质电解电容器。由于VISTA 及SANTA相继上市后，对于软、硬体的要求大幅提升，软硬件平台必须进行整合以发挥最大效能，因此对于上游被动组件质量的稳定性、耐用度、耐热度要求也相对提升，固态电容因而需求大增。目前使用台系固态电容和大陆国内固态电容厂家的产品，主要为台系2线MB 厂及大陆当地MB大厂，台湾1线MB大厂目前对台系或大陆国内厂家的固态电容产品还处于认证阶段，或者小量使用，属于试用性质。虽台系固态电容价格较日系同规格产品平均低20%，在成本考虑下，台系厂商极力争取1线大厂采用台系固态电容，取代日系固态电容。而台系固态电容厂家又面临国内生产厂家的在市场上紧跟压力，国内固态电容厂家的价格更有优势，交货期好，服务业好，不少日系固态电容使用厂家也有将部分竞争压力大得产品换成了大陆国内厂家的固态电容，也再试用阶段。H.C.Strack公司上游介电材料PEDT全球专利到期后，固态成本和售价下滑，市场普及，并有全面取代铝质电容的机会。
关于投产高压金属化薄膜电容器的可行性报告 薄膜CB80高压电容 关于投产高压金属化薄膜电容器的可行性报告 一．高压金属化薄膜电容器发展状况及市场状况 随着电力、电子技术的普及和提高，高频脉冲电容器、直流高压电容器、高压并联电容器等特种电容器的需求量越来越大。其用途主要有以下几个方面。 1．高压并联电容器：该电容器是为输压、变压线路使用的高压开关柜专门配套的高压电力电容，以改善线路功率因素为目的。 2．高频脉冲电容器：该电容器功能是利用电容器储存的能量产生脉冲大电流。主要用于电磁加速器、核聚变、脉冲激光电源等性能试验装置。 3．直流高压电容器：该电容器主要在高电压大容量电压换流电源中作滤波电容器用。 二、国外、国内高压金属化薄膜电容器的发展状况及市场状况 近几年来，国外一些厂家开发、研制出的该类型电容器已形成批量生产和投放市场使用。而我国虽然有众多的电容器生产厂家，但该类型的电容器在生产方面还刚刚起步，其品质也无法与
国外一些厂家生产的产品进行比较，其品质差别和市场占有率主要如下； 1．国外该类型电容器的发展及市场状况：现在国外具有先进水平的生产厂家有ABB、GE、METAR等公司，这些公司生产的电容器主要特点是在恒定容量和恒定电压下，其尺寸和重量均为国产的一半，其使用寿命确保在20年以上。现METAR公司已开发、研制出50万伏高压并联电容器并投入使用，现占领国内100%市场。 2．国内该类型电容器的发展及市场状况：现在国内的生产家生产的同类型电容器产品其尺寸和重量均比国外的产品要大得多和重得多，其使用寿命在5年到10年之间。30到50万伏的高压并联电容器还在研制中，未能进行批量生产并投入使用。 三、投产电容器的目的及项目： 1．投产目的：为了满足国外、国内市场对具有高电压、大电流负载承受能力、高安全性的金属化薄膜高电压电容器越来越大的市场需求，对该类型的电容器的开发、研制和对现有电容器生产设备及工艺技术的改造也势在必行。针对此现像，公司经研究自身在国际上的销售网 络优势，决定出资引进国外先进设备，以满足国外、国内市场对该类型电容器越来越大的需求，填补国内空白、不足之处。 2．电容器项目及其用途如下： 2.1 高电压并联电容器：该电容器是为30到50万伏输压、变压线路使用的高压开关柜专门配套的高压电力电容，全世界需
薄膜电容器基本构造 和分类
塑料薄膜电容（ Plastic Film Capacitor ）往往被简称为薄膜电容（ Film Capacitor ）或 FK 电容。其以塑料薄膜为电介质。 在应用上薄膜电容具有的一些的主要特性：无极性，绝缘阻抗高，频率特性优异 ( 频率响应宽广 ) ，介质损失小。基於以上的优点，薄膜电容器被大量使用在模拟电路上。尤其是在信号交连的部份，必须使用频率特性良好，介质损失极低的电容器，方能确保信号在传送时，不致有太大的失真情形发生。在所有的塑胶薄膜电容当中，又以聚丙烯 (PP) 电容和聚苯乙烯 (PS) 电容的特性最为显着。 1 基本构造： 薄膜电容内部构成方式主要是：以金属箔片（或者是在塑料上进行金属化处理而得的箔片）作为电极板，以塑料作为电介质。通过绕卷或层叠工艺而得。箔片和薄膜的不同排列方式又衍生出多种构造方式。图 1 是薄膜电容得典型示意图。
2 基本分类： 薄膜电容主要分类法有：按电介质分类；按薄膜（介质）和箔片（电极板）的排列方式分类；按结构分类；按线端方式分类。 从电介材质上分类： 从应用特性角度看，关键特性的表现还是缘于其电介质的不同。按电介质的不同 DIN 41379 对薄膜电容作了如下划分： T 型：即 PE T － Polyethylene terephthalate （聚乙烯对苯二酸盐( 或酯 ) ） P 型：即 P P － Polypropylene （聚丙烯）
N 型：即 PE N － Polyethylene naphthalate （聚乙烯石脑油） 以 M 作前缀表示为金属化薄膜的电容。 MFP 及 MFT 电容由金属箔片和金属化塑料薄膜构成，并不在 DIN 41379 阐述的范围内。
電容器基本知識 一、定義：由兩金屬极板加以絕緣物質隔離所構成的可儲存電能的元件稱為電容器 二、代號：“C” 三、單位：法拉(F) 微法(uF) 納法(nF) 皮法(pF) 1F=106 uF =109nF=1012 pF 四、特性：通交流、阻直流 因電容由兩金屬片構成，中間有絕緣物，直流電無法流過電容，但通上交流電時，由於電容能充放電所致，所以能通上交流 五、作用：濾波、耦合交變信號、旁路等 六、電容的串聯、並聯計算 1.串聯電路中，總容量=1÷各電容容量倒數之和 例： 2.並聯電路中，總容量=各電容容量之和 例： 七、電容的標示： 1.直標法：直接表示容量、單位、工作電壓等。如1uF/50V 2.代表法：用數字、字母、符號表示容量、單位、工作電壓等 如：“104”表示容量為“100000pF” “Z”表示容量誤差“+80% -20%” “”表示工作電壓“50V” 八、電容的分類 1.按介質分四大類 1).有機介質電容器(極性介質與非極性介質，一般有真合介質、漆膜介質等)
2).無機介質電容器(雲母電容器、陶瓷電容器、波璃釉電容器 3).電解電容器(以電化學方式形式氧化膜作介質，如鋁Al2O3鉭Ta2O5) 4).氣體介質電容器(真空、空氣、充氣、氣膜復合) 2.按結構分四大類 1).固定電容器 2).可變電容器 3).微調電容器(半可變電容器) 4).電解電容器 3.按用途分 1).按電壓分低壓電容器、高壓電容器 2).按使用頻率分低頻電容器(50周/秒或60周/秒)和高頻電容器(100K周/秒) 3).按電路功能分：隔直流、旁路、藕合、抗干擾(X2)、儲能、溫度補償等 九、我司主要使用之電容： 1).電解電容 2).陶瓷電容(包括Y電容與積層電容、SMD電容) 3).塑膠薄膜電容(包括金屬薄膜電容器、X2電容器、嘜拉電容器) 電解電容(E/C) 一、概述 電解電容的構造是由陽箔、陰箔、電解紙、電解液之結合而成的，陽箔經化成後含有一高介電常數三氧化鋁膜(Al2O3)，此氧化膜當作陽箔與陰箔間的絕緣層，氧化膜的厚度即為箔間之距離(d)，此厚度可由化成來加以控制，由於氧化膜的介電常數高且厚度薄，故電解電容器的容量較其他電容高。電解電容的實值陽极是氧化膜接觸之電解液，而陰箔只是將電流傳屋電解液而已，電解紙是用來幫助電解液及避免陽箔、陰箔直接接觸因磨擦而使氧化膜磨損。 即電解電容器是高純度之鋁金屬為陽极，以陽极氧化所開氧化膜作為電介質，以液體電解液為電解質，另與陰极鋁箔所構成之電容器。
超级电容行业分析报告
超级电容行业分析报告 一、超级电容器行业分析 超级电容器根据制造工艺和外形结构可划分为钮扣型、卷绕型和大型三种类型，三者在容量上大致归类为5F以下、5F~200F、200F以上，它们由于其特点的不同，运用领域也有所差异。 钮扣型产品具备小电流、长时间放电的特点，可用在小功率电子产品及电动玩具产品中。而卷绕型和大型产品则多在需要大电流短时放电，有记忆存储功能的电子产品中做后备电源，适用于带CPU的智能家电、工控和通信领域中的存储备份部件。另外大型超级电容器通过串并联构成电源系统可用在汽车等高能供应装置上。 年份纽扣型卷绕型和大型总规模同比增长2007 10.2 34.8 45 45% 2008 15.3 52.2 67.5 50% 年份纽扣型卷绕型和大型总规模同比增长 2005 0.4 3.5 3.9 57.2% 2006 0.9 4.8 5.7 46.2% 2007 1.4 7.2 8.6 50% 2008 2.1 11.2 13.3 55% 表1、表2是对三种超级电容器产业规模进行调查而得到的数据整理而成的，分别反映了世界和中国超级电容器产业的情况。从这两个表中我们不难发现三个问题： 1、超级电容器产业的发展非常迅速，无论是钮扣型还是卷绕型或是大型超级电容器，其产业规模都在高速扩展。 2、中国在钮扣型超级电容方面的竞争力不明显，在中国钮扣型市场中，海外产品几乎占据了90%以上的份额，竞争非常激烈。数据表明，近几年国内厂家的市场份额也在逐步扩大。 3、卷绕型和大型方面，中国的技术水平与国际接近，市场份额也比较理想。近几年，中国厂商的销售收人也在呈几何倍数增长。据调查，国产超级电容器已占有中国市场60%~70%的份额。 二、超级电容器技术研究现状 超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态(通常为3V以下)，如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电
薄膜电容器选型与行业应用 ————光伏逆变器行业 变频器行业 风电行业 交流滤波电容 其他场合 一、光伏行业DC-link电容 DC-link电容（大功率27μF-30μF/KW 薄膜电容） 二、变频器行业DC-link电容 输入电压等级 DC-Link 电容 吸收电容 LC 交流滤波电容 220V.AC-440V.AC 薄膜电容电压 Un=700V.DC 0.1-2μF/1200V.DC Un=450V.AC 660V.AC-690V.AC 薄膜电容电压 Un=1100V.DC 0.47-2.5μF/1600V.DC Un=850V.AC 1140V.AC 薄膜电容电压 Un=2000V.DC 0.47-3μF/3000V.DC Un=1140V.AC 2000μF/1200VDC SVG客户的选型 420/470 uf –1100/1200V .DC 500/1200/2000/3000 uf –1200V .DC 功率P DC-Link 电容 吸收电容 交流滤波电容 500KW 园柱SCREW 型 400μF-500μF/1100V .DC 27-30只并联 采用6只 方块铜片型 0.47-1.5μF/1600V .DC 金属盒三角接法SCREW 型 3×200μF/450V .AC 250KW 园柱SCREW 型 200-420 多只并联总容量在6000uf 采用3只 方块铜片型 0.47-1.5μF/1600V .DC 金属盒三角接法SCREW 型 3×200μF/450V .AC 100K 园柱SCREW 型 420uf 6只并联 方块铜片型 1μF/1200V .DC 金属盒三角接法SCREW 型 3×200μF/450V .AC 50K 方块导针型 10μF-50μF 多只并联 方块铜片型 0.47μF/1200V .DC 20μF/450V .AC (自己采用三角接法)，会选园柱SCREW 型的 备注 采用容量小，多只并联，这样同等容量流过DC-LINK 电容有效电流大， I 总rms≥nI 输出电流 容量选取不是容量越大越好，主要通过IGBT 开关频率和功率选取容量 选择交流电容设计电容的有效电流多少，这主要载波频率有关系
2012超级电容器行业分析报告及技术研究现状 一、电容器、超级电容器行业分析 超级电容器根据制造工艺和外形结构可划分为钮扣型、卷绕型和大型三种类型三者在容量上大致归类为5F以下、5F~200F、200F以上它们由于其特点的不同运用领域也有所差异。 钮扣型产品具备小电流、长时间放电的特点，可用在小功率电子产品及电动玩具产品中。而卷绕型和大型产品则多在需要大电流短时放电，有记忆存储功能的电子产品中做后备电源，适用于带CPU的智能家电、工控和通信领域中的存储备份部件。另外大型超级电容器通过串并联构成电源系统可用在汽车等高能供应装置上。 表1、表2是对三种超级电容器产业规模进行调查而得到的数据整理而成的，分别反映了世界和中国超级电容器产业的情况。从这两个表中我们不难发现三个问题： 1、超级电容器产业的发展非常迅速，无论是钮扣型还是卷绕型或是大型超级电容器，其产业规模都在高速扩展。 2、中国在钮扣型超级电容方面的竞争力不明显，在中国钮扣型市场中，海外产品几乎占据了90%以上的份额，竞争非常激烈。数据表明，近几年国内厂家的市场份额也在逐步扩大。 3、卷绕型和大型方面，中国的技术水平与国际接近，市场份额也比较理想。近几年，中国厂商的销售收人也在呈几何倍数增长。据调查，国产超级电容器已占有中国市场60%~70%的份额。 二、超级电容器技术研究现状
超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态(通常为3V以下)，如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷响应减少。由此可以看出:超级电容器的充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。 超级电容器因其独特的双层大容量储存结构对原材料及制作工艺提出了极高的要求。电极、电解质和隔膜的组成和质量对超级电容器的性能起着决定性的影响。下面将从原材料，制作工艺等几个方面对超级电容器的技术现状进行分析。 2.1正极材料 目前用作超级电容器电极的材料主要有三类：碳材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料。 2.1.1 碳材料 碳是最早被用来制造超级电容器的电极材料。碳电极电容器主要是利用储存在电极与电解液界面的双电层能量，其比表面积是决定电容器容量的重要因素。尽管高比表面的碳材料比表面积越大，容量也越大，但实际利用率并不高，因为多孔碳材料中孔径一般要2nm及 以上的空间才能形成双电层，从而进行有效的能量储存，而制备的碳材料往往存在微孔(孔 径小于2nm)不足的情况。所以这个系列主要是向着提高有效比表面积和可控微孔孔径(孔径 大于2nm)的方向发展。除此之外，碳材料的表面官能团、导电率、表观密度等对电容器性 能也有影响。现在已有许多不同类型的碳材料被证明可用于制作超级电容器的极化电极，如活性炭、活性炭纤维、碳气溶胶、碳纳米管以及某些有机物的裂解碳化产物。 2.1.2 金属氧化物材料 金属氧化物作为超级电容器电极材料的研究是基于法拉第准电容储能原理，即是在氧化物电极表面及体相发生的氧化还原反应而产生的吸附电容。其电容量远大于活性炭材料的双电层电容，但双电层电容器瞬间大电流放电的功率特性比法拉第电容器好。金属氧化物作为超级电容器电极材料有着潜在的研究前景。近年来金属氧化物电极材料的研究工作主要围绕以下两个方面进行:(l)制备高比表面积的RuO2活性物质。(2) RuO2与其它金属氧化物复合。
关于投产高压金属化薄膜电容器的可行 性报告 关于投产高压金属化薄膜电容器的可行性报告一．高压金属化薄膜电容器发展状况及市场状况随着电力、电子技术的普及和提高，高频脉冲电容器、直流高压电容器、高压并联电容器等特种电容器的需求量越来越大。其用途主要有以下几个方面。 1．高压并联电容器：该电容器是为输压、变压线路使用的高压开关柜专门配套的高压电力电容，以改善线路功率因素为目的。 2．高频脉冲电容器：该电容器功能是利用电容器储存的能量产生脉冲大电流。主要用于电磁加速器、核聚变、脉冲激光电源等性能试验装置。 3．直流高压电容器：该电容器主要在高电压大容量电压换流电源中作滤波电容器用。 二、国外、国内高压金属化薄膜电容器的发展状况及市场状况近几年来，国外一些厂家开发、研制出的该类型电容器已形成批量生产和投放市场使用。而我国虽然有众多的电容器生产厂家，但该类型的电容器在生产方面还刚刚起步，其品质也无法与国外一些厂家生产的产品进行比较，其品质差别和市场占有率主要如下； 1．国外该类型电容器的发展及市场状况：现在国外具有先进水平的生产厂家有abb、ge、metar等公司，这些公司生产的电容器主要特点是在恒定容量和恒定电压下，其尺寸和重量均为国产的一半，其使用寿命确保在20年以上。现metar公司已开发、研制出50万伏高压并联电容器并投入使用，现占领国内100%市场。 2．国内该类型电容器的发展及市场状况：现在国内的生产家生产的同类型电容
器产品其尺寸和重量均比国外的产品要大得多和重得多，其使用寿命在5年到XX年之间。30到50万伏的高压并联电容器还在研制中，未能进行批量生产并投入使用。 三、投产电容器的目的及项目： 1．投产目的：为了满足国外、国内市场对具有高电压、大电流负载承受能力、高安全性的金属化薄膜高电压电容器越来越大的市场需求，对该类型的电容器的开发、研制和对现有电容器生产设备及工艺技术的改造也势在必行。针对此现像，公司经研究自身在国际上的销售网 络优势，决定出资引进国外先进设备，以满足国外、国内市场对该类型电容器越来越大的需求，填补国内空白、不足之处。 2．电容器项目及其用途如下： 2.1 高电压并联电容器：该电容器是为30到50万伏输压、变压线路使用的高压开关柜专门配套的高压电力电容，全世界需求量非常大。我国在此方面尚属空白。如：中国的三峡工程、平顶山，沈阳和西安高压开关厂为50万伏输压、变压线路项目配套的开关柜采用电容全部从国外进口。 2.2 小型化高频脉冲电容器及直流高压电容器：可用于电磁加速器、核聚变脉冲激光电源等性能试验装置及冲击电压、电流发生装置。 四、高压金属化薄膜电容器投产后市场预测： 因国内对金属化薄膜高电压并联电容器、高频脉冲电容器、直流高压电容器的需求量越来越大且其现在供给状况为全部依靠进口，故如该类型产品在国内生产，将具备很强的市场竞争力。其市场销售预测为： 1.高电压并联电容器：现国内为50万伏输变线项目配套采用该电容100%全
超级电容器发展现状及前景分析 一、超级电容器的概念 超级电容器是一种具有超级储电能力，可提供强大的脉冲功率的物理二次电源，它是根据电化学双电层理论研制而成的，所以又称双电层电容器。 超级电容器基本原理为：当向电极充电时，处于理想极化电极状态的电极表面电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使这些离子附于电极表面上形成双电荷层，构成双电层电容。由于两电荷层的距离非常小（一般0.5mm以下），再加之采用特殊电极结构，使电极表面积成万倍的增加，从而产生极大的电容量。 超级电容器实现了电容量由微法级向法拉级的飞跃，彻底改变了人们对电容器的传统印象。目前，超级电容器已形成系列产品，实现电容量0.5-1000F（法），工们电压12-400V，最大放电电流400-2000A。 超级电容器的性能特点： ①．具有法拉级的超大电容量； ②．比脉冲功率比蓄电池高近十倍； ③．充放电循环寿命在十万次以上； ④．能在-40℃-70℃的环境温度中正常使用； ⑤．有超强的荷电保持能力，漏电源非常小； ⑥．充电迅速，使用便捷； ⑦．无污染，真正免维护。 二、超级电容器行业市场分析 超级电容器根据制造工艺和外形结构可划分为钮扣型、卷绕型和大型三种类型，三者在容量上大致归类为小于5F、5F~200F、大于200F，它们由于其特点的不同，运用领域也有所差异。 钮扣型产品具备小电流、长时间放电的特点，可用在小功率电子产品及电动玩具产品中；而卷绕型和大型产品则多在需要大电流短时放电，有记忆存储功能的电子产品中做后备电源，适用于带CPU的智能家电、工控和通信领域中的存储备份部件；另外大型超级电容器通过串并联构成电源系统可用在汽车等高能供应装置上。这三种超级电容器在全球和国内的生产规模情况分别见表1和表2 所示。
替代电解电容的薄膜电容技术 DC-Link电容器应用 在过去多年的发展中，使用金属化膜以及膜上金属分割技术的DC滤波电容得到了长足的发展，现在薄膜生产商开发出更薄的膜，同时改进了金属化的分割技术极大的帮助了这种电容的发展，聚丙烯薄膜电容能够比电解电容更加经济地覆盖600VDC 到2200VDC的电压范围。薄膜电容具有的许多优势，使它替代电解电容成为工业和电力电子功率变换市场的趋势。 这些优点包括了： 承受高的有效电流的能力 能承受两倍于额定电压的过压 能承受反向电压 承受高峰值电流的能力 长寿命，可长时间存储 但是，只种替代并非“微法对微法”的替代，而是功能上的替代. 当然，尽管膜电容技术有了长足的进展，但不是所有的应用领域都能替代电解电容。 电解电容技术 典型的电解电容的最大标称电压为500 到600V。所以在要求更高电压的情况下，使用者必须将多只电容串联使用。同时，由于各电容的绝缘电阻不同，使用者必须在每个电容上连接电阻以平衡电压。 此外，如果超过额定电压1.5倍的反向电压被加在电容上时，会引起电容内部化学反应的发生。如果这种电压持续足够长的时间，电容会发生爆炸，或者随着电容内部压力的释放电解液会流出。为了避免这种危险，使用者必须给每个电容并联一个二极管。在特定应用中电容的抗浪涌能力也是考察电容的重要指标。实际上，对电解电容而言，允许承受的最大浪涌电压是VnDC的1.15或1.2倍（更好的电解电容）。这种情况迫使使用者不得不考虑浪涌电压而非标称电压。 直流支撑滤波：高电流设计和电容值设计 a) 使用电池供电的情况 应用为电车或电叉车 在这种情况下，电容被用来退耦。膜电容特别适合这种应用。因为直流支撑电容的主要标准是有效值电流的承受能力。这意味着直流支撑电容能够以有效值电流来设计 以电车为例，要求的数据 工作电压: 120VDC 允许的纹波电压: 4V RMS 有效值电流: 80 A RMS @ 20 kHz 最小容值为
3.1超级电容器行业基本情况 3.1.1 超级电容器介绍 超级电容器(Supercapacitor，Ultracapacitor),又叫黄金电容、法拉电容,通过极化电解质来储能，属于双层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应，因此这种储能过程是可逆的，正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。由于其容量很大，对外表现和电池相同，因此也称作“电容电池”或说“黄金电池”。超级电容器是目前世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。 图超级电容器结构原理图 超级电容器的出现，填补了传统电容器和电池间的空白，广泛的应用于数码产品、智能仪表、玩具、电动工具、新能源汽车、新能源发电系统、分布式电网系统、高功率武器、运动控制领域、节能建筑、工业节能减排等各个行业，属于标准的低碳经济核心产品。超级电容器具有如下特点： （1）高功率密度。输出功率密度高达数kW/kg，是如何化学电源所无法比拟的，是一般蓄电池的数十倍。 （2）高能量密度。能量密度可以达到5-20Wh/kg，是传统电容器所无法想象的。 （3）循环寿命长。理论循环寿命为无限次，实际都为50万次以上，远高于蓄电池几百次的循环寿命。 （4）充电时间短。可在数秒内到几分钟内完成充电，远快于蓄电池的充电
时间。 （5）免维护、高可靠性，报废后不产生环境污染。 3.1.2 超级电容器与传统常规储能元器件比较 （1）超级电容器与静电电容器、电池的性能参数比较 图超级电容器与普通电容器及电池参数比较 （2）超级电容与电池相关指标比较 图超级电容与电池参数比较 结合以上数据我们可以看出超级电容器的优势在于能提供较大的比功率，因此适合与瞬态大电流充放电工作环境。 3.1.3 超级电容器运用领域 超级电容器的用途非常广泛，其应用领域涉及消费类电子产品，交通运输、移动通信、工业、能源、电力及军事等领域，并且应用范围还在不断地扩大。
薄膜电容的国内外应用现状及性能分析 随着现在全球倡导低碳环保，绿色出行，新能源电动汽车的发展越来越迅速，而薄膜电容凭借自己的优势——优于一般的工作性能和让其他电容难以企及的可靠性为新能源电动汽车发展带来了发展的机遇。 标签：绿色；薄膜；新能源 Abstract：With the global promotion of low-carbon environmental protection and green travel，new energy electric vehicles are being developed more and more rapidly. And the thin film capacitors，with their own advantages superior to the general performance and reliability other capacitors fail to reach，have brought new opportunities for the development of new energy electric vehicles. Keywords：green；thin film；new energy 1 国内外现状 在全世界有很多的薄膜电容制造商，但是能被称为世界级的也就日本的Nichicon，德国的Wima，意大利的ICEL，美国的CDE等。其中，WIMA的产品方向主要用于制造高品质的音响，Nichion的产品主要在电子产品方向，而CDE 则是做专业的变频器薄膜电容。世界上薄膜电容器除了以上说的那些，还有一些也是做的比较好，像日本NISSI、荷兰飞利浦虽不如上面那些声名赫赫，但也有些名气，而如台湾凯励、昱电、华容等稍逊一些公司也有一些市场份额。而在产量方面来说，全球薄膜电容的大半部分则是日本松下电工和德国EPCOS、美国Kemet一起占据着。作为全球的前五大薄膜电容器厂商——法拉电子公司，也在积极大力拓展变频家电和新能源市场，因为这些市场上薄膜电容器的缺口还是很大的。目前它生产的交流薄膜电容器可以应用于像新能源混合动力汽车、风电能、太阳能等现在发展方向大好多个领域，也在竞争激烈的薄膜电容器中分得一杯羹。现在市场需要高频、大容量、大电流、低阻抗、高电压、高dv/dt的薄膜电容，所以这为以后薄膜电容器的发展提供了方向。 通过查阅大量的资料来看，我认为国家将在电网建设、电气化铁路建设、节能照明及混合动力汽车等方面会投入大量的资金和技术支持。消费类电子产品的快速发展和不断更新换代的速度不容小觑，將会推动数字化、信息化及网络化建设的进一步快速发展，使我国科技永远走在前列，而薄膜电容器也变得越来越重要、越来越不可或缺。 聚酯薄膜在我国原先应用于磁带、计算机记录带等磁性材料方面，现在大多用于食品包装和电子部件、光学部件、电容器方面，这是一种进步也是一种新的发展趋势，证明我国越来越能发现其的多种用途。而现在中国大陆的电容器产能大量，但多数还是为低端产品。中国电子元件行业协会电容器分会秘书长潘大男就指出：“现如今国内的电容器企业应顺应市场的变化，同时也密切关注前瞻性
2021年固态电容器行业现状及前景趋势
目录 1.固态电容器行业现状 (4) 1.1固态电容器行业定义及产业链分析 (4) 1.2固态电容器市场规模分析 (7) 1.3固态电容器市场运营情况分析 (7) 2.固态电容器行业存在的问题 (10) 2.1行业服务无序化 (10) 2.2供应链整合度低 (10) 2.3基础工作薄弱 (10) 2.4产业结构调整进展缓慢 (10) 2.5供给不足，产业化程度较低 (11) 3.固态电容器行业前景趋势 (12) 3.1固态电容器行业技术发展趋势 (12) 3.2消费类电子是最大应用市场 (12) 3.3微型化和大容量化 (12) 3.4薄膜电容向超薄化、耐高温方向发展 (13) 3.5延伸产业链 (13) 3.6行业协同整合成为趋势 (14) 3.7生态化建设进一步开放 (14) 3.8服务模式多元化 (15) 3.9细分化产品将会最具优势 (15)
3.10呈现集群化分布 (15) 3.11需求开拓 (16) 3.12行业发展需突破创新瓶颈 (17) 4.固态电容器行业政策环境分析 (18) 4.1固态电容器行业政策环境分析 (18) 4.2固态电容器行业经济环境分析 (18) 4.3固态电容器行业社会环境分析 (18) 4.4固态电容器行业技术环境分析 (19) 5.固态电容器行业竞争分析 (20) 5.1固态电容器行业竞争分析 (20) 5.1.1对上游议价能力分析 (20) 5.1.2对下游议价能力分析 (20) 5.1.3潜在进入者分析 (21) 5.1.4替代品或替代服务分析 (21) 5.2中国固态电容器行业品牌竞争格局分析 (22) 5.3中国固态电容器行业竞争强度分析 (22) 6.固态电容器产业投资分析 (23) 6.1中国固态电容器技术投资趋势分析 (23) 6.2中国固态电容器行业投资风险 (23) 6.3中国固态电容器行业投资收益 (24)
薄膜电容器在新能源汽车上的运用厦门法拉电子股份有限公司赖五福 薄膜电容器是一种应用于直流滤波场合的电容器。由于它跟传统电容相比有寿命长、温度稳定性好等优点，更适用于新能源汽车中的逆变器直流滤波。【摘要】本文主要介绍薄膜电容器优点、采用的先进技术、相关的选型标准及应用分析。 能源,薄膜电容器,电解电容器,逆变器,新能源汽车【关键词】 1.引言容理论上不会产生短路击穿的现象，这大 大提高了这类电容的安全性，典型的失效随着工业的迅速发展、人口的增长和人 民生活水平的提高，能源短缺已成为世界性模式是开路。在特定应用中电容的抗峰值问题，能源安全受到越来越多国家的重视。电压能力也是考察电容的重要指标。实际随着“汽车社会”的逐渐形成，汽车保有量上，对电解电容而言，允许承受的最大浪在不断地呈现上升趋势，全球汽车行业的发涌电压是1.2倍，这种情况迫使使用者不得 展面临着能源和环保的双重压力，各个国家不考虑峰值电压而非标称电压。为了将来在世界汽车业中占得一席之地，纷 b.良好的温度特性，产品温度使用范图1 电机控制器主回路示意图围广，可以从-40?-105? 纷推出了各自的的新能源汽车的规划蓝图，
直流支撑薄膜电容器采用的高温聚丙并大力发展新能源汽车。 新能源汽车是指采用非常规的车用烯薄膜，具有聚酯薄膜和电解电容没有的燃料作为动力来源，新能源汽车包括混合温度稳定性，具体如下图5，图6。动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽从图5中可以看出，随着温度的升高，车、氢发动机汽车、其他新能源(如高效聚丙烯膜电容器容量总体是下降的，但下[1]储能器、二甲醚)汽车等各类别产品。降的比例是很小的，大概是300PPM/?; 电机，电池和电机控制技术是新能源而聚酯膜不管是在高温阶段还是在低温汽车的三大核心。电机控制技术的核心就阶段，容量随温度变化则大了很 多，为是需要高效电机控制的逆变器技术，高效 +200+600PPM/?。从图6可以看出，聚~ 电机控制的逆变器技术则需要一个功能强丙烯膜介质电容图2 第一代丰田Prius电机控制器大的IGBT模块和一个与之匹配的直流支撑器的损耗随温度变化基本不变的，但聚酯 膜介质电容器在低温和高温显示变化规律电容器，如图1所示。 是不一样的。本文主要介绍薄膜电容的优点、采用的 先进技术、相关的选型标准及应用分析。由于聚丙烯膜介质电容器具有良好
铝电解电容器市场分析 第一章铝电解电容器定义、分类及应用 一、铝电解电容器行业定义 铝电解电容器是指由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极而制成的电容器。 电容器是应用最为广泛的电子元件，几乎用电的地方都会用到电容器。电容器是三大基础电子元器件（电阻、电容及电感器）之一，在电子元器件产业中占有重要的地位，是电子线路中必不可少的基础电子元器件，在整机使用的电子元件中，电容器用途最广泛、用量最大，约占全部电子元件用量的40%；铝电解电容器作为电容器中的重要分支，又占三大类电容器(电解电容器、陶瓷电容器和有机薄膜电容器)产量的30%以上。 二、铝电解电容器行业主要产品分类 按照不同电解质划分，铝电解电容器可划分为液态铝电解电容器和固体铝电解电容器。 按照不同应用领域划分，铝电解电容器可又划分为消费类铝电解电容器、工业类铝电解电容器和军用级铝电解电容器等。 其中消费类铝电解电容器主要用于电视、音响、显示器、计算机及空调等消费类市场；工业类铝电解电容器主要用于工业和通讯电源、专业变频器、数控和伺服系统、风力发电及汽车等工业领域。
三、产品应用领域 电容器是三大基础电子元器件（电阻、电容及电感器）之一，在电子元器件产业中占有重要的地位，是电子线路中必不可少的基础电子元器件，电容器产业的发展水平在很大程度上影响着我国电子信息产业的发展，是国家重点发展的产业。 近年来，铝电解电容器通过自身的不断改进、完善和创新，不断朝小体积、大容量、低成本、高频低阻抗方向发展，性能优势更为明显，应用领域不断拓宽，市场需求越来越大；因性能上乘、价格低廉、用途广泛，近20年来在世界范围内得到很大发展，其产值约占整个电容器市场的三分之一，其年增长率稳定保持在8%左右，并且未来可能进一步扩大市场份额。电容器产业的发展水平在很大程度上影响着我国电子信息产业的发展，是国家重点发展的产业。 铝电解电容器在电子线路中的作用一般概括为：通交流、阻直流，具有滤波、消振、谐振、旁路、耦合和快速充放电的功能，与其它电容器相比，具有体积小、储存电量大、成本低的特性，符合电子整机产品小型化、集成化、低价化的发展趋势。随着现代科技的进步与电容器性能的不断提高，产品已广泛应用于消费类电子产品、通信产品、电脑及周边产品、仪器仪表、自动化控制、汽车工业、光电产品、医疗器械、高速铁路与航空及军事装备等。 全球铝电解电容器应用领域的用量比例为消费性电子产品占45%，工业占23%，资讯13%，通信7%，汽车5%，其他7%。监视器、CD 音响、电视机、电源供应器及主机板产品是铝电解电容器最典型的应用。
薄膜电容器的使用要求和电性能参数 电磁加热设备把工频的交流电或纯直流电,通过半桥/全桥逆变技术,变为高频交流电(1KHz—1MHz).高频交流电通过各种电感性负载后会产生高频交变磁场.当金属物体处于高频交变磁场中,金属分子会产生无数小涡流. 涡流使金属分子高速无规则运动,金属分子间互相碰撞、磨擦而产生热能,最终达到把电能转换为热能的目的.电磁加热设备在我们的工作和生活中大量的频繁的使用.例如电磁炉/电磁茶炉,电磁炉,高频淬火机,封口机,工业熔炼炉等等.本文以三相大功率电磁灶为例, 浅析薄膜电容器在电磁加热设备中的应用. 一电磁灶三相全桥电路拓扑图 二 C1—C6功能说明 新晨阳 C1/C2:三相交流输入滤波、纹波吸收, 提高设备抗电网干扰的能力 C1,C2和三相共模电感组成Pi型滤波,在设备中起电磁干扰抑制和吸收的作用.该电路一方面抑制IGBT由于高速开关而产生的电磁干扰通过电源线传送到三相工频电网中,影响其他并网设备的正常使用.另一方面防止同一电网中其他设备产生的电磁干扰信号通过电源线传送到三相工频电网中,影响电磁加热设备自身的正常使用.(对内抑制自身产生的干扰,对外抵抗其他设备产生的干扰,具有双面性) EMC=EMI+EMS 在实际使用中,C1可以选择MKP-X2型(抑制电磁干扰用固定电容器),容量范围在 3μF－10μF之间,额定电压为275V.AC－300V.AC. 采用Y型接法,公共端悬空不接地. C2可以选择MKP型金属化薄膜电容器,容量范围在3μF－10μF之间,额定电压为450V.AC－ 500V.AC ,采用三角形接法.
C1和C2原则上选用的电容量越大,那么对于电磁干扰的抑制和吸收效果越好.但是电容量越大,那么设备待机时的无功电流就越大.耐压方面要根据设备使用地域的电网情况而合理保留一定的余量,防止夜间用电量非常小的时候,电网电压过高而导致电容器电压击穿或寿命受到一定的影响. C3: 整流后平滑滤波、直流支撑(DC-Link),吸收纹波和完成交流分量的回路。 C3和扼流圈L组成LC电路,把三相桥式整流后的脉动直流电变为平滑的直流电,供后级逆变桥及负载使用.在电磁灶机芯实际电路中,C3一般是由几十微法的薄膜电容器组成.该 位置的薄膜电容器其实所起的作用是直流支撑(DC-LINK),负责纹波的吸收和完成交流分量的回路,而不是很多人所认为的(滤波).几十微法的电容量,对于几十千瓦的负载来说,所起到的滤波作用是非常小的,直流母线的电压波形根本就无法变得很平滑.由于IGBT的高速开关,会产生大量的高次谐波电流及尖峰谐波电压.如果没有电容器作为谐波电流和尖峰电压的吸收,那么直流母线回路会产生大量的自激振荡,影响IGBT等的安全使用及缩短寿命时间.因此,使用薄膜电容器作为直流母线纹波电压和纹波电流的吸收是目前国内外最常用的方法之一。 C3原则上选用的电容量越大,那么吸收效果越好.但是需要注意的是电容量过大,容易导致设备刚合闸上电的时候,由于电容器的瞬间充电电流过大而导致整流桥,保险管等过流击穿.在电磁灶机芯里,一般的选用原则是:半桥方案(1.5μF/KW) 全桥方案(1.2μF/KW).该配置是根据常规的薄膜电容器能承受的2A/μF的设计工艺所推断。 例如电磁灶半桥20KW机型,需要的C3容量是20*1.5=30μF C3的总纹波电流是 30*2=60A 全桥20KW机型,需要的C3容量是20*1.2=24μF（实际可取25－30μF） C3的总纹波电流是25*2=50A 建议实际选取的电容量及电容器能允许承受的纹波电流值不能低于上述建议值。 C3位置必须要考虑电路实际需要的纹波电流值是否小于所选用的薄膜电容器能承受的总纹波电流值(还要保留一定的电流余量),否则假如电路需要60A的纹波电流,而选择的电容器总共能承受的纹波电流只有40A,那么会导致薄膜电容器发热严重,长期过热运行,大大降低薄膜电容器的使用寿命,严重的导致薄膜电容器膨胀鼓包,甚至起火燃烧.耐压方面,一般选择额定电压为800－1000V.DC即可. C4: IGBT的尖峰电压/电流吸收、缓冲和抑制，防止IGBT击穿