<h3>6.1. 干涸故障</h3>
<p>干涸故障是开放的故障。干涸故障是由于内部电解液向外部蒸发引起的。蒸发是一点点发生的，要花费很长时间。要使超级电容工作，需要有最少量电解液。如果残留的电解液比最少量多，也不会对超级电容的性能产生影响。由于蒸发，小于最少量时，会引起离子不足，可以使用的电极面积将会减少。结果，容量急速下降、ESR增加，最终引起超级电容无法工作（图35）。干涸故障是开放的模式。</p>
<p>村田的超级电容为了使达到干涸故障的时间变长，设计成注入多余电解液。此外，贴装也是抑制干涸的设计（图36）。蒸发的速度和温度条件有关。换句话说，干涸故障到达时间也与温度条件有关。干涸故障到达时间请参照图37.</p>
<p><img alt="图35干涸引起容量和ESR的变化" data-entity-type="file" data-entity-uuid="43b87584-94c9-463e-80d9-05fda25f0519" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE35%E5%B9%B2%E6%B6%B8%E5%BC%95%E8%B5%B7%E5%AE%B9%E9%87%8F%E5%92%8CESR%E7%9A%84%E5%8F%98%E5%8C%96.JPG" /></p>
<p><img alt="图36为了减少干涸（电解液的蒸发）的优越封装设计" data-entity-type="file" data-entity-uuid="8017052e-3a60-4a69-b9b3-5a70b16f3acc" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE36%E4%B8%BA%E4%BA%86%E5%87%8F%E5%B0%91%E5%B9%B2%E6%B6%B8%EF%BC%88%E7%94%B5%E8%A7%A3%E6%B6%B2%E7%9A%84%E8%92%B8%E5%8F%91%EF%BC%89%E7%9A%84%E4%BC%98%E8%B6%8A%E5%B0%81%E8%A3%85%E8%AE%BE%E8%AE%A1.JPG" /></p>
<p><img alt="图37 干涸时间" data-entity-type="file" data-entity-uuid="c650443b-f6ca-4d5f-b224-f1013b0ec194" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE37%20%E5%B9%B2%E6%B6%B8%E6%97%B6%E9%97%B4.JPG" /></p>
<h3><a>6.2. <span>老化</span></a></h3>
<p><span>老化劣化会使容量慢慢变小，使</span>ESR<span>增加（图</span>38<span>）。老化是由于内部水分和电解液发生电气化学反应引起的。电气化学反应在电极表面产生生成物，这个生成物引起超级电容的性能劣化（容量降低和</span>ESR<span>增加、图</span>38<span>）。劣化是由于水分一点点渗透到电容内部，慢慢发生的，所以不会突然发生故障（图</span>38<span>）。电气化学反应的量与温度、电压有关，水分渗透也与温度和电压有关。因此，老化速度与温度和电压有关。村田的超级电容对老化劣化具有优越的耐持久性（图</span>16<span>）。通过使用合适的材料和良好的防止水分渗透的贴装设计，抑制老化劣化速度。</span></p>
<p><img alt="图38 老化造成的容量和ESR变化" data-entity-type="file" data-entity-uuid="3bdb8b24-fd0f-496a-9d13-adeb8100a4b1" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE38%20%20%E8%80%81%E5%8C%96%E9%80%A0%E6%88%90%E7%9A%84%E5%AE%B9%E9%87%8F%E5%92%8CESR%E5%8F%98%E5%8C%96.JPG" /></p>
<p>DMT334R2S474M3DTA0<span>在</span> 4.2 V / 70°C / 12,000<span>时的试验结果和</span>DMF3Z5R5H474M3DTA0<span>在</span>4.2 V / 40°C / 9,000<span>时的试验结果如图</span>39<span>和图</span>40<span>所示，可观察老化劣化，初始状态时劣化的程度很大，慢慢收敛。</span></p>
<p><span>此外，关于老化劣化，我们准备了模拟工具。详见</span>7.2<span>。</span></p>
<p><img alt="图39 DMT334R2S474M3DTA0在4.2 V / 70°C / 12,000时的容量和ESR变化" data-entity-type="file" data-entity-uuid="5e578c52-a89f-4141-8d70-062578e63faa" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE39%20DMT334R2S474M3DTA0.JPG" /></p>
<p><img alt="图40 DMF3Z5R5H474M3DTA0在4.2 V / 40°C / 9,000时的容量和ESR变化" data-entity-type="file" data-entity-uuid="fdfebd27-483e-4902-90ed-03d27b0dbfd5" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE40%20DMF3Z5R5H474M3DTA0.JPG" /></p>
<h3><a>6.3. <span lang="JA">充放电循环寿命</span></a></h3>
<p><span>村田的超级电容具有优越的充放电循环负载耐性。这与电池和锂离子电容器（混合电容器）有所不同，因为引起大幅劣化的电气化学反应不会伴随着充放电。</span><br />
<span>充放电循环试验事例如图</span>41<span>所示。</span>DMT334R2S474M3DTA0<span>以</span>0.5A電流<span>充电至</span>4.2V<span>，保持</span>3.5<span>秒，之后以</span>0.5A<span>的电流放电至</span>0V<span>保持</span>3.5<span>秒。这种充放电循环可以循环</span>100000<span>次。如图</span>41<span>所示，循环负载后容量和</span>ESR<span>几乎没有劣化。</span></p>
<p><span>由于超级电容的自发热，会使长时间循环高速充放电时的劣化进一步严重，所以请务必注意，关于自发热请参照</span>12.3<span>。</span></p>
<p><img alt="图41 DMT334R2S474M3DTA0的充放电循环试验" data-entity-type="file" data-entity-uuid="d1cfb0c4-f803-4814-b009-54a6d7ead022" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE41%20%20DMT334R2S474M3DTA0%E7%9A%84%E5%85%85%E6%94%BE%E7%94%B5%E5%BE%AA%E7%8E%AF%E8%AF%95%E9%AA%8C.JPG" /></p>
<h3><a>6.4. <span>膨胀</span></a></h3>
<p><span>长时间使用超级电容，封装可能会发生膨胀，膨胀使流入内部的水分与电解液发生电气化学反应（劣化）。</span></p>
<p>DMT334R2S474M3DTA0<span>在各种条件下，贴装膨胀和工作时间的关系事例如图</span>42<span>所示。在</span>25<span>℃和</span>55<span>℃的状态下时，</span>5<span>年后（</span>44000<span>小时后）几乎没有发生膨胀。另一方面，在</span>70<span>℃以上使用时，电压越高膨胀越厉害。</span></p>
<p><span>图</span>43<span>是</span>DMF3Z5R5H474M3DTA0<span>的事例。持续在</span>40<span>℃以下</span>3.0V<span>的状态下使用时，</span>5<span>年后（</span>44000<span>小时后）几乎没有膨胀。另一方面，持续在</span>70<span>℃以下</span>4.2V<span>以上状态下使用时，</span>1000<span>小时后产生</span>1mm<span>的膨胀。特别是</span>DMF3Z5R5H474M3DTA0<span>，发生了</span>1.25mm以上<span>的膨胀时，封装有可能损坏，所以请注意。（例：</span>5V 60℃<span>的状态下使用</span>1,000<span>小时后的膨胀是</span>1.25mm<span>）。</span></p>
<p><span>产品设计时，请将膨胀考虑在内进行设计。关于其他品名尽请咨询。</span></p>
<p><img alt="图42 贴装的膨胀和使用时间（DMT334R2S474M3DTA0）" data-entity-type="file" data-entity-uuid="138591af-908b-4b9f-9f94-0e944738f12d" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE42%20%E8%B4%B4%E8%A3%85%E7%9A%84%E8%86%A8%E8%83%80%E5%92%8C%E4%BD%BF%E7%94%A8%E6%97%B6%E9%97%B4%EF%BC%88DMT334R2S474M3DTA0%EF%BC%89_0.JPG" /></p>
<p><img alt="图43 贴装的膨胀和使用时间（DMF3Z5R5H474M3DTA0）" data-entity-type="file" data-entity-uuid="99ccf138-7e2b-46e7-a218-7a4ca8255c47" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE43%20%E8%B4%B4%E8%A3%85%E7%9A%84%E8%86%A8%E8%83%80%E5%92%8C%E4%BD%BF%E7%94%A8%E6%97%B6%E9%97%B4%EF%BC%88DMF3Z5R5H474M3DTA0%EF%BC%89.JPG" /></p>
<h3><a>6.5. <span lang="JA">考虑可靠性时</span></a></h3>
<p><span>超级电容使用时，需要考虑老化劣化和干涸故障。但是实际上这两个不会同时发生。干涸故障发生前，只会发生老化劣化（图</span>44<span>）。在使用温度条件下充分确认干涸时间时，请先确认图</span>37<span>的指标。接下来，为了充分确认使用电压和温度条件下的超级电容性能，请利用本公司的模拟工具（详请参考</span>7.2<span>）。</span></p>
<p><img alt="图44 实际的容量和ESR变化" data-entity-type="file" data-entity-uuid="9c3b044b-f3cc-4b3d-a149-f46d61f2704e" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE44%20%20%E5%AE%9E%E9%99%85%E7%9A%84%E5%AE%B9%E9%87%8F%E5%92%8CESR%E5%8F%98%E5%8C%96.JPG" /></p>