TDK/EPCOSTDK绕线薄膜电容器,B32521C1334J000新能源汽车薄膜电容

TDK/EPCOSTDK绕线薄膜电容器,B32521C1334J000新能源汽车薄膜电容

交流电路中薄膜电容器的工作原理
随着科技的发展的进步和薄膜电容器可以代替电解电容的优势出来，因此使用薄膜电容器的频率也越来越高。
而今天小编将要跟大家分享的是薄膜电容器在交流电路中的工作原理。在中学阶段有句话是这样说的通交流，阻
直流，说的就是电容的这个性质。在直流电路中，薄膜电容器相当于断路的。

我们可以从薄膜电容器的结构先说起，最简单的电容是由于绝缘电介质结构成的。通电后极板带电，形成电压
（电势差），但是中间由于绝缘的物质，所以是不导电的。不过，这样的情况是在没有超过电容器的临界电压（击
穿电压）的前提条件下的。

我们都知道任何物质都是相对绝缘的，当物质两端的电压加大到一定程度后，物质都是可以导电的，我们称这
个电压叫击穿电压。电容也不例外，电容被击穿后，就不是绝缘体了。不过在中学阶段，这样的电压在电路中是见
不到的，所以都是在击穿电压以下工作的，可以被当做绝缘体看。


但是在交流电路中，因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化。而薄膜电容器充放电的过程是有时间的，
这个时候，在极板间形成的变化的电场，而这个电场也是随时间变化的函数。实际上，电流是通过场的形成在薄膜
电容器间通过的。看完以上的分享你对薄膜电容器在交流电路中的原理有所了解了吗。更多优质的电容器尽在JEC，
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（1）新能源汽车市场前景广阔，系未来薄膜电容需求增长最大推动力
新能源汽车已成为全球汽车产业转型发展的主要方向和促进世界经济持续增长的重要引擎。经过
多年持续 努力，我国新能源汽车产业技术水平显著提升、产业体系日趋完善、企业竞争力大幅增强，
2015 年以来产 销量、保有量连续五年居世界首位，到 2025 年，我国新能源汽车市场竞争力明显增
强，动力电池、驱动电 机、车用操作系统等关键技术取得重大突破，安全水平全面提升。新能源汽
车新车销售量达到汽车新车销 售总量的 20%左右。《中国汽车市场中长期预测（2020-2035）》（
《预测报告》）显示，中国未来五年 汽车市场将呈现稳定增长趋势，到 2025 年销量达到 3000 万辆，
结合销售占比 20%的份额目标，新能源 汽车销售量到 2025 年有望达到 600 万辆。全球新能源汽车
销售量有望在 2025 年达到 1200 万辆。新能源 汽车单车需搭载一个薄膜电容器，且价格在 400-600
元间，随着企业制造技术不断提升和规模定制化的推 广，初步预计未来 5 年价格年均下降 3%。据保
守估计，到 2025 年全球新能源汽车用薄膜电容器市场规模 为 48.03 亿元，中国新能源汽车用薄膜电
容器市场规模为 23.45 亿元。

（2）光伏新增装机数量持续加快成长、运营阶段对逆变器的更换要求以及储能配套的趋势，打开光伏
逆变 器市场的增长空间，从而带动薄膜电容需求放量



根据Wood Mackenzie的数据，全球光伏逆变器出货量由2014年的41.57GW增长到2019年126.74
GW， CAGR 达 24.98%。光伏逆变器行业集中度逐步提升，2019 年 CR10 达 73%。其中，华为、阳
光电源、SMA 三家厂商从 2014 年以来稳居全球光伏逆变器出货量排名前三名，光伏逆变器市场 CR3
由 2014 年的 32% 增长到 2019 年的 43%。IHS 数据显示，全球储能逆变器由 2015 年的 0.9GW 增
加到 2019 年的 9.8GW，CAGR 为 81.65%。



2019 年，全球储能逆变器市场 CR10 达 94%，固德威在全球储能逆变器市场中出货量 占比约 15%，
排名第一。光伏新增装机容量的增长，直接带来光伏逆变器需求持续放量，根据 EPIA 数据， 2024 年全
球光伏新增装机容量预计达到 200.11GW，依据全球容配比 1.2，预计 2024 年新增装机容量带 来的光伏
逆变器需求将达到 166.76GW。由于光伏逆变器的寿命约为 10 年，光伏电站的寿命往往在 20 年 左右，
两者寿命期限错配，带来运营阶段对光伏逆变器的更换需求，预计到 2024 年光伏逆变器更换需求将 达到
29.82GW。我们预测未来光伏发电储能配套率将持续提升，2024 年全球光伏储能配套率将达到 6.8%，
2024 年光伏储能逆变器需求为 13.54GW。综上以上预测，2024 年预期全球光伏领域逆变器市场需求将达
到 210.11GW。基于我们对薄膜电容在光伏逆变器中的渗透率有望于 2024 年提升至 29%的预测，2024
年全球光伏领域薄膜电容市场规模将达到 21.94 亿元，2020-2024 年 CAGR 达 19.69%。


（3）新增装机叠加存量风电装机替代钽电解电容器的需求助力薄膜电容需求增长

根据 GWEC 数据，全球风力发电新增装机容量由 2010 年的 39.1GW 增长至 2019 年的 60.4GW，
CAGR 为 5%，2019 年全球风电累计装机容量达 651GW。GWEC 预测，2020-2024 年全球风电新增装
机量年复 合增速为 4.0%，2024 年全球风电累计装机容量可达 1006GW。根据 GWEC 数据，2024 年风
电新增装机 容量预计将达到 73.4GW。在存量风电装机中的铝电解电容替代需求下，我们预计渗透率将持
续提升。在262风电领域中，1MW 装机容量大约需要 3 万元的薄膜电容器。因此，我们预测 2024 年，风
电领域薄膜电容 器市场规模将达到 6.39 亿元。

阻燃环氧树脂在薄膜电容器中的应用
随着技术水平的发展，电子、家电、通讯等多个行业更新换代周期越来越短，而薄膜
电容器凭借其良好的电工性能和高可靠性，成为推动上述行业更新换代不可或缺的电子
元件。未来几年随着数字化、信息化、网络化建设进一步发展和国家在电网建设、电气
化铁路建设、节能照明、混合动力汽车等方面的加大投入以及消费类电子产品的升级，
薄膜电容器的市场需求将进一步呈现快速增长的趋势。同时对薄膜电容器不但提出了更
高的质量要求，而且也为它制定了更严格的安全技术规范，不仅要求它具有耐高湿热和
高强度等技术特性，而且还必须具有良好的阻燃性。这实际上就是要作为薄膜电容器保
护层的环氧树脂包封胶必须适应这些更苛刻的条件。

薄膜电容器

什么是环氧树脂

环氧树脂(EP)是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，活泼的
环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。之所以引起人们的重视，是由于
环氧树脂及其固化物是热固性树脂中综合性能最好的：

（1）它有优良的物理机械性能、电绝缘性，固化收缩率小；

（2）稳定性好，固化后的环氧树脂主链是醚键和苯环，三维交联结构致密又封闭，因
此它耐酸、耐碱及多种介质；

（3）粘结强度高，尤其是环氧基团能与固化剂作用交联生成大分子，具有很强的内聚力；

（4）原料容易取得，制造技术并不复杂，设备也比较简单且工艺性好；

（5）使用方便，能作为涂料，电气绝缘材料，胶粘剂浇注料，灌封料，包封料及玻璃钢
等，用途十分广泛，在国民经济各领域中起着不可缺少的重要作用。

通用型环氧树脂结构示意图

但是普通型环氧树脂的极限氧指数仅为19.8%左右，其易燃性及离火后的持续自燃容易引
发火灾，作为电子电器领域的基础材料使用时，难以满足实际的阻燃要求，必须进行阻燃
处理。

环氧树脂的阻燃改性

环氧树脂达到阻燃有两种方法，一般可分为“复合型”和“结构型”两种。

2.1、复合型阻燃环氧树脂

复合型阻燃环氧树脂是指在环氧树脂中加入各种不参与固化反应的阻燃添加剂，从而使材
料具有阻燃性能，具有工艺简便、成本低廉、原料来源较为广泛和操作方便等特点。目前
使用的添加型阻燃剂可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。常用的无机阻燃剂有氢氧化铝、氢
氧化镁、膨化物、三氧化二锑、红磷等。有机阻燃剂包括有机卤系（如氯化石蜡、四溴双
酚A、十溴二苯醚等）和有机磷系阻燃剂（如磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、三（氯乙基）
磷酸酯等）。

（1）无机阻燃剂

颇具代表性的金属基氢氧化物，性能稳定，价廉低毒，具有阻燃和抑烟作用，是环氧树脂
的常用阻燃剂，但其用量必须较大，如加入质量分数44.2%的氢氧化铝时，阻燃环氧树脂
的氧指数可达28.2%。红磷和氢氧化铝复配使用时能提高环氧树脂的阻燃效果，同时大幅
降低氢氧化铝的用量。

（2）有机卤系

有机卤系阻燃剂是应用十分普遍的一种阻燃剂，其添加量相对比较少，且阻燃效率较高，
尤其是溴系阻燃剂。但溴系阻燃剂存在的严重缺点是使被阻燃基材的抗紫外线稳定性降低
，且其对人类健康和环境存在着严重的威胁，故在使用中将逐步被其他低毒、无公害的无
机阻燃剂和有机磷系阻燃剂所取代。


（3）有机磷系

有机磷系阻燃剂是近年来发展较快的一种高性能阻燃剂，兼具阻燃和增塑的功能，拥有较
低的毒副作用及较好的阻燃效果，应用较为广泛，是今后主要发展的非卤新型阻燃剂。

2.2 结构型阻燃环氧树脂

由于大比例添加型阻燃剂的使用一方面会影响材料的机械性能，另一方面在固化和使用过
程中，阻燃剂的迁移会导致阻燃效果逐渐降低，呈现不稳定的阻燃状态。为此，考虑将具
有阻燃功效的反应性单体或固化剂作为制备环氧树脂的原理，将阻燃元素导入环氧树脂的
分子结构，使最终的环氧树脂具有长效、稳定的阻燃性能，且可以保持树脂原有的热力学
性能，如玻璃化转变温度，力学机械性能等。分子结构中带有一定数量的卤素、硅或磷元
素的功能单体都可以考虑作为反应单体和固化剂。

（1）阻燃功能单体原料

这类有阻燃功能单体合成的结构型阻燃环氧树脂，由于分子结构中含有大量的卤素、硅、
磷等阻燃元素，因而这类环氧树脂的阻燃性能极好。如以四溴双酚A替代普通双酚A作为
环氧树脂的反应原料，制备出高分子量的溴化环氧树脂，具有稳定性好、阻燃性能高的
特性。

（2）阻燃固化剂

将卤、硅、磷元素等具有阻燃功能的元素引入普通固化剂的分子结构中，如二氯代顺酐、
四溴苯酐、含磷胺类、含有胺基的磷酸及磷酸的酰胺等，或者通过分子设计直接合成具
有阻燃功能的新型固化剂都是值得关注的研究方向。