鉭電解電容是一種電解電容，是電子電路的無源元件。它由作為陽極的多孔鉭金屬顆粒組成，被形成電介質的絕緣氧化物層覆蓋，被液體或固體電解質包圍作為陰極。由于其非常薄且介電常數相對較高的介電層，鉭電容器與其他常規和電解電容器的區別在于具有高單位體積電容（高體積效率）和較輕的重量。鉭是一種沖突礦物。鉭電解電容器比同類鋁電解電容器貴得多。鉭電容本質上是極化元件。反向電壓會損壞電容器。無極性或雙極性鉭電容器是通過有效地串聯兩個極化電容器制成的，陽極朝向相反的方向。

電解電容使用一些特殊金屬的化學特性，歷史上稱為閥金屬，可以形成絕緣氧化層。在電解槽中向鉭陽極材料施加正電壓會形成厚度與施加電壓成比例的氧化物阻擋層。該氧化層用作電解電容器中的電介質。該氧化層與氧化鉭層的性能比較如下表所示：在粗糙的陽極結構上形成電介質氧化物之后，需要陰極。電解質充當電解電容器的陰極。有許多不同的電解質在使用。通常，電解質將分為兩種，非固體電解質和固體電解質。非固體電解質是一種導電性為離子的液體介質。固體電解質具有電子傳導性，因此固體電解電容器對電壓尖峰或電流浪涌更敏感。如果施加電壓的極性相反，氧化層可能會被破壞。每個電解電容器原則上形成一個平板電容器，其電容越大，電極面積A和介電常數ε越大，電介質的厚度d越薄。電解電容器的電介質厚度非常薄，在每伏特納米的范圍內。盡管如此，這些氧化層的介電強度還是相當高的。因此，與其他電容器類型相比，鉭電容器可以實現高體積電容。與具有相同整體尺寸的光滑表面相比，所有蝕刻或燒結陽極的總表面積要大得多。對于固體鉭電解電容器，這種表面積增加可將電容值提高多達200倍（取決于額定電壓）。電解電容器的體積由電容和電壓的乘積定義，即所謂的CV體積。然而，在比較不同氧化物材料的介電常數時，可以看出五氧化二鉭的介電常數大約是氧化鋁的3倍。因此，具有給定CV值的鉭電解電容器可以小于鋁電解電容器。

• 二氧化錳電解液固態鉭片式電容器的構建
• 鉭電解電容器的電容器單元由燒結的鉭粉組成
• 具有固體電解質和陰極接觸層的燒結鉭電解電容器的結構示意圖
• 典型SMD固態電解質鉭電解片式電容器的構造

典型的鉭電容是片式電容，由鉭粉壓制燒結成小片作為電容器的陽極，以五氧化二鉭的氧化層為電介質，以固體二氧化錳電解液為陰極。

鉭電容器由相對純的元素鉭金屬粉末制成。用于比較粉末體積效率的常用品質因數以電容(C，通常以μF為單位)乘以每克(g)的伏特(V)表示。自1980年代中期以來，制造的鉭粉的CV/g值提高了大約10倍（從大約20k到200k）。典型的粒徑在2到10微米之間。圖1顯示了顆粒越來越細的粉末，導致每單位體積的表面積更大。請注意粉末之間的粒徑差異很大。粉末在鉭絲（稱為提升線）周圍被壓縮以形成顆粒。提升線最終成為電容器的陽極連接。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顆粒并驅除粉末中的許多雜質。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，產生較大的內表面積（見圖2）。更大的表面積產生更高的電容；因此，具有較低平均粒徑的高CV/g粉末可用于低電壓、高電容部件。通過選擇正確的粉末類型和燒結溫度，可以實現特定的電容或電壓額定值。例如，一個220μF6V電容器的表面積接近346cm2，或者是一張紙大小的80%（美國信函，8.5×11英寸紙的面積約為413cm2），盡管總體積顆粒的體積僅為約0.0016cm3。

然后通過陽極氧化的電化學過程在所有鉭顆粒表面上形成電介質。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。最初，電源保持在恒定電流模式，直到達到正確的電壓（即電介質厚度）；然后它保持這個電壓，電流衰減到接近零，以在整個設備和生產批次中提供均勻的厚度。描述陽極介電形成過程的化學方程式如下：2Ta→2Ta5++10e?2Ta5++10OH?→Ta2O5+5H2O氧化物在鉭的表面形成，但它也會生長到材料中。對于每個單位厚度的氧化物生長，三分之一長出，三分之二長入。由于氧化物生長的限制，目前可用的每種鉭粉的氧化鉭的xxx額定電壓都有限制（見圖3）。化成電壓產生的介質層厚度與電解電容的耐壓成正比。電解電容器在制造時具有氧化層厚度的安全裕度，這是用于電解產生電介質的電壓與電容器額定電壓之間的比率，以確保可靠的功能。采用二氧化錳電解質的固態鉭電容器的安全裕度通常在2到4之間。這意味著對于安全裕度為4的25V鉭電容器，其絕緣耐壓可以承受100V以提供更堅固的電介質。這種非常高的安全系數得到了固態鉭電容器的失效機制、場結晶的證實。對于采用固體聚合物電解質的鉭電容器，安全裕度要低得多，通常約為2。

固態鉭電容器的下一個階段是陰極板的應用（濕鉭電容器使用液體電解質作為陰極及其外殼）。這是通過將硝酸錳熱解成二氧化錳來實現的。將顆粒浸入硝酸鹽水溶液中，然后在約250°C的烘箱中烘烤以產生二氧化層涂層。化學方程式為：Mn(NO3)2→MnO2+2NO2該過程通過不同比重的硝酸鹽溶液重復多次，以在顆粒的所有內部和外部表面上形成一層厚涂層，如圖4所示。在傳統結構中，將顆粒依次浸入石墨和銀中，以提供從二氧化錳陰極板到外部陰極終端的良好連接（見圖5）。

下圖為采用燒結陽極和固體二氧化錳電解液的鉭電解片式電容器的生產流程。

鉭電解電容器有三種不同的樣式：

• 鉭片式電容器：表面貼裝的SMD類型，80%的鉭電容器是SMD
• 鉭珠，樹脂浸漬，用于PCB安裝的單端式
• 軸向引線鉭電容器，具有固體和非固體電解質，主要用于軍事、醫療和航天應用。
• 不同款式的鉭電容
• 鉭片式電容器
• 用于PCB安裝的鉭珍珠
• 軸向鉭電容

超過90%的鉭電解電容器以SMD形式制造為鉭片式電容器。它在外殼的端面上具有接觸面，并以不同的尺寸制造，通常遵循EIA-535-BAAC標準。不同的尺寸也可以通過大小寫字母來識別。對于某些已經制造了幾十年的表殼尺寸（A到E），所有制造商的尺寸和表殼編碼仍然基本相同。然而，鉭電解電容器的新發展，例如降低ESR的多陽極技術或降低電感的面朝下技術，導致芯片尺寸及其外殼代碼的范圍更廣。這些與EIA標準的偏離意味著來自不同制造商的設備不再總是統一的。常規鉭矩形片式電容器的尺寸及其編碼概述如下表所示：

• 注意：EIA3528公制也稱為EIA1411英制（英寸）。

現代非固態（濕）鉭電解電容器的主要特點是其能量密度與相同溫度范圍內的固態鉭和濕鋁電解電容器相比。由于它們的自修復特性（非固體電解質可以輸送氧氣以在電介質的薄弱區域形成新的氧化層），可以形成具有低得多的安全裕度的電介質厚度，因此可以使用比固體類型更薄的電介質，導致每體積單位的CV值更高。此外，濕鉭電容器能夠在超過100V至高達630V的電壓下工作，具有相對較低的ESR，并且在所有電解電容器中具有最低的漏電流。1930年xxx發的最初的濕式鉭電容器是軸向電容器，具有由鉭陽極和箔陰極組成的繞線電池，由浸有電解質的紙條隔開，安裝在銀外殼和密封的非氣密彈性體中。由于鉭介電氧化物層對強酸的惰性和穩定性，濕鉭電容器可以使用硫酸作為電解質，從而為它們提供相對較低的ESR。由于過去銀外殼存在銀遷移和晶須問題，導致漏電流增加和短路，新型濕式鉭電容器使用燒結鉭顆粒電池和安裝在純鉭外殼中的凝膠硫酸電解液。由于價格相對較高，濕式鉭電解電容器很少有消費應用。它們用于堅固耐用的工業應用，例如石油勘探的探頭。獲得軍用認證的類型可以提供擴展的電容和電壓額定值，以及航空電子設備、軍事和空間應用所需的高質量水平。

1875年發現了能夠形成絕緣氧化膜的閥金屬組。1896年，卡羅爾·波拉克為使用鋁電極和液體電解質的電容器申請。固體電解質鉭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，以補充他們新發明的晶體管。貝爾實驗室的RLTaylor和HEHaring為1950年初發現的新型微型電容器找到的解決方案是基于陶瓷方面的經驗。他們將金屬鉭研磨成粉末，將這種粉末壓制成圓柱形，然后在真空條件下在1,500至2,000°C（2,730至3,630°F）的高溫下將粉末顆粒燒結成顆粒（塊狀）。這些xxx批燒結鉭電容器使用液體電解質。1952年，貝爾實驗室的研究人員發現使用二氧化錳作為燒結鉭電容器的固體電解質。雖然基本發明來自貝爾實驗室，但制造商業上可行的鉭電解電容器的創新是由斯普拉格電氣公司的研究人員完成的。Sprague的研究主管PrestonRobinson被認為是1954年鉭電容器的實際發明者。他的發明得到了RJMillard的支持，他在1955年引入了改革步驟，這是一項重大改進，電容器的電介質經過修復后MnO2沉積的每個浸入和轉換循環。這xxx降低了成品電容器的漏電流。這xxx款固體電解質二氧化錳的導電性是所有其他類型的非固體電解質電容器的10倍。以鉭珍珠的風格，它們很快被廣泛用于廣播和新的電視設備。1971年，英特爾推出了xxx臺微型計算機（MCS4），1972年惠普推出了xxx款袖珍計算器（HP35）。對電容器的要求增加了，尤其是對降低損耗的要求。需要降低標準電解電容器的旁路和去耦電容器的等效串聯電阻(ESR)。盡管固態鉭電容器提供的ESR和漏電流值低于鋁電解電容器，但1980年業界對鉭的價格沖擊極大地降低了鉭電容器的可用性，特別是在消費娛樂電子產品中。為了尋找更便宜的替代品，該行業轉而使用鋁電解電容器。AlanJ.Heeger、AlanMacDiarmid和HidekiShirakawa在1975年開發的導電聚合物是降低ESR的一個突破。聚吡咯(PPy)或PEDOT等導電聚合物的電導率比二氧化錳高1000倍，接近金屬的電導率。1993年，NEC推出了名為NeoCap的SMD聚合物鉭電解電容器。1997年，三洋推出了他們的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PEDTPoly(3,4-ethylenedioxythiophene)，也稱為PEDOT（商品名Baytron）。為1990年代快速發展的SMD技術開發的具有高CV體積的低ESR芯片型電容器的發展極大地增加了對鉭芯片的需求。然而，鉭在2000/2001年的另一次價格暴漲迫使使用二氧化錳電解質的鈮電解電容器的發展，該電容器自2002年以來就已面世。用于生產鈮介電電容器的材料和工藝與現有的鉭電容器基本相同。介電電容器。鈮電解電容器和鉭電解電容器的特性大致相當。

鉭電解電容作為分立元件并不是理想的電容，因為它們有損耗和寄生電感部分。所有屬性都可以通過由理想化電容和附加電氣元件組成的串聯等效電路來定義和指定，該電路模擬電容器的所有損耗和電感參數。在這個串聯等效電路中，電氣特性定義為：

• C、電容器的電容量
• Rleak，代表電容漏電流的電阻
• 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。

IEC/EN60384-1規定使用串聯等效電路而不是并聯等效電路。

鉭電解電容器的電氣特性取決于陽極的結構和使用的電解液。這會影響鉭電容器的電容值，該值取決于工作頻率和溫度。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，是電容器設計的值。電解電容器的標準化測量條件是頻率為100至120Hz的交流測量方法。電解電容器不同于其他電容器類型，其電容通常在1kHz或更高頻率下測量。對于鉭電容器，對于額定電壓≤2.5V的類型或2.1至2.5V的額定電壓>2.5V的類型，可以在測量期間施加1.1至1.5V的直流偏置電壓，以避免反向電壓。被測電容與額定值的允許偏差百分比稱為電容容差。電解電容器有不同的公差系列分類，其值在IEC60063中指定的E系列中指定。對于狹窄空間中的縮寫標記，每個公差的字母代碼在IEC60062中指定。

• 額定電容，E3系列，公差±20%，字母代碼M
• 額定電容，E6系列，公差±20%，字母代碼M
• 額定電容，E12系列，公差±10%，字母代碼K

所需的電容容差由特定應用決定。通常用于濾波和旁路電容器的電解電容器不需要窄容差，因為它們大多不用于振蕩器等精確頻率應用。

參考IEC/EN60384-1標準，鉭電容器的允許工作電壓稱為額定電壓UR或標稱電壓UN。額定電壓UR是在額定溫度范圍TR(IEC/EN60384-1)內的任何溫度下可連續施加的xxx直流電壓或峰值脈沖電壓。電解電容器的額定電壓隨溫度升高而降低。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。施加的較低電壓可能對鉭電解電容器產生積極影響。降低施加的電壓會提高可靠性并降低預期的故障率。施加高于規定的電壓可能會損壞鉭電解電容器。

浪涌電壓表示電解電容器在有限循環次數內可施加的xxx峰值電壓值。浪涌電壓在IEC/EN60384-1中進行了標準化。對于鉭電解電容器，浪涌電壓應為額定電壓的1.3倍，四舍五入至最接近的伏特。施加在鉭電容上的浪涌電壓可能會影響電容的故障率。

瞬態電壓或電流尖峰施加到具有固體二氧化錳電解質的鉭電解電容器上會導致一些鉭電容器發生故障，并可能直接導致短路。

鉭電解是極化的，通常要求陽極電壓相對于陰極電壓為正。在施加反向電壓的情況下，反向漏電流在非常小的微裂紋或其他缺陷區域中通過介電層流向電解電容器的陽極。盡管電流可能只有幾微安，但它代表了非常高的局部電流密度，可能會導致微小的熱點。這會導致一些無定形五氧化二鉭轉化為導電性更強的結晶形??式。當大電流可用時，這種效應可能會雪崩，電容器可能會完全短路。然而，鉭電解電容器可以在有限的循環次數內短時間承受反向電壓。鉭反向電壓最常見的準則是：

• 25°C時額定電壓的10%至xxx1V，
• 在85°C時，額定電壓的3%至xxx0.5V，
• 125°C時額定電壓的1%至xxx0.1V。

這些指南適用于短沖程，絕不能用于確定電容器可以xxx使用的xxx反向電壓。

鉭電解電容器以及其他常規電容器具有兩種電氣功能。對于定時器或類似應用，電容器被視為存儲電能的存儲組件。但對于電源等平滑、旁路或去耦應用，電容器還充當交流電阻器，以從電壓軌中過濾掉不需要的交流分量。對于這個（偏置的）交流功能，頻率相關的交流電阻（阻抗Z）與電容值一樣重要。阻抗是交流電路中特定頻率下電壓與電流的復數比，具有幅值和相位。阻抗是與頻率相關的交流電阻，在特定頻率下具有幅度和相位。在電解電容器的數據表中，只有阻抗大小|Z|是指定的，簡寫為Z。關于IEC/EN60384-1標準，根據電容器的電容和電壓，在10kHz或100kHz測量和指定鉭電解電容器的阻抗值。除了測量之外，還可以使用電容器串聯等效電路中的理想化元件計算阻抗，包括理想電容器C、電阻器ESR和電感器ESL。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），則阻抗將僅由ESR確定。當頻率高于諧振頻率時，由于電容器的ESL，阻抗會再次增加。此時，電容器開始主要表現為電感。

• 作為頻率和溫度函數的典型阻抗和ESR曲線
• 典型阻抗和ESR作為頻率的函數
• 與MLCC相比，不同類型電解電容器的典型阻抗和ESR曲線隨頻率變化

等效串聯電阻(ESR)總結了電容器的所有電阻損耗。這些是終端電阻、電極觸點的接觸電阻、電極的線路電阻、電解質電阻和介電氧化層中的介電損耗。ESR會影響平滑后剩余的疊加AC紋波，并可能影響電路功能。如果#ripple電流流過電容器，則與電容器相關的ESR負責內部發熱。這種內部熱量可能會影響鉭電解電容器的可靠性。通常，ESR隨著頻率和溫度的增加而降低。歷史上對電解電容器的討論有時會在相關數據表中提及損耗因數tanδ而不是ESR。耗散因數由感抗XL減去容抗XC與ESR之間的相角正切決定。損耗因數tanδ用于頻率確定電路或諧振電路中損耗非常低的電容器，其中損耗因數的倒數稱為品質因數(Q)，它代表諧振器的帶寬。

紋波電流是任何頻率的交流電流疊加在直流電流上的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。除了環境溫度和可能的其他外部熱源之外，這種內部產生的熱量導致電容器主體溫度與環境溫度差為ΔT。該熱量必須作為熱損耗Pth分布在電容器表面A和對環境的熱阻β上。內部產生的熱量必須通過熱輻射、對流和熱傳導分布到環境中。電容器的溫度建立在熱量產生和散發之間的平衡之上，不應超過電容器的最高規定溫度。紋波電流指定為100或120Hz或10kHz的有效(RMS)值，在較高類別溫度下。非正弦紋波電流必須進行分析，并通過傅里葉分析分離成它們的分量正弦頻率，等效紋波電流計算為各個電流平方和的平方根。在固態鉭電解電容器中，紋波電流產生的熱量會影響電容器的可靠性。超過限制往往會導致災難性故障，短路和燃燒組件。

固體鉭電解電容器可能會被浪涌、峰值或脈沖電流損壞。暴露于浪涌電流、峰值電流或脈沖電流的鉭電容器應在高電感電路中以高達70%的電壓降額使用。如果可能，電壓曲線應該是斜坡開啟，因為這會降低電容器看到的峰值電流。

直流漏電流是其他傳統電容器所沒有的電解電容器的特殊特性。該電流由與電解電容器串聯等效電路中的電容器并聯的電阻器Rleak表示。固體鉭電容器漏電流的主要原因是電介質的電擊穿、雜質或陽極氧化不良導致的導電路徑、過量二氧化錳導致的電介質旁路、濕氣路徑或陰極導體（碳、銀）。固體電解質電容器中的這種漏電流不能通過產生新氧化物的愈合來減少，因為在正常情況下，固體電解質無法為成型過程提供氧氣。泄漏電流的值取決于所施加的電壓、電容器的溫度、測量時間以及外殼密封條件引起的水分影響。它們通常具有非常低的泄漏電流，遠低于指定的最壞情況。

當長時間保持充電的電容器在短暫放電時保留一些電荷時，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。介電吸收可能會在使用非常小的電流的電路中引起問題，例如長時間恒定的積分器或采樣保持電路。然而，在鉭電解電容器支持電源線的大多數應用中，介電吸收不是問題。

組件的可靠性是表示組件在時間間隔內執行其功能的程度的屬性。它是一個隨機過程，可以定性和定量地描述；它不能直接測量。電解電容器的可靠性是通過識別伴隨生產的耐久性測試中的故障率來憑經驗確定的，請參閱可靠性工程#可靠性測試。可靠性通常以浴盆曲線表示，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。包括在總故障率中的故障類型是短路、開路和退化故障（超過電氣參數）。可靠性預測通常用故障率λ表示，縮寫為FIT（FailuresInTime]。這是在十億(109)個組件小時的運行中（例如1000個組件運行100萬小時，或1000小時的100萬個組件，即1ppm/1000小時）在恒定的隨機故障期間在固定的工作條件下。這些故障率模型隱含假設隨機故障的概念。單個組件在隨機時間失效，但以可預測的速率.故障率FIT的標準運行條件為40°C和0.5UR。FIT的倒數是MTBF（平均故障間隔時間）。對于鉭電容器，故障率通常指定為85°C和額定電壓UR作為參考條件，并表示為每千小時(n%/1000h)的故障組件百分比。即每105小時有n個故障組件，或者在FIT中是每109小時的一萬倍值。對于標準操作條件40°C和0.5UR以外的條件，對于施加的其他溫度和電壓，對于電流負載、電容值、電路電阻、機械影響和濕度，可以使用工業或軍事標準化的加速因子重新計算FIT數字上下文。例如，較高的溫度和施加的電壓會導致故障率增加。重新計算故障率最常被引用的來源是MIL-HDBK-217F，它是電子元件故障率計算的圣經。SQCOnline是用于驗收抽樣和質量控制的在線統計計算器，它提供了一個用于短期檢查的在線工具，用于計算給定的應用條件故障率值。一些鉭電容制造商可能有自己的FIT計算表。鉭電容是可靠的元件。鉭粉和電容器技術的不斷改進導致雜質含量顯著減少，而這些雜質在以前是導致大多數場結晶失敗的原因。作為標準產品，市售的鉭電容器現在已達到高MIL標準C水平，即在85°C和UR下為0.01%/1000h或在85°C和UR下每107小時1次故障。在FIT中使用來自MILHDKB217F在40°C和0.5UR下的加速因子重新計算，對于使用0.1Ω串聯電阻的100μF/25V鉭片式電容器的故障率為0.02FIT。

鉭電解電容器的壽命、使用壽命、負載壽命或使用壽命完全取決于所使用的電解液：

• 那些使用液體電解質的人沒有壽命規范。（密封時）
• 使用二氧化錳電解質的那些沒有壽命規范。
• 那些使用聚合物電解質的人確實有壽命規范。

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。作為時間的函數，電導率降低，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。聚合物電解電容器的使用壽命與非固體電解電容器類似，但其使用壽命計算遵循其他規則，從而導致更長的使用壽命。

鉭電容器根據所使用的電解質表現出不同的電氣長期行為。規定了具有固有故障模式的類型的應用規則，以確保高可靠性和長壽命。鉭電容器的可靠性與其他電子元件一樣高，故障率非常低。然而，它們有一個獨特的失效模式，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。當今鉭固態電解電容器中超過90%的罕見故障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，即介電層，必須以非晶結構形成。據報道，將非晶結構變為結晶結構可使電導率提高1000倍，同時增加氧化物體積。繼電介質擊穿之后的場結晶的特征是泄漏電流在幾毫秒內突然上升，在低阻抗電路中從納安級增加到安級級。增加的電流可以在雪崩效應中加速并迅速通過金屬/氧化物擴散。這會導致不同程度的破壞，從氧化物上相當小的燒傷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。在這種情況下，如果不限制可用電流，則故障可能是災難性的，因為電容器的串聯電阻會變得非常低。電介質中的雜質、微小的機械損傷或缺陷會影響結構，將其從非晶結構變為晶體結構，從而降低介電強度。鉭粉的純度是確定其結晶風險的最重要參數之一。自1980年代中期以來，制造的鉭粉純度有所提高。焊接引起的應力后的浪涌電流可能開始結晶，導致絕緣擊穿。避免災難性故障的xxx方法是限制可以從源流出的電流，以便將擊穿減少到有限的區域。流過結晶區域的電流會導致故障附近的二氧化錳陰極發熱。在升高的溫度下，化學反應會將周圍的導電二氧化錳還原為絕緣的氧化錳(III)(Mn2O3)，并使氧化鉭層中的結晶氧化物絕緣，從而阻止局部電流流動。

帶有結晶的固態鉭電容最有可能在上電時失效。人們認為，介電層上的電壓是擊穿的觸發機制，并且開啟電流將崩潰推向災難性故障。為防止此類突發故障，制造商建議：

• 50%應用電壓相對于額定電壓降額
• 使用3Ω/V的串聯電阻或
• 使用具有緩慢上電模式的電路（軟啟動電路）。

電解電容符號

小型或低壓電解電容器可以安全地并聯。大尺寸電容器，尤其是大尺寸和高電壓類型的電容器，應單獨保護，以防止由于電容器故障而導致整個組突然放電。

一些應用，如用于三相電網中頻率控制的直流鏈路的AC/AC轉換器需要比鋁電解電容器通常提供的更高的電壓。對于此類應用，可以串聯電解電容器以提高耐壓能力。在充電期間，串聯連接的每個電容器兩端的電壓與單個電容器的漏電流成反比。由于每個電容器的個別泄漏電流略有不同，因此具有較高泄漏電流的電容器將獲得較小的電壓。串聯電容器上的電壓平衡不是對稱的。必須提供無源或有源電壓平衡，以穩定每個單獨電容器上的電壓。

所有鉭電容都是極化元件，帶有明顯標記的正極或負極端子。當極性反轉時（即使是短暫的），電容器會去極化，介電氧化層會破裂，即使以后以正確的極性操作也會導致電容器失效。如果故障是短路（最常見的情況），并且電流不限于安全值，則可能會發生災難性的熱失控。這種故障甚至會導致電容器強行彈出其燃燒的核心。采用固體電解質的鉭電解電容器在其正極端子上標有一個條形或一個+。采用非固體電解質（軸向引線型）的鉭電解電容器在負極端子上標有橫杠或-（減號）。可以在具有正極端子的外殼的成型側更好地識別極性。不同的標記樣式可能會導致危險的混淆。造成混淆的一個特別原因是，在表面貼裝鉭電容器上，正極端子標有橫條。而在鋁表面貼裝電容器上，它是如此標記的負極端子。

與大多數其他電子元件一樣，如果有足夠的空間，鉭電容器會印有標記，以指示制造商、類型、電氣和熱特性以及制造日期。但是大多數鉭電容都是芯片類型的，因此縮小的空間限制了壓印標志的電容、容差、電壓和極性。較小的電容器使用速記符號。最常用的格式是：XYZJ/K/MV，其中XYZ代表電容（計算為XY×10ZpF），字母K或M表示容差（分別為±10%和±20%），V代表工作電壓。例子：

• 105K330V表示電容為10×105pF=1μF(K=±10%)，工作電壓為330V。
• 476M100V表示電容為47×106pF=47μF(M=±20%)，工作電壓為100V。

電容、容差和制造日期可以用IEC/EN60062中指定的短代碼表示。額定電容（微法）的短標記示例：μ47=0,47μF、4μ7=4.7μF、47μ=47μF制造日期通常按照國際標準印刷。

• 版本1：用年/周數字代碼編碼，1208是2012，第8周。
• 版本2：使用年代碼/月代碼進行編碼。年份代碼為：R=2003,S=2004,T=2005,U=2006,V=2007,W=2008,X=2009,A=2010,B=2011,C=2012,D=2013,E=2014等。月份代碼為：1至9=一月至九月，O=十月，N=十一月，D=十二月。X5那時是2009年5月

對于非常小的電容器，不可能進行標記，只有組件的包裝或組件制造商對所用組件的記錄才能完全識別組件。

電氣和電子元件及相關技術的特性和測試方法的標準定義由國際電工委員會(IEC)發布，該委員會是一個非盈利、非政府的國際標準組織，針對特定應用遵循其他行業組織的標準特性，例如EIA尺寸標準、IPC可焊性標準等。美國MIL-STD規范的質量和可靠性標準和方法用于需要更高可靠性或需要不太良性操作環境的組件。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

電子設備用鋁電解電容器和鉭電解電容器批準為標準化類型的試驗和要求載于以下部分規范：

• IEC/EN60384-3—采用二氧化錳固體電解質的表面貼裝固定鉭電解電容器
• IEC/EN60384-15—具有非固體和固體電解質的固定鉭電容器
• 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

鉭電容主要使用鉭元素。鉭礦是沖突礦產之一。一些非政府組織正在共同努力提高人們對消費電子設備與沖突礦產之間關系的認識。

2008年鉭電解電容器市場規模約為22億美元，約占整個電容器市場的12%。

鉭電容的低泄漏和高容量有利于它們在采樣和保持電路中的使用，以實現長保持時間，以及一些對精確定時不重要的長時間定時電路。它們還經常與薄膜或陶瓷電容器并聯用于電源軌去耦，這些電容器在高頻下提供低ESR和低電抗。在外部環境或密集元件封裝導致內部環境持續高溫以及高可靠性很重要的情況下，鉭電容器可以替代鋁電解電容器。需要高質量和可靠性的醫療電子設備和空間設備等設備使用鉭電容器。低壓鉭電容器的一個特別常見的應用是計算機主板和xxx設備上的電源濾波，因為它們體積小且具有長期可靠性。