Capacitores de polímero sólido utilizam um polímero condutor sólido e quimicamente estável como eletrólito, o que elimina uma das principais vulnerabilidades dos capacitores eletrolíticos de alumínio convencionais: a degradação do eletrólito à base de líquido. Os capacitores tradicionais dependem de um eletrólito que pode evaporar, vazar ou quebrar quimicamente quando exposto à umidade. Isto representa riscos de confiabilidade, especialmente em ambientes operacionais úmidos ou corrosivos. Por outro lado, o polímero sólido dentro de um capacitor de polímero sólido é inerentemente não volátil e não evaporativo, o que significa que não se degrada devido à exposição à umidade ou ao ar ao longo do tempo. Isso o torna altamente resistente a alterações na capacitância ou na resistência em série equivalente (ESR), que de outra forma ocorreriam à medida que o eletrólito se quebrasse. Como não há conteúdo líquido, a probabilidade de ressecamento, formação de arco interno ou desvio de desempenho devido à umidade atmosférica é praticamente eliminada.
O projeto dos capacitores de polímero sólido inclui métodos robustos de encapsulamento usando resinas de alta qualidade, compostos de encapsulamento à base de epóxi ou corpos de resina moldados, que fornecem uma primeira barreira crítica à umidade externa. Além desses invólucros primários, os fabricantes aplicam vedação hermética ao redor da base do capacitor, onde as terminações dos condutores saem do corpo. Isso ajuda a bloquear a entrada de umidade por ação capilar – uma das rotas mais comuns para a entrada de contaminantes ambientais nos componentes eletrônicos. Alguns projetos incorporam recipientes de metal com extremidades soldadas a laser ou seladas por crimpagem e podem incluir juntas resistentes à umidade ou vedações de polímero. Essa abordagem de vedação em camadas garante que mesmo em ambientes com alta umidade ou propensos à condensação – como eletrônicos externos, aplicações em clima úmido ou instalações costeiras – o capacitor mantenha sua integridade física e elétrica durante longos períodos de serviço.
Outra camada de proteção nos capacitores de polímero sólido vem do uso de materiais internos resistentes à corrosão. Os ânodos são normalmente feitos de alumínio de alta pureza ou tântalo com camadas dielétricas de óxido que são autopassivantes. Essas camadas evitam reações químicas que podem ser desencadeadas por vestígios de umidade ou contaminantes atmosféricos. O polímero condutor em si é quimicamente inerte e tem baixa permeabilidade ao oxigênio e à umidade, o que significa que não contribui para a corrosão interna ou migração de íons. Os fabricantes tratam as superfícies internas com revestimentos anticorrosivos ou usam polímeros resistentes à oxidação que permanecem estáveis em ambientes úmidos. Esta resiliência química garante que, mesmo em uso prolongado sob condições ambientais úmidas ou corrosivas, as estruturas internas dos eletrodos não sofrerão a ruptura eletroquímica que pode levar à falha de desempenho ou ao aumento da ESR.
Os capacitores de polímero sólido são extensivamente testados quanto à estabilidade sob exposição simultânea a alta umidade e temperaturas elevadas, em condições como 85°C a 85% de umidade relativa por 1.000 a 2.000 horas. Embora os capacitores eletrolíticos tradicionais possam sofrer vaporização de eletrólitos, hidrólise ou formação de ácido nessas condições - levando a inchaço, vazamento ou perda dielétrica - os polímeros sólidos permanecem quimicamente estáveis e não se decompõem em subprodutos corrosivos. O eletrólito de polímero condutor foi projetado para ser termicamente resiliente e quimicamente inerte, resistindo à formação de caminhos condutores ou à evolução de gás que comprometeriam o isolamento interno ou causariam aumento de pressão. Como resultado, esses capacitores mantêm tolerâncias elétricas rígidas mesmo quando sujeitos a condições ambientais extremas, tornando-os ideais para drivers de LED externos, inversores de energia ou estações base de telecomunicações implantadas em climas tropicais ou subtropicais.
