1、鋰電容失效機理簡單一點說是這樣的。1）鋰電容的失效模式是短路形式。故而在可靠性要求高的場合，如軍品，宇航，汽車級電路中一般限制使用。如星上就不用。NASA子像也是規定不能用。2）鋁電解質電容其ESR可以做的很小的，如果我沒有記錯的話，可以到毫歐級。文摘1:ESR（等效串聯電阻，應該注意的問題前兩天我負責的一個LDO測試工程師上電后發現輸出振蕩了。我做的時候沒有振蕩，對照下來，輸出電容不一樣，我用的是10u的鋁電解，他用的是鋰電容。因為我以前對這兩種電容有過測試，所以，把他用的電容拿過來在Fluke,RCL測量儀上測試，ESR高達13歐姆（10kHz）,而我以前的測試的10u鋰電容一般只有0.5

2、歐姆左右。所以換成ESR=0.5歐姆的電容就沒有振蕩了。在很多的電容介紹中，只是偶爾提到ESR這個概念，而沒有具體說明數值，也許是種類繁多不好概括吧。ESR與制作材料，頻率，溫度和電容值都有關。一般來說，對同一種工藝、同一廠家生產的同一種電容，電容值與ESR的乘積接近常數。上面說的13歐姆的電容顯然是有問題的（但沒標準，只能按照經驗判斷了）.，由于沒做過系統，對各種電容的ESR不了解，最好請哪位大俠能公布各種電容的ESR作參考。不過最好的辦法是使用前量一下。文摘2:關于使用固鋰和液體鋰電容的淺釋彭寶霞（航天511所）摘要：本文對液體鋰電容和固體鋰電容的失效原因作了具體分析。對這兩種產品的使用提

3、出自己的看法和建議。關鍵詞：液鋰固鋁可靠性鋰電容器分為固體鋰電容器和液體鋰電容器。它們在軍用整機中大量使用。例如：液體鋰電容器在84年只有529廠和502所兩個單位使用，用量不到2000只。而95年五院各廠所的液體鋁訂貨量將近1萬只。固體鋰電容器更是大量使用。隨著固體鋰電容器和液體鋁的大量使用。先后暴露的質量問題也不少。我們了解到早期有單位禁止使用液粗，而近期的單位禁止使用固粗，這是怎么回事？一、早期某些單位禁用液粗，禁用的理由：1 .液體鋰電容器的漏液問題液體鋰電容器工作電解質為酸性液體，如果產品密封不好，出現漏液。酸性液體漏到電路的印制板上，使線條之間短路，發生嚴重故障。另外，液體鋰電容器

4、在加電工作時不斷化學反應要分解出氣體，在高真空條件下氣體在殼內膨脹而發生爆炸，引起導線之間短路。2 .液體鋰電容器的耐反向電壓問題液體鋰電容器采用的銀外殼。當加上反向電壓后Ag+離子很快通過電解液及Ta2O5介質膜并向鋰正極上遷移。即使有0.1V的反向電壓，也會損壞了Ta2O5介質，可使其損毀。用戶在使用中及篩選測試中都不能加上反向電壓。航天總公司1997年發出通報:在某一線路中的液體鋁上有0.5V的反向電壓，引起了失效，要引以為鑒！因以上原因，有些單位禁用液粗。二、為什么還在大量使用液體鋰電容器？1 .防止液體鋰電容器漏液采用全密封型液體鋰電容器。雖然我國生產液體鋰電容器已有近30年的歷史，

5、但真正制造全密封液體鋰電容器才剛剛起步。特別是國產玻璃絕緣子的配件質量過不了關。而航天器的設計要求是在真空度高于1X105帕條件下，液體鋰電容能在預定的時間內正常工作。近年來生產廠解決了一些關鍵問題，引進了生產線，有了關鍵設備。使液鋰電容器的使用可靠性大大提高。例如：貴州4326廠白CAK35全密封液體鋰電容采用三級密封新的工藝，解決了密封問題。其引進生產線在92年通過了設計定型。94年度五院電子元器件可靠性中心，按GJB733-94標準和航天特殊要求，進彳T了用戶認定試驗。95年度4326廠又在廣五所取得CAK35的五級可靠性認證鑒定試驗合格的證明。2 .避免反向電壓問題在測試篩選、調試及線

6、路中規定，不得有反向電壓加到液鋰上去，來避免反向電壓的損壞。防止振動沖擊失效采用了防振墊圈液鋁經受不了振動沖擊，出現過間歇短路。經過失效分析：液鋁殼內的液體不能將鋁塊固定。另一端的粗絲被絕緣子固定住。鋁塊與粗絲成為一個懸臂，因此振動時，鋁塊經常要碰擊銀殼的內壁造成短路，現象是時好時壞的間歇短路。目前采取的辦法是設計了防振墊圈固定住粗塊，有效的克服間歇短路。34 .增加補充篩選經五院可靠性中心補充篩選，為型號上使用液體粗把好關。為提高上機率，根據航天器的真空條件，多年來增加48小時的真空試驗，剔除密封不好產品。三、某些單位禁用固粗，禁用固鋰的理由：1 .固鋁因不斷擊穿”又不斷自愈”問題產生失效。

7、在正常使用一段時間后常發生固粗密封口的焊錫融化，或見到炸開，焊錫亂飛到線路板上。分析原因是其工作時缶穿”又自愈”，在反復進行，導致漏電流增加。這種短時間（nsms）的局部短路，又通過自愈”后恢復工作。關于自愈”。理想的Ta2O5介質氧化膜是連續性的和一致性的。加上電壓或高溫下工作時，由于Ta+離子疵點的存在，導致缺陷微區的漏電流增加，溫度可達到500c1000c以上。這樣高的溫度使MnO2還原成低價的Mn3O4。有人測試出Mn3O4的電阻率要比MnO2高45個數量級。與Ta2O5介質氧化膜相緊密接觸的Mn3O4就起到電隔離作用，防止Ta2O5介質氧化膜進一步破壞，這就是固粗的局部自愈了但是，很

8、可能在緊接著的再一次缶穿”的電壓會比前一次的缶穿”電壓要低一些。在每次擊穿之后，其漏電流將有所增加，而且這種擊穿電源可能產生達到安培級的電流。同時電容器本身的儲存的能量也很大，導致電容器永久失效。2 .固鋁有熱致失效”問題固粗的Ta2O5介質氧化膜有單向導電性能，當有充放大電流通過Ta2O5介質氧化膜，會引起發熱失效。Ta2O5介質氧化薄膜厚度只有？級。無充放大電流時，介質氧化膜相當穩定，微觀下其離子排列不規則、無序的，稱作無定形結構。目測呈現的顏色是五彩干涉色。當無定形結構向定形結構逐步轉化，逐步變為有序排列，稱之為晶化”，目測呈現的顏色不再是五彩干涉色，而是無光澤、較暗的顏色。Ta2O5介

9、質氧化薄膜的晶化”疏散的結構導致鋰電容器性能惡化直至擊穿失效。3 .固鋁有場致失效”問題。固鋁加上高的電壓，內部形成高的電場，易于局部擊穿。因有以上三種失效機理，某些單位提出禁用固粗。四、為什么還在大量使用固鋰電容器？固鋁盡管存在以上問題，但筆者統計固粗的現場使用失效率也可達到1X10-8/h。生產方在選用材料上入手，為解決固粗不斷擊穿”又不斷自愈”，應用超純鋁粉材料和工藝控制來減少這種局部缶穿”現象。分析了固鋁在加上電壓或高溫下工作時，會產生局部缶穿”現象。固鋁環境溫度從+85c降到55c使用，工作壽命增加10倍。2 .克服固鋁的熱致失效”問題為解決熱致失效”問題。應用方在線路上入手，采取限

10、流措施，增加固鋁線路中的回路電阻。筆者見到有文獻報道：如果應用線路中的串聯電阻從3W下降到0.1W,則其可靠性會降低一個數量級以上。”即固鋁的可靠性下降十倍！在固鋁線路中，增加串聯電阻，達以1W/1V后，可增加固鋁應用可靠性。3 .克服固鋁的場致失效”問題多年來解決固鋁的場致失效”進行了研究。“場致失效”的原因是加到固鋁上的電壓越高，場強越高，越容易產生“場致失效”。所以為提高固鋁可靠性，必須采取電壓降額使用！一般高可靠線路中固鋰電壓降額50%使用，其工作壽命可延長100倍。1五、建議今后慎用固體鋰電容器和液體鋰電容器筆者了解到國內、外的實用情況：1 .航天部某所在研制DC/DC變換器即開關電

11、源上不用固體鋰電容器和液體鋰電容器，采用的是開關電源專用濾波電容器。2 .美國一家生產DC/DC電源的公司來航天部502所座談、討論。他們研制DC/DC電源上不用固體鋰電容器和液體鋰電容器，是軍品規定的。3 .查美國軍用標準MIL-STD-975H«NASA標準EEE電子元器件目錄中已規定“固鋁電容器不得用于電源濾波器中”應該引起我們高度重視！回想使用固體鋰電容器和液體鋰電容器中，出現過故障、失誤。往往誤認為是偶然問題，重換一個產品又在工作下去。一方面原因分析不徹底，另一方面也沒有找到新的品種。例如：87年某型號整機在系統試驗時，剛開機就發生一只固鋰電容器冒煙燒壞。一瞬間可見到固鋁電容器的封口處的焊錫熔化，并將直流穩壓電源燒