极化电容器是具有特定正极性和负极性的电容器。在电路中使用这些电容器时，应始终注意以正确的极性连接它们。下图显示了极化电容器的分类。

让我们从电解电容器开始讨论。

电解电容器

电解电容器是电容器，其名称表示使用了某种电解质。它们是具有特定极性的阳极(+)和阴极(-)的极化电容器。

通过阳极氧化在其上形成绝缘氧化层的金属称为阳极。覆盖氧化物层表面的固体或非固体电解质用作阴极。电解电容器由于其较大的阳极表面和较薄的介电氧化物层而具有比其他电容器更高的电容电压(CV)值。

铝电解电容器

铝电解电容器是电解电容器中最常见的类型。在这些电极中，具有蚀刻表面的纯铝箔充当阳极。厚度为几微米的金属薄层充当扩散阻挡层，它位于两种金属之间以实现电隔离。因此，扩散阻挡层充当电介质。电解质用作覆盖氧化物层的粗糙表面的阴极。

下图显示了可用的各种尺寸的铝电解电容器的图像。

根据电解质的不同，可以使用三种类型的铝电解电容器。他们是-

• 湿铝电解电容器(非固体)
• 二氧化锰铝电解电容器(固体)
• 聚合物铝电解电容器(固体)

这些铝电解电容器的主要优点是，即使在市电频率下，它们的阻抗值也很低，而且价格便宜。这些主要用于电源电路，SMPS (开关电源)和DC-DC转换器。

钽电解电容器

这些是另一种类型的电解电容器，其阳极由钽制成，其上形成非常薄的绝缘氧化物层。该层充当电介质，电解质充当覆盖氧化物层表面的阴极。

下图显示了钽电容器的外观。

钽提供高介电常数的介电层。钽的单位体积电容高，重量轻。但是，由于经常无法使用钽，因此它们比铝电解电容器更昂贵。

铌电解电容器

铌电解电容器是另一种类型的电解电容器，其中将钝化的铌金属或一氧化铌视为阳极，并在阳极上添加绝缘的五氧化二铌层，使其充当电介质。将固体电解质置于用作阴极的氧化物层的表面上。下图显示了铌电容器的外观。

铌电容器通常作为SMD(表面安装设备)片状电容器提供。这些很容易安装在PCB中。这些电容器应在理想的极性下工作。任何高于规定值的反向电压或纹波电流最终都会损坏电介质和电容器。

超级电容器

具有比其他电容器高得多的电容值的高容量电化学电容器被称为超级电容器。这些可以归类为位于电解电容器和可充电电池之间的组。这些也称为超级电容器。

这些电容器有很多优点，例如-

• 它们具有高电容值。
• 他们可以更快地存储和交付费用。
• 它们可以处理更多的充电和放电周期。

这些电容器有许多应用，例如-

• 它们用于汽车，公共汽车，火车，电梯和起重机。
• 它们用于再生制动。
• 它们用于内存备份。

超级电容器的类型为双层，伪和混合电容器。

双层电容器

双层电容器是静电电容器。根据双层原理，在这些电容器中完成电荷沉积。

• 当放置在液体中时，所有固体物质在表层均带负电荷。

• 这是由于液体的高介电系数。

• 所有的正离子都靠近固体材料的表面以形成皮肤。

• 随着距离的增加，正离子在固体材料附近的沉积会变得更松散。

• 由于阴离子和阳离子的沉积而在该表面上产生的电荷导致一定的电容值。

这种双层现象也称为亥姆霍兹双层。下图说明了在电容器充电和放电时双层现象的过程。

这些电容器简称为双电层电容器(EDLC)。他们使用碳电极来实现导电电极表面和电解质之间的电荷分离。碳充当电介质，另外两个充当阳极和阴极。电荷分离比常规电容器小得多。

伪电容器

这些电容器遵循电化学过程来沉积电荷。这也称为法拉第过程。在电极上，当某些化学物质还原或氧化时，会产生一些电流。在这样的过程中，这些电容器通过电极与电解质之间的电子转移来存储电荷。这就是伪电容器的工作原理。

它们的充电速度更快，并且可以像电池一样存储电荷。它们以更快的速度运行。它们与电池串联使用以提高使用寿命。这些用于电网应用中以处理功率波动。

混合电容器

混合电容器是EDLC和伪电容器的组合。在混合电容器中，活性炭用作阴极，而预掺杂的碳材料用作阳极。锂离子电容器是这种类型的常见示例。下图显示了不同类型的混合电容器。

它们在-55°C至200°C的宽温度范围内具有较高的耐受性。混合电容器还用于机载应用。尽管成本很高，但是这些电容器还是高度可靠且紧凑的。这些产品坚固耐用，可以承受来自环境的极端冲击，振动和压力。混合电容器比任何电解电容器具有更高的能量密度和更高的比功率。