電解電容容量隨使用時(shí)間下降，主要源于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與材料的物理、化學(xué)變化，這些變化會逐漸削弱其存儲電荷的能力。以下是具體原因及解釋：

1. 電解液揮發(fā)或干涸

結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：電解電容的核心是電解液(如硼酸鹽、銨鹽等水溶液或有機(jī)溶劑)，它通過電化學(xué)反應(yīng)在陽極氧化膜(如鋁氧化鋁)上形成極薄的絕緣層，同時(shí)作為陰極參與電荷存儲。

揮發(fā)機(jī)制：電解液中的溶劑(如水或有機(jī)溶劑)會因高溫、高電壓或長期使用逐漸揮發(fā)，導(dǎo)致電解液濃度升高、粘度增加，甚至完全干涸。

影響：電解液減少會直接減少參與電荷傳輸?shù)碾x子數(shù)量，同時(shí)可能破壞氧化膜的完整性，導(dǎo)致容量下降和等效串聯(lián)電阻(ESR)升高。

2. 氧化膜劣化

氧化膜作用：陽極金屬(如鋁)表面通過電化學(xué)氧化形成致密的氧化膜(如Al?O?)，其厚度和均勻性直接影響電容容量(容量與氧化膜面積成正比，與厚度成反比)。

劣化原因：

電化學(xué)腐蝕：長期施加電壓或過壓時(shí)，氧化膜可能被局部擊穿，形成微小缺陷，導(dǎo)致漏電流增加和容量衰減。

熱應(yīng)力：高溫會加速氧化膜的分解或重組，使其厚度增加或結(jié)構(gòu)疏松，從而降低容量。

機(jī)械應(yīng)力：反復(fù)充放電或振動可能導(dǎo)致氧化膜與金屬基底分離，形成局部脫層。

3. 陰極材料損耗

陰極結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)電解電容的陰極是電解液本身，而現(xiàn)代鋁電解電容可能使用導(dǎo)電聚合物(如PEDOT)或碳糊作為陰極材料。

損耗機(jī)制：

電解液陰極：電解液揮發(fā)或分解會直接減少陰極有效面積，降低容量。

導(dǎo)電聚合物陰極：長期高溫或過流可能導(dǎo)致聚合物降解，導(dǎo)電性下降，進(jìn)而影響容量。

4. 密封失效

密封作用：電解電容通常通過橡膠塞或金屬外殼密封，防止電解液泄漏和外界濕氣侵入。

失效后果：

泄漏：密封不良會導(dǎo)致電解液緩慢流失，容量下降。

吸濕：濕氣進(jìn)入電容內(nèi)部可能引發(fā)電化學(xué)腐蝕，加速氧化膜劣化。

5. 使用條件加速老化

高溫：溫度每升高10℃，電解電容壽命約減半。高溫會加速電解液揮發(fā)、氧化膜分解和陰極材料損耗。

高電壓：長期過壓使用會加劇氧化膜擊穿和漏電流，導(dǎo)致容量快速衰減。

頻繁充放電：大電流充放電會產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，加速內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷。

6. 制造工藝缺陷

氧化膜質(zhì)量：若氧化膜生長不均勻或存在缺陷，初始容量可能偏低，且在使用中更容易劣化。

電解液純度：雜質(zhì)可能引發(fā)副反應(yīng)，加速電解液分解或氧化膜腐蝕。