聚合物電容器，或更準確地說是聚合物電解電容器，是一種具有固態導電聚合物電解質的電解電容器（e-cap）。有四種不同的類型：

• 高分子鉭電解電容器（PolymerTa-e-cap）
• 聚合物鋁電解電容器（PolymerAl-e-cap）
• 混合聚合物電容器（HybridpolymerAl-e-cap）
• 聚合物鈮電解電容器

聚合物Ta-e-caps提供矩形表面貼裝器件(SMD)芯片樣式。聚合物Al-e-caps和混合聚合物Al-e-caps有矩形表面貼裝器件(SMD)芯片樣式、圓柱形SMD(V-chip)樣式或徑向引線版本（單端）。聚合物電解電容器的特點是內部等效串聯電阻(ESR)極低，紋波電流額定值高。與固態鉭電容器相比，它們的電氣參數具有相似的溫度依賴性、可靠性和使用壽命，但與采用非固態電解質的鋁電解電容器相比，它們具有更好的溫度依賴性和更長的使用壽命。通常，聚合物e-cap的漏電流額定值高于其他固體或非固體電解電容器。聚合物電解電容器也可采用混合結構。混合聚合物鋁電解電容器結合了固體聚合物電解質和液體電解質。這些類型的特點是ESR值低，但泄漏電流低，對瞬態不敏感，但它們的使用壽命與非固體e-cap類似。聚合物電解電容器主要用于集成電子電路的電源中作為緩沖、旁路和去耦電容器，特別是在扁平或緊湊設計的設備中。因此，它們與MLCC電容器競爭，但提供比MLCC更高的電容值，并且它們沒有表現出顫噪效應（例如2類和3類陶瓷電容器）。

具有液體電解質的鋁電解電容器（Al-e-caps）由CharlesPollak于1896年發明。采用固體二氧化錳(MnO2)電解質的鉭電解電容器是貝爾實驗室在1950年代初期發明的，作為一種小型化且更可靠的低壓支持電容器，以補充新發明的晶體管，請參閱鉭電容器。xxx個使用MnO2電解質的Ta-e-caps的導電性和紋波電流負載比使用液體電解質的早期類型Al-e-caps好10倍。此外，與標準Al-e-caps不同，Ta-caps的等效串聯電阻(ESR)在不同的溫度下是穩定的。在1970年代，隨著工作電壓的降低、開關頻率和紋波電流負載的增加，電子電路的數字化程度不斷提高。這對電源及其電解電容器產生了影響。電源線中使用的旁路和去耦電容器需要具有較低ESR和較低等效串聯電感(ESL)的電容器。參見ESR、ESL和電容的作用。1973年取得了突破，A.Heeger和F.Wudl發現了一種有機導體，即電荷轉移鹽TCNQ。TCNQ（7,7,8,8-四氰基醌二甲烷或Nn-丁基異喹啉與TTF（四硫富瓦烯）結合）是一種幾乎完美的一維結構的鏈狀分子，其沿鏈的電導率是MnO2的10倍，并且具有比非固體電解質高100倍的電導率。xxx個使用電荷轉移鹽TTF-TCNQ作為固體有機電解質的Al-e-caps是Sanyo于1983年提供的OS-CON系列。這些是卷繞的圓柱形電容器，與MnO2相比，電解質電導率提高了10倍這些電容器用于需要盡可能低的ESR或盡可能高的紋波電流的設備中。一個OS-CONe-cap可以替代三個更大的濕式e-caps或兩個Ta-caps。到1995年，SanyoOS-CON成為基于Pentium處理器的IBM個人計算機的首選去耦電容器。三洋OS-CON電子電容產品線于2010年出售給松下。松下隨后用同一品牌的導電聚合物代替了TCNQ鹽。降低ESR的下一步是AlanJ.Heeger、AlanMacDiarmid和HidekiShirakawa在1975年開發的導電聚合物。聚吡咯(PPy)或PEDOT等導電聚合物的導電性比TCNQ的導電性好100倍500，接近金屬的電導率。1988年，日本制造商Nitsuko推出了xxx個聚合物電解質e-cap，即采用PPy聚合物電解質的APYCAP。該產品沒有成功，部分原因是它在SMD版本中不可用。1991年松下推出聚合物Al-e-cap系列SP-Cap，這些e-caps使用PPy聚合物電解質，其ESR值可直接與陶瓷多層電容器(MLCC)相媲美。它們仍然比鉭電容器便宜，并且由于其扁平設計可用于筆記本電腦和手機等緊湊型設備，它們也與鉭片式電容器競爭。三年后，采用PPy聚合物電解質陰極的鉭電解電容器緊隨其后。1993年，NEC推出了名為NeoCap的SMD聚合物Ta-e-caps。1997年，三洋緊隨其后的是POSCAP聚合物鉭芯片。Kemet在1999年的Carts會議上介紹了一種用于鉭聚合物電容器的新型導電聚合物。該電容器使用了新開發的有機導電聚合物PEDT（Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)），也稱為PEDOT（商品名Baytron?）。兩年后，在2001年APEC會議上，Kemet向市場推出了PEDOT聚合物鋁電子電容。PEDOT聚合物具有更高的溫度穩定性，并且作為PEDOT:PSS溶液，這種電解質只能通過浸漬而不是像PPy那樣的原位聚合來插入，這使得生產更快、更便宜。其AO-Cap系列包括具有D尺寸堆疊陽極的SMD電容器，高度為1.0至4.0mm，與當時使用PPy的PanasonicSP-Caps競爭。大約在千年之交，混合聚合物電容器被開發出來，除了固體聚??合物電解質外，還有一種液體電解質，連接覆蓋在陽極和陰極箔上的介電層的聚合物層。非固體電解質為自愈目的提供氧氣以減少泄漏電流。2001年，NIC推出了一種混合聚合物e-cap，以更低的價格和更低的漏電流替代聚合物類型。截至2016年，混合聚合物電容器可從多家制造商處獲得。

所有電解電容器的主要應用是在電源中。它們用于輸入和輸出平滑電容器，作為去耦電容器以在短回路中循環諧波電流，作為旁路電容器通過繞過電源線將交流噪聲分流到地，作為備用電容器以減輕線路電壓的下降在突然的電力需求或作為低通濾波器中的濾波電容器以降低開關噪聲。在這些應用中，除了尺寸之外，還有電容、阻抗Z、ESR和電感ESL對電路中這些電容器的功能具有重要的電氣特性。數字電子設備的變化導致了具有更高頻率和板載DC/DC轉換器、更低電源電壓和更高電源電流的開關電源的發展。用于這種應用的電容器需要較低的ESR值，當時使用Al-e-caps只能通過更大的外殼尺寸或通過更換更昂貴的固體Ta-caps來實現。ESR如何影響集成電路功能的原因很簡單。如果電路（例如微處理器）有突然的電源需求，電源電壓會因ESL、ESR和電容電荷損失而下降。因為在突然的電流需求的情況下，電源線的電壓會下降：ΔU=ESR×I。例如：給定3V的電源電壓、10%(300mV)的容差和xxx10A的電源電流，突然的電源需求會使電壓下降ESR=U/I=(0.3V)/(10A)=30mΩ。這意味著CPU電源中的ESR必須小于30mΩ，否則電路會發生故障。類似的規則適用于電容和ESL。多年來，通過更高蝕刻的陽極箔分別通過更小和更細的鉭粉顆粒，比電容可以增加10到15倍，并且可以跟隨小型化的趨勢。ESL挑戰導致了聚合物鋁電子帽的堆疊箔版本。然而，為了降低ESR，只有開發新的固體導電材料，首先是TCNQ，然后是導電聚合物，這導致了ESR值非常低的聚合物電解質電容器的開發，電子電路數字化的ESR挑戰可以接受。

電解電容器使用一些特殊金屬的化學特性，以前稱為閥金屬，通過陽極氧化形成絕緣氧化層。通過向電解槽中的陽極(+)材料施加正電壓，可以形成厚度對應于所施加電壓的氧化物阻擋層。該氧化層充當e-cap中的電介質。為了增加電容器電容，陽極表面被粗糙化，因此氧化層表面也被粗糙化。為了完成電容器，反電極必須與粗糙的絕緣氧化物表面相匹配。這是由充當電解電容器陰極(-)電極的電解質完成的。聚合物電容器的主要區別在于陽極材料及其用作電介質的氧化物：

• 聚合物鉭電解電容器以高純度燒結鉭粉為陽極，以五氧化二鉭（Ta2O5）為電介質，
• 聚合物鋁電解電容器使用高純度和電化學蝕刻（粗化）鋁箔作為陽極，氧化鋁（Al2O3）作為電介質

與五氧化二鉭介電層相比，氧化鋁層的性能如下表所示：每個e-cap原則上形成一個平板電容器，其電容是電極面積A、電介質材料的介電常數ε和電介質厚度(d)的增函數。電容與一塊板的面積乘以介電常數再除以電介質厚度的乘積成正比。電介質厚度在納米每伏特的范圍內。另一方面，這些氧化層的擊穿電壓相當高。使用蝕刻或燒結陽極，與相同尺寸或??體積的光滑表面相比，它們的表面積要大得多，e-caps可以實現高體積電容。與光滑陽極相比，高蝕刻或燒結陽極的最新發展使Al-e-caps或Ta-e-caps的電容值增加了高達200倍，具體取決于額定電壓。因為形成電壓定義了氧化物的厚度，所以可以很容易地產生所需的電壓容差。因此，電容器的體積是由電容和電壓的乘積來定義的，即所謂的CV乘積。比較鉭和氧化鋁的介電常數，Ta2O5的介電常數大約是Al2O3的3倍。因此，Ta-caps理論上可以比具有相同電容和額定電壓的Al-caps更小。對于真正的鉭電解電容器，氧化層厚度比電容器實際需要的額定電壓要厚得多。這樣做是出于安全原因，以避免來自場結晶的短路。由于這個原因，源自不同介電常數的實際尺寸差異部分是無效的。

電解電容器中電解質最重要的電性能是其導電性。電解質形成e-cap的對電極、陰極。陽極表面的粗糙結構在氧化層結構中延續，電介質，陰極必須精確地適應粗糙結構。使用液體，就像在傳統的濕式e-caps中一樣，很容易實現。在固體導電聚合物形成電解質的聚合物e-caps中，實現這一點要困難得多，因為它的導電性來自聚合的化學過程。然而，固體聚合物電解質的好處，電容器的ESR顯著降低以及電參數的低溫依賴性，

以電荷轉移鹽四氰基醌二甲烷TCNQ為電解質的電解電容器，以前由三洋生產，商品名為OS-CON，真正意義上的聚合物不是聚合物電容器。此處提到TCNQ電解電容器是為了指出與“真正的”聚合物電容器混淆的危險，后者現在以相同的商品名OS-CON銷售。2010年松下整合三洋電容器業務后，原制造商三洋銷售的原廠采用TCNQ電解液的OS-CON電容器已停產。松下保留商品名OS-CON，但將TCNQ電解液改為導電聚合物電解液（PPy）.不再提供帶有TCNQ電解液的電解電容器。

聚合物是通過化學反應、聚合形成的。在這個反應中，單體不斷地附著在不斷增長的聚合物鏈上。通常聚合物是電絕緣體，充其量是半導體。為了在e-caps中用作電解質，使用了導電聚合物。聚合物的導電性是通過共軛雙鍵獲得的，它允許電荷載流子在摻雜狀態下自由移動。由于電荷載流子服務于電子空穴。這意味著，幾乎與金屬導體相當的導電聚合物的電導率只有在聚合物被氧化或還原摻雜時才開始。聚合物電解質必須能夠穿透陽極的最細孔以形成完整、均勻的層，因為只有被電解質覆蓋的陽極氧化物部分才能產生電容。為此，聚合物的前體必須由非常小的基礎材料組成，這些基礎材料甚至可以穿透最小的孔。該前體的尺寸是蝕刻鋁陽極箔中的孔尺寸或鉭粉尺寸的限制因素。對于電容器制造，必須控制聚合速率。太快的聚合不會導致完全的陽極覆蓋，而太慢的聚合會增加生產成本。前體和聚合物或其殘留物都不能化學或機械地侵蝕陽極氧化物。聚合物電解質必須在很寬的溫度范圍內長期具有高穩定性。聚合物薄膜不僅是e-cap的反電極，它還可以保護電介質，甚至可以保護電介質免受外部影響，例如該電容器中石墨的直接接觸，該電容器通過石墨和銀提供陰極接觸。聚合物電子帽采用聚吡咯(PPy)或聚噻吩(PEDOT或PEDT)

聚吡咯（PPy）是一種由吡咯氧化聚合形成的導電聚合物。合適的氧化劑是氯化鐵(III)(FeCl3)。水、甲醇、乙醇、乙腈和其他極性溶劑可用于合成PPy。作為固體導電聚合物電解質，它的電導率高達100S/m。聚吡咯是xxx種用于聚合物Al-e-caps以及聚合物Ta-e-caps的導電聚合物。PPy聚合的問題在于聚合速率。當吡咯在室溫下與所需的氧化劑混合時，聚合反應立即開始。因此，在化學溶液進入陽極孔之前，聚吡咯就開始形成。聚合速率可以通過低溫冷卻或電化學聚合來控制。這種冷卻方式需要很大的技術努力，不利于大規模生產。在電化學聚合中，首先必須在電介質上施加輔助電極層并將其連接到陽極。為此，將離子摻雜劑添加到聚合物的基本物質中，在xxx次浸漬期間在電介質上形成導電表面層。在隨后的浸漬循環中，原位聚合可以通過在陽極和陰極之間施加電壓后的電流來控制時間。使用這種方法，可以在陽極的介電氧化物層上形成精細且穩定的聚吡咯薄膜。然而，兩種原位聚合方法都很復雜并且需要多次重復聚合步驟，這會增加制造成本。聚吡咯電解質有兩個基本缺點。它在電容器的生產中有毒，并且在使用無鉛焊料焊接所需的較高焊接溫度下變得不穩定。

聚（3,4-乙烯二氧噻吩），縮寫為PEDOT或PEDT，是一種基于3,4-乙烯二氧噻吩或EDOT單體的導電聚合物。PEDOT通過用催化量的硫酸鐵(III)氧化EDOT來極化。鐵的再氧化由過硫酸鈉給出。PEDOT的優點是在其導電狀態下具有光學透明性、無毒、在280°C的溫度下穩定且電導率高達500S/m。它的耐熱性使聚合物電容器能夠承受無鉛焊接所需的更高溫度。此外，這種電容器具有更好的ESR值，因為具有PPy電解質的聚合物e-caps。PEDOT在電容器陽極原位聚合的困難方法最初與聚吡咯相同。隨著PEDOT預聚合分散體的發展，這種情況發生了變化，其中電容器陽極簡單地可以被浸漬，然后在室溫下干燥。為此，PEDOT化學品添加了聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)并溶解在水中。然后，電介質上的完整聚合物層由分散體中的預聚合顆粒組成。這些分散體被稱為PEDOT：PSS，商品名為BaytronP?和Clevios?，保護PEDOT的寶貴特性。PEDOT:PSS分散體有不同的變體。對于采用高粗糙度鋁陽極箔或細粒鉭粉的高電容值電容器，可提供粒徑非常小的分散體。這些預聚合顆粒的平均尺寸約為30nm，小到足以穿透最細的陽極毛細管。PEDOT:PSS分散體的另一種變體已被開發出來，其中較大的預聚合顆粒導致相對較厚的聚合物層，以便對矩形Ta和Al聚合物電容器的電容單元進行包封保護，防止機械和電應力。使用PEDOT:PSS分散體生產的聚合物鋁電解電容器非常適合達到200V和250V的更高額定電壓值。此外，使用這些分散體生產的聚合物電解電容器的漏電流值明顯低于用于具有原位聚合聚合物層的聚合物電容器。然而，除了更好的ESR值、更高的溫度穩定性和更低的漏電流值之外，使用預聚合PEDOT:PSS分散體的聚合物電容器易于制造，這在只有三個浸入式的浸入幾乎完全覆蓋了導電聚合物層的電介質。這種方法顯著降低了生產成本。

混合聚合物鋁電解電容器將粗糙和氧化的鋁陽極結構涂層與導電聚合物以及液體電解質結合在一起。液體電解質浸泡在隔板（隔板）中，并通過其離子傳導性實現覆蓋電介質和陰極箔上的兩個聚合物層之間的電接觸。液態電解質可以為電容器的自愈過程提供氧氣，從而減少漏電流，從而達到常規濕電解電容器等值。此外，對于所需額定電壓所需的氧化層厚度的安全裕度可以降低。液體電解質對ESR和溫度特性的不利影響相對較小。通過使用適當的有機電解質和良好的電容器密封性，可以實現較長的使用壽命。

根據使用的陽極金屬和聚合物電解質與液體電解質的組合，有三種不同的類型：

• 聚合物鉭電解電容器
• 聚合物鋁電解電容器
• 混合聚合物鋁電解電容器

這三種不同的類型或家族，以兩種不同的風格生產，

• 矩形SMD芯片，通常采用塑料外殼模制而成，可提供燒結鉭陽極或堆疊鋁陽極箔和
• 圓柱形樣式，金屬外殼中的卷繞電池，可提供圓柱形SMD（V芯片）樣式或徑向引線版本（單端）
• 高分子電解電容器的種類
• 矩形SMD芯片可提供燒結鉭陽極或堆疊鋁陽極箔
• 在金屬外殼中帶有繞線電池的圓柱形樣式可用作SMD（V芯片）或用于聚合物或混合聚合物鋁電容器的徑向引線版本（單端）

在1990年代初期，聚合物Ta-caps恰逢使用SMD組裝技術的移動電話和筆記本電腦等平板設備的出現。矩形底面實現了xxx的安裝空間，這是圓形底面無法做到的。可以制造燒結電池以使成品部件具有期望的高度，通常是其他部件的高度。典型的高度范圍從大約0.8到4毫米。

聚合物鉭電解電容器本質上是鉭電容器，其中電解質是導電聚合物而不是二氧化錳，另請參見鉭電容器#材料、生產和樣式鉭電容器由相對純的元素鉭金屬粉末制成。粉末在鉭絲（陽極連接）周圍被壓縮，形成“顆粒”。這種顆粒/線材組合隨后在高溫（通常為1200至1800°C）下進行真空燒結，從而產生機械強度高的陽極顆粒。在燒結過程中，粉末呈海綿狀結構，所有顆粒相互連接成一個整體的空間晶格。這種結構具有可預測的機械強度和密度，但也是高度多孔的，產生大的陽極表面積。然后通過陽極氧化或成型的電化學過程在陽極的所有鉭顆粒表面上形成介電層。為此，將“顆粒”浸入非常弱的酸溶液中并施加直流電壓。總電介質厚度由形成過程中施加的最終電壓決定。此后，用聚合物的前體浸漬氧化的燒結塊，以獲得聚合物電解質，即對電極。現在，這種聚合顆粒依次浸入導電石墨中，然后浸入銀中，以提供與導電聚合物的良好連接。這些層實現了電容器的陰極連接。然后電容單元通常由合成樹脂模制而成。<ulclass="gallery">

• 聚合物鉭電容器的基本結構
• 具有石墨/銀陰極連接的聚合物鉭電容器的層結構
• 矩形聚合物鉭片式電容器的基本截面
• 矩形聚合物鉭片式電容器

聚合物鉭電解電容器的ESR值約為采用相同尺寸二氧化錳電解液的鉭電解電容器值的1/10。通過在一種情況下將多個陽極塊并聯連接的多陽極技術，可以再次降低ESR值。除了非常低的ESR值之外，多陽極技術的優點是電感ESL較低，因此電容器適用于更高的頻率。所有聚合物鉭電容器的缺點是泄漏電流較高，與使用二氧化錳電解質的電容器相比，泄漏電流大約高出10倍。聚合物SMD鉭電解電容器的尺寸xxx為7.3x4.3x4.3mm（長×寬×高），在2.5V時容量為1000μF。它們的溫度范圍為-55°C至+125°C并提供2.5至63V的額定電壓值。

降低ESR和ESL仍然是所有聚合物電容器的主要研發目標。一些建設性措施也會對電容器的電氣參數產生重大影響。較小的ESR值可以通過例如在一種情況下并聯幾個常規電容器單元來實現。三個ESR為60mΩ的并聯電容器每個的最終ESR為20mΩ。這種技術被稱為“多陽極”結構，用于非常低ESR的聚合物鉭電容器。在這種結構中，在一種情況下最多可以連接六個單獨的陽極。該設計以聚合物鉭片式電容器以及價格較低的帶有MnO2電解液的鉭片式電容器的形式提供。多陽極聚合物鉭電容器的ESR值在個位數毫歐范圍內。另一個簡單的建設性措施改變了電容器的寄生電感ESL。由于電容器外殼內部的引線長度在總ESL中占很大比例，因此可以通過陽極引線的不對稱燒結來減少內部引線的長度，從而降低電容器的電感。這種技術稱為“面朝下”構造。由于這種面朝下結構的ESL較低，電容器的諧振會轉移到更高的頻率，這考慮到具有更高開關頻率的數字電路的更快負載變化。具有這些新設計增強功能的聚合物鉭片式電容器，ESR和ESL均降低了到達特性，越來越接近MLCC電容器的特性。

矩形聚合物鋁蓋具有一層或多層鋁陽極箔和導電聚合物電解質。層狀陽極箔在一側相互接觸，該塊被陽極氧化以獲得電介質，并且該塊用聚合物的前體浸漬以獲得聚合物電解質，即反電極。與聚合物鉭電容器一樣，這種聚合塊現在依次浸入導電石墨和銀中，以提供與導電聚合物的良好連接。這些層實現了電容器的陰極連接。然后，電容單元通常由合成樹脂模制而成。<ulclass="gallery">

• 具有層狀陽極條的聚合物鋁電容器的基本結構
• 具有石墨/銀陰極連接的聚合物鋁電容器的層結構
• 矩形聚合物鋁片式電容器的基本截面
• 矩形聚合物鋁片式電容器。外觀沒有表明使用的內部陽極材料。

矩形聚合物Al-chip-e-caps中的分層陽極箔是電并聯的單個電容器。因此，ESR和ESL值并聯連接，相應地降低了ESR和ESL，并允許它們在更高的頻率下工作。這些矩形聚合物Al-chip-e-cap采用D型外殼，尺寸為7.3x4.3mm，高度在2至4mm之間。它們為Ta-caps提供了具有競爭力的替代品。比較機械可比聚合物Al-chip-e-caps和聚合物Ta-chip-e-caps表明，由于氧化物層中的安全裕度不同，氧化鋁和五氧化二鉭的不同介電常數對比容量幾乎沒有影響。聚合物Ta-e-caps使用的氧化層厚度大約相當于額定電壓的四倍，而聚合物Al-e-caps的氧化層厚度約為額定電壓的兩倍。

基于液體電解質纏繞鋁電解電容器技術的圓柱形聚合物鋁電容器。它們僅適用于鋁作為陽極材料。與矩形聚合物電容器相比，它們適用于更大的電容值。由于它們的設計，它們在給定的表面安裝區域上的高度可能會有所不同，因此可以通過更高的外殼實現更大的電容值，而無需增加安裝表面。這主要用于沒有高度限制的印刷電路板。

圓柱形聚合物Al-e-caps由兩個鋁箔制成，一個蝕刻形成的陽極和一個陰極箔，它們通過隔板機械分離并纏繞在一起。用聚合物前體浸漬繞組以獲得聚合的導電聚合物以形成陰極聚合物電極，電連接到陰極箔。然后將繞組裝入鋁制外殼中并用橡膠密封件密封。對于SMD版本（垂直芯片=V-chip），外殼配有底板。<ulclass="gallery">

• 圓柱形聚合物鋁電容器的設計原理
• 鋁電解電容器的繞組
• 具有聚合物電解質的卷繞聚合物鋁電容器的電容單元的橫截面圖
• 圓柱形聚合物鋁電容器，在圓柱形金屬外殼中帶有繞線電池，采用徑向引線（單端）和SMD樣式（V-chip）

對于給定的CV值（電容×額定電壓），圓柱形聚合物鋁電容器比相應的聚合物鉭電容器便宜。它們的尺寸xxx為10×13mm（直徑×高度），CV值為3900μF×2.5V它們可以覆蓋-55°C至+125°C的溫度范圍，并提供從以下的標稱電壓值2.5至200V和250V。與濕Al-e-caps不同，聚合物鋁電容器的外殼底部沒有通風孔（凹口），因為短路不會形成氣體，這會增加外殼中的壓力。因此，不需要預定的斷點。

混合聚合物電容器僅提供圓柱形結構，因此對應于上述采用徑向（單端）設計或帶有SMD版本（V-chip）基板的圓柱形聚合物鋁電容器。不同之處在于聚合物僅作為薄層覆蓋在電介質Al2O3的粗糙結構表面和陰極箔表面。這樣，特別是陽極箔小孔中的高歐姆部分可以制成低歐姆，以降低電容器的ESR。由于兩個聚合物層之間的電連接服務于液體電解質，就像在浸漬隔膜的傳統濕Al-e-caps中一樣。非固體電解質傳導的小距離稍微增加了ESR，但實際上并不顯著。流過小缺陷的電流會導致選擇性加熱，這通常會破壞覆蓋的聚合物薄膜，從而隔離但不能治愈缺陷。在混合聚合物電容器中，液體可以流向缺陷，輸送氧氣并通過生成新的氧化物來修復電介質，從而降低泄漏電流。混合聚合物Al-e-caps的漏電流比標準聚合物Al-e-caps低得多。

聚合物電解質、兩種不同的陽極材料（鋁和鉭）以及不同的設計導致了多個不同規格的聚合物e-cap系列。為了比較，還列出了采用二氧化錳電解液的鉭電解電容器的基本參數。（截至2015年4月）

使用一致的電容、額定電壓和尺寸，可以xxx地比較聚合物電容器的電氣特性。ESR值和紋波電流是電子設備中聚合物電容器使用的最重要參數。泄漏電流很大，因為它高于非聚合物電解質的e-caps。包括具有MnO2電解質的Ta-e-caps和濕Al-e-caps的各自值。1制造商、系列、電容/額定電壓。2W×L×H為長方形（芯片），D×L為圓柱形。3針對100μF、10V電容器計算得出。（截至2015年6月）

聚合物電子電容相對于濕鋁電子電容的優勢：

• 較低的ESR值。
• 更高的紋波電流能力
• 較低的溫度依賴特性
• 電解液不揮發，使用壽命更長
• 在短褲的情況下不會燃燒或爆炸

聚合物e-caps對濕Al-e-caps的缺點：

• 更貴
• 更高的漏電流
• 可因瞬變和更高的電壓尖峰而損壞

雜化聚合物Al-e-caps的優點：

• 比聚合物鋁e-caps便宜
• 更低的漏電流
• 對瞬變無動于衷

雜化聚合物Al-e-caps的缺點：

• 由于蒸發，使用壽命有限

聚合物Ta和Al-e-caps對MLCC（陶瓷）的優勢：

• 無電壓相關電容（1型陶瓷除外）
• 無擴音器（1型陶瓷除外）
• 更高的電容值可能

電容器的電氣特性由國際通用規范IEC60384-1統一。在本標準中，電容器的電氣特性由具有電氣元件的理想串聯等效電路描述，該電路模擬電解電容器的所有歐姆損耗、電容和電感參數：

• C、電容器的電容量
• RESR，等效串聯電阻，概括了電容器的所有歐姆損耗，通常縮寫為ESR
• LESL，等效串聯電感，即電容器的有效自感，通常縮寫為ESL。
• Rleak，代表電容漏電流的電阻

聚合物電解電容器的電容值取決于測量頻率和溫度。與聚合物電容器相比，具有非固體電解質的電解電容器在頻率和溫度范圍內表現出更廣泛的畸變。聚合物Al-e-caps的標準化測量條件是交流測量方法，電壓為0.5V，頻率為100/120Hz，溫度為20°C。對于聚合物Ta-e-caps，對于額定電壓≤2.5V的類型，可在測量期間施加1.1至1.5V的直流偏置電壓，或對于額定電壓>2.5V的類型，可施加2.1至2.5V的直流偏置電壓，以避免反向電壓。在1kHz頻率下測得的電容值比100/120Hz值小10%左右。因此，聚合物e-caps的電容值不能直接比較，并且與薄膜電容器或陶瓷電容器的電容值不同，后者的電容是在1kHz或更高時測量的。聚合物電解電容器電容的基本單位是微法拉（μF）。制造商數據表中指定的電容值稱為額定電容CR或標稱電容CN。它是根據IEC60063以對應于E系列的值給出的。這些值是根據IEC60062規定的電容容差來防止重疊的。實際測得的電容值必須在公差范圍內。

參考IEC60384-1，聚合物e-caps的允許工作電壓稱為額定電壓UR。額定電壓UR是在額定溫度范圍TR內的任何溫度下可以連續施加的xxx直流電壓或峰值脈沖電壓。電解電容器的耐壓性隨著溫度的升高而降低。對于某些應用，使用更高的溫度范圍很重要。降低在較高溫度下施加的電壓可保持安全裕度。因此，對于某些電容器類型，IEC標準規定了針對較高溫度的溫度降額電壓，即類別電壓UC。類別電壓是在類別溫度范圍TC內的任何溫度下可以連續施加到電容器的xxx直流電壓或峰值脈沖電壓。右圖給出了電壓和溫度之間的關系。施加高于規定的電壓可能會損壞電解電容器。施加較低的電壓可能會對聚合物電解電容器產生積極影響。對于混合聚合物Al-e-caps，在某些情況下，較低的施加電壓可以延長使用壽命。對于聚合物Ta-e-caps，降低施加的電壓會提高可靠性并降低預期的故障率。

額定溫度TR和額定電壓UR以及更高類別溫度TC和降額類別電壓UC之間的關系如右圖所示。

出于安全原因，聚合物e-cap氧化物層是在高于額定電壓的電壓下形成的，稱為浪涌電壓。因此，允許短時間和有限次數的循環施加浪涌電壓。浪涌電壓表示在其應用期間可在有限數量的周期內施加的xxx峰值電壓值。浪涌電壓在IEC60384-1中進行了標準化。對于聚合物Al-e-caps，浪涌電壓是額定電壓的1.15倍。對于聚合物Ta-e-caps，浪涌電壓可以是額定電壓的1.3倍，四舍五入到最接近的伏特。施加在聚合物電容器上的浪涌電壓可能會影響電容器的故障率。

瞬變是快速和高電壓尖峰。聚合物電解電容器、鋁以及鉭聚合物電容器不能承受高于浪涌電壓的瞬變或峰值電壓。這種類型的e-caps的瞬變可能會破壞組件。如果瞬態的頻率和能量含量較低，則混合聚合物鋁電容器對高于浪涌電壓的高和短期瞬態電壓相對不敏感。這種能力取決于額定電壓和元件尺寸。低能量瞬態電壓會導致類似于齊納二極管的電壓限制對可容忍瞬態電壓或峰值電壓的明確和通用規范是不可能的。在出現瞬變的每種情況下，都必須單獨評估應用程序。

聚合物電解電容器、鉭以及鋁聚合物電容器是極化電容器，通常要求陽極電壓相對于陰極電壓為正。然而，它們可以在短時間內承受有限數量的周期內依賴于類型的反向電壓。長時間向聚合物電解質電容器施加高于取決于類型的閾值電平的反向電壓會導致短路和電容器損壞。為了盡量減少將極化電解液錯誤插入電路的可能性，必須在外殼上非常清楚地標明極性，請參閱下面的極性標記部分。

另請參閱：電解電容器#阻抗和電解電容器#ESR和耗散因數tanδ阻抗是交流電路中電壓與電流的復數比，表示為特定頻率下的幅度和相位的交流電阻。在聚合物電解質電容器的數據表中，只有阻抗大小|Z|是指定的，簡寫為Z。關于IEC60384-1標準，聚合物電解電容器的阻抗值是在100kHz下測量和指定的。在諧振的特殊情況下，其中兩個無功電阻XC和XL具有相同的值（XC=XL），阻抗將僅由等效串聯電阻ESR決定，它總結了電容器的所有電阻損耗。在100kHz時，電容值在μF范圍內的聚合物e-caps的阻抗和ESR值幾乎相同。當頻率高于諧振時，由于電容器的ESL，阻抗再次增加，將電容器變成電感器。如曲線所示，阻抗和ESR在很大程度上取決于所使用的電解液。曲線顯示濕Al-e-caps和MnO2Ta-e-caps、Al/TCNQ和鉭聚合物e-caps的阻抗和ESR值逐漸降低。還顯示了具有更低Z和ESR值的陶瓷2類MLCC電容器的曲線，但其電容取決于電壓。聚合物e-caps優于非固體Al-e-caps的一個優點是溫度依賴性低，并且ESR在指定溫度范圍內幾乎呈線性曲線。這適用于聚合物鉭、聚合物鋁以及混合聚合物鋁e-caps。阻抗和ESR也取決于電容器的設計和材料。與矩形Al-e-cap具有相同電容的圓柱形Al-e-cap具有比具有分層電極的矩形Al-e-cap更高的電感，因此它們具有較低的諧振頻率。這種效應被多陽極結構放大，其中單個電感通過它們的并聯和面朝下技術減少。

紋波電流是在規定溫度范圍內連續工作的任意頻率和電流曲線任意波形的疊加交流電流的均方根(RMS)值。它主要出現在對交流電壓進行整流后的電源（包括開關模式電源）中，并作為充電和放電電流流過去耦或平滑電容器。紋波電流在電容器體內產生熱量。此耗散功率損耗PL由ESR引起，是有效(RMS)紋波電流IR的平方值。通常，紋波電流值是針對環境溫度上升2至6°C計算的，具體取決于類型和制造商。紋波電流可以在較低溫度下增加。由于ESR與頻率有關并在低頻范圍內上升，因此在較低頻率下必須降低紋波電流。在聚合物Ta-e-caps中，紋波電流產生的熱量會影響電容器的可靠性。超過限制可能會導致災難性故障，包括短路和燒毀組件。紋波電流產生的熱量也會影響采用固體聚合物電解質的鋁和鉭電解電容器的壽命。紋波電流熱量會影響所有三種聚合物e-cap類型的壽命。

聚合物鉭電解電容器對峰值或脈沖電流很敏感。暴露于浪涌、峰值或脈沖電流的聚合物Ta-e-caps，例如，在高電感電路中，需要電壓降額。如果可能，電壓曲線應該是斜坡開啟，因為這會降低電容器所經歷的峰值電流。混合聚合物Al-e-caps對電流浪涌、峰值或脈沖電流沒有限制。但是，匯總電流不得超過規定的紋波電流。

直流泄漏電流(DCL)是其他傳統電容器所沒有的電解電容器的獨特特性。它是施加正確極性的直流電壓時流過的直流電流。該電流由與e-caps串聯等效電路中的電容器并聯的電阻器Rleak表示。固體聚合物電容器DCL的主要原因是焊接后電介質擊穿的fe點、由于雜質或由于陽極氧化不良導致的不需要的導電路徑，以及由于濕氣路徑或陰極導體導致的MnO2過量導致的電介質旁路的矩形類型（碳，銀）。固體聚合物e-caps中的漏電流通常會快速下降，但隨后會保持在達到的水平。該值取決于施加的電壓、溫度、測量時間和外殼密封條件引起的水分影響。聚合物e-caps具有相對較高的漏電流值。在產生新氧化物的意義上，這種泄漏電流不能通過愈合來減少，因為在正常情況下，聚合物電解質不能為形成過程提供氧氣。只能通過局部過熱和聚合物蒸發來對介電層中的缺陷進行退火。聚合物電解質電容器的漏電流值在0.2CRUR到0.04CRUR之間，具體取決于制造商和系列。因此，聚合物電容器的漏電流值高于濕Al-e-caps和MnO2Ta-e-caps。混合鋁電子帽避免了固體聚合物鋁電子帽的這種較高漏電流的缺點。它們的液體電解質提供了重整氧化物缺陷所必需的氧氣，從而使混合物達到與濕Al-e-caps相同的值。

當長時間保持充電的電容器在短暫放電時僅不完全放電時，就會發生介電吸收。雖然理想的電容器在放電后會達到零伏，但真正的電容器會因偶極子的延時放電而產生一個小電壓，這種現象也稱為介電弛豫、浸泡或電池作用。對于聚合物鉭和鋁電解電容器，沒有可用的介電吸收數據。

組件的可靠性是表示該組件在時間間隔內執行其功能的可靠性的屬性。它受隨機過程的影響，可以定性和定量地描述，但不能直接測量。電解電容器的可靠性是通過確定生產中伴隨耐久性測試的故障率來憑經驗確定的。可靠性通常顯示為浴盆曲線，分為三個區域：早期失效或早期失效失效、持續隨機失效和磨損失效。故障率中累計的故障是短路、開路和退化故障（超過電氣參數）。對于聚合物Ta-e-caps，故障率也受電路串聯電阻的影響，而聚合物Al-e-caps則不需要。需要數十億的測試單位小時來驗證當今要求的極低水平范圍內的故障率，以確保生產大量組件而不會出現故障。這需要在很長一段時間內測試大約100萬臺設備，這意味著需要大量人員和大量資金。測試的故障率通常輔以來自大用戶的現場反饋（現場故障率），這通常會降低故障率估計由于歷史原因，Ta-e-caps和Al-e-caps的故障率單位不同。對于Al-e-caps，可靠性預測通常以故障率λ表示，在標準操作條件40°C和0.5UR下，在恒定隨機故障期間的單位故障時間(FIT)。這是在標準操作條件下，在十億(109)個組件運行小時（例如，1000個組件運行100萬小時，或100萬個組件運行1000小時，即1ppm/1000小時）中可預期的故障數量條件。該故障率模型隱含地假設故障是隨機的。單個組件在隨機時間發生故障，但以可預測的速度發生故障。FIT的倒數是平均故障間隔時間(MTBF)。對于Ta-e-caps，故障率FTa指定為在85°C、U=UR和0.1Ω/V的電路電阻下每1000小時的n%故障。與“FIT”模型相比，這是在更苛刻的操作條件下可以預期的1000小時操作的故障百分比。故障率“λ”和FTa取決于操作條件，包括溫度、施加的電壓以及各種環境因素（例如濕度、沖擊或振動）以及電容器的電容值。故障率是溫度和施加電壓的遞增函數。固體Ta-e-caps和濕Al-e-caps的故障率可以使用為工業或軍事環境標準化的加速因子重新計算。后者在工業中建立并經常用于工業應用。然而，對于聚合物Ta-e-caps和聚合物Al-e-caps，截至2016年尚未公布加速因子。因此，將鉭電容器故障率FTa重新計算為故障率λ的示例只能通過比較給出標準電容器。例子：故障率FTa=0.1%/1000h在85°C和U=UR應重新計算為故障率λ在40°C和U=0.5UR。使用來自MIL-HDBK217F的以下加速因子：FU=電壓加速因子，對于U=0,5UR是FU=0.1FT=溫度加速因子，對于T=40°C是FT=0.1FR=串聯電阻RV的加速因子，在相同的值下它是=1它遵循λ=FTaxFUxFTxFRλ=(0.001/1000h)×0.1×0.1×1=0.00001/1000h=1?10?9/h=1FIT截至2015年，已公布的聚合物鉭電容器和聚合物鋁電容器的故障率數據在0.5到20FIT的范圍內。這些計算壽命內的可靠性水平可與其他電子元件相媲美，并在正常條件下實現數十年的安全運行。

電解電容器的使用壽命、使用壽命、負載壽命或使用壽命是非固態電解電容器的一個特殊特性，其液體電解質會隨著時間的推移而蒸發，導致磨損失效。采用MnO2電解液的固態鉭電容器沒有磨損機制，因此在所有電容器都發生故障之前，其故障率始終保持不變。它們沒有像非固體Al-e-caps那樣的使用壽命規格。然而，聚合物鉭和聚合物鋁電解電容器確實有使用壽命規格。聚合物電解質由于導電聚合物的熱降解機制而具有小的導電性劣化。電導率隨時間而降低，這與粒狀金屬型結構一致，其中老化是由于導電聚合物顆粒的收縮。電容器功能的時間（使用壽命、負載壽命、使用壽命）根據IEC60384-24/-25/-26以額定電壓在上限溫度下進行時間加速耐久性測試。通過測試的測試條件是

• 無短路或開路
• 電容減少不到20%
• ESR、阻抗或損耗因數的增加小于因數2

聚合物電容器退化故障的規定限制比非固體鋁電容器更接近。這意味著，聚合物e-caps的壽命行為比濕Al-e-caps穩定得多。聚合物電容器的壽命規范與非固態鋁電容器的壽命規范類似，在xxx電壓和溫度下的時間以小時為單位，例如：2000小時/105°C。Lx=估計壽命

• LSpec=規定壽命（使用壽命、負載壽命、使用壽命）
• T0=上限溫度(°C)
• TA=e-cap外殼的溫度(°C)或電容器附近的環境溫度

該規則表征熱聚合物反應速度在指定降解限度內的變化。根據該公式，在65°C下運行的2000h/105°C聚合物電容器的理論預期使用壽命可以計算（更好地估計）約200,000小時或約20年。對于混合聚合物Al-e-caps，20度規則不適用。這些聚合物混合電子電容的預期壽命可以使用10度規則來計算。對于上述條件，帶有液體電解質的e-cap的預期使用壽命為32,000小時或大約3.7年。

聚合物電容器、鉭電容器和鋁電容器與其他電子元件一樣高可靠性，故障率非常低。然而，包括聚合物鉭在內的所有鉭電解電容器都有一種獨特的失效模式，稱為“場結晶”。場結晶是固體鉭電容器退化和災難性故障的主要原因。當今90%以上的罕見故障Ta-e-cap是由這種故障模式導致的短路或泄漏電流增加引起的。鉭電解電容器極薄的氧化膜，即電介質層，必須形成非晶結構。將無定形結構變為結晶結構會增加導電性，據報道增加了1,000倍，并且還增加了氧化物的體積。繼電介質擊穿后的場結晶化的特征是泄漏電流在幾毫秒內突然上升，從納安級到低阻抗電路中的安級。增加的電流可以作為“雪崩效應”加速并通過金屬/氧化物迅速傳播。這會導致不同程度的破壞，從氧化物上相當小的燒焦區域到覆蓋球團大面積的鋸齒狀燒傷條紋或金屬的完全氧化。如果電流源不受限制，則場結晶可能會導致電容器短路。然而，如果電流源僅限于固體MnO2Ta-e-caps，則會發生自愈過程，將MnO2氧化成絕緣的Mn2O3在聚合物Ta-e-caps中燃燒沒有風險。然而，可能會發生場結晶。在這種情況下，聚合物層被增加的漏電流選擇性地加熱和燒掉，從而隔離故障點。由于高分子材料不提供氧氣，所以漏電流不能加速。然而，故障區域不再對電容器電容有貢獻。

聚合物Al-e-caps表現出與聚合物Ta-e-caps相同的自愈機制。在氧化物中的弱化點施加電壓后，形成局部較高漏電流路徑。這導致聚合物局部加熱；從而聚合物要么氧化并變得高電阻-要么蒸發。此外，混合聚合物Al-e-caps顯示出這種自愈機制。然而，液態電解質可以流向故障點，并可以輸送氧氣以形成新的介電氧化物。這就是混合聚合物電容器的漏電流值相對較低的原因。

許多不同類型的聚合物電解電容器在電氣長期行為、固有故障模式和自愈機制方面表現出差異。為確保安全操作，制造商針對類型行為推薦了不同的應用規則，見下表：

電解電容符號

聚合物電解電容器的極性標記

聚合物電解電容器，如果有足夠的空間，有編碼的壓印標記以指示

• 制造商的名稱或商標；
• 制造商的型號名稱；
• 極性
• 額定電容；
• 額定電容容差
• 額定電壓
• 氣候類別或額定溫度；
• 制造年份和月份（或星期）；

對于非常小的電容器，不可能進行標記。標記的代碼因制造商而異。

電子元件和相關技術的標準化遵循國際電工委員會(IEC)制定的規則，該委員會是一個非盈利、非政府的國際標準組織。通用規范中規定了電子設備用電容器的特性定義和測試方法的程序：

• IEC/EN60384-1-用于電子設備的固定電容器

電子設備用聚合物鉭電容器和聚合物鋁電解電容器作為標準型認可的試驗和要求在以下部分規范中規定：

• IEC/EN60384-24—采用導電聚合物固體電解質的表面貼裝固定鉭電解電容器
• IEC/EN60384-25—采用導電聚合物固體電解質的表面貼裝固定鋁電解電容器
• IEC/EN60384-26—采用導電聚合物固體電解質的固定鋁電解電容器

聚合物電解電容器的ESR和ESL特性正在向MLCC電容器趨同。相反，2類MLCC電容器的比電容接近鉭片式電容器的比電容。然而，除了這種日益增加的可比性之外，還有支持或反對某些類型電容器的論據。許多電容器制造商在演示文稿和文章中撰寫了他們技術對抗競爭的這些關鍵論據，f。即：

• 針對MLCC的Al-Polymere-caps：松下
• MLCC對抗聚合物和濕式e-caps:Murata
• Al-Polymere-caps對濕e-caps:NCC,NIC
• Ta-Polymere-caps與標準固體Ta-MnO2e-caps：Kemet

截至2016年7月