自愈式电容器的自愈规律及优化方法的研究

随着脉冲驱动源向着高功率、高重复频率和小型化方向发展，使得脉冲电容器的工作电压、储能密度、工作寿命进一步提高。国内外一般采用金属化膜电容器作为储能电容器，该电容器由于具有自愈特性，可工作在临界储能介质的击穿场强下，其储能密度大大提高。金属化膜电容器自愈能否成功的关键是自愈能量的大小。自愈能量过小，自愈点处的金属层不能完全蒸发，能量过大，则可能造成自愈失败。本申请拟以金属化膜电容器为研究对象，主要研究自愈能量、自愈绝缘恢复过程与电极结构、介质性能、外加电压、层间压强等参数的相互关系，建立参数相关能量模型和自愈模型，最终提出金属化膜电容器的最优结构、材料组合方法，为提高金属化膜电容器储能密度提供创新思路。

项目围绕金属化膜电容器的自愈性能开展研究，主要主要研究金属化膜电容器的自愈特性及影响自愈过程的关键因素，通过分析金属化膜自愈的物理过程，对影响自愈过程的各种参数及其相关性规律进行研究。对方阻R＞30Ω/□:的金属化膜，在场强200V/μm时开始出现击穿并发生自愈，在600V/μm附近时击穿概率达到80%，电容器在高场强下工作可靠性降低。自愈面积与自愈持续时间随着自愈能量的增加而增加，自愈能量与电压的2次方成正比、与方阻的2次方成反比，采用高方阻金属化膜可有效降低电容量损失，提高电容器寿命。层间压强增大，自愈能量减小，自愈面积和自愈持续时间减小，在这种情况下，电弧易熄灭，降低了电容量损失，提高了电容器工作可靠性。基于研究结果对电容器的电极形式进行优化，进一步提高了电容器的储能密度和工作寿命。. 发表资金资助的论文 15篇，其中SCI收录4篇，EI收录11篇。参加国际会议3次，国内会议1次，申请专利3项。完成了计划书中所预定的工作目标。