Condensateurs polymères solides utilisent un polymère conducteur solide et chimiquement stable comme électrolyte, ce qui élimine l'une des principales vulnérabilités des condensateurs électrolytiques en aluminium conventionnels : la dégradation de l'électrolyte à base de liquide. Les condensateurs traditionnels reposent sur un électrolyte qui peut s'évaporer, fuir ou se décomposer chimiquement lorsqu'il est exposé à l'humidité. Cela présente des risques de fiabilité, en particulier dans des environnements d'exploitation humides ou corrosifs. En revanche, le polymère solide à l’intérieur d’un condensateur polymère solide est intrinsèquement non volatil et non évaporatif, ce qui signifie qu’il ne se dégrade pas en raison de l’exposition à l’humidité ou à l’air au fil du temps. Cela le rend très résistant aux changements de capacité ou de résistance série équivalente (ESR), qui se produiraient autrement lorsque l'électrolyte se décompose. Comme il n'y a aucun contenu liquide, la probabilité de dessèchement, d'arc interne ou de dérive de performance due à l'humidité atmosphérique est pratiquement éliminée.
La conception des condensateurs polymères solides comprend des méthodes d'encapsulation robustes utilisant des résines de haute qualité, des composés d'enrobage à base d'époxy ou des corps en résine moulée, qui constituent une première barrière essentielle contre l'humidité externe. En plus de ces boîtiers primaires, les fabricants appliquent une étanchéité hermétique autour de la base du condensateur, là où les terminaisons de plomb sortent du corps. Cela aide à bloquer la pénétration de l'humidité par action capillaire, l'une des voies les plus courantes par lesquelles les contaminants environnementaux pénètrent dans les composants électroniques. Certaines conceptions intègrent des bidons métalliques avec des extrémités soudées au laser ou scellées par sertissage et peuvent inclure des joints résistants à l'humidité ou des joints en polymère. Cette approche d'étanchéité en couches garantit que même dans des environnements très humides ou sujets à la condensation, tels que les appareils électroniques extérieurs, les applications à climat humide ou les installations côtières, le condensateur conserve son intégrité physique et électrique pendant des durées de service prolongées.
Une autre couche de protection des condensateurs polymères solides provient de l'utilisation de matériaux internes résistants à la corrosion. Les anodes sont généralement fabriquées à partir d'aluminium ou de tantale de haute pureté avec des couches diélectriques d'oxyde auto-passivantes. Ces couches empêchent les réactions chimiques qui peuvent être déclenchées par des traces d'humidité ou des contaminants atmosphériques. Le polymère conducteur lui-même est chimiquement inerte et présente une faible perméabilité à l'oxygène et à l'humidité, ce qui signifie qu'il ne contribue pas à la corrosion interne ou à la migration des ions. Les fabricants traitent les surfaces internes avec des revêtements anticorrosion ou utilisent des polymères résistants à l'oxydation qui restent stables dans les environnements humides. Cette résilience chimique garantit que même en cas d'utilisation prolongée dans des conditions ambiantes humides ou corrosives, les structures internes des électrodes ne subiront pas de dégradation électrochimique pouvant entraîner une défaillance des performances ou une augmentation de l'ESR.
La stabilité des condensateurs polymères solides est largement testée sous une exposition simultanée à une humidité élevée et à des températures élevées, dans des conditions telles que 85 °C à 85 % d'humidité relative pendant 1 000 à 2 000 heures. Alors que les condensateurs électrolytiques traditionnels peuvent souffrir de vaporisation d'électrolyte, d'hydrolyse ou de formation d'acide dans ces conditions, entraînant un gonflement, une fuite ou une perte diélectrique, les polymères solides restent chimiquement stables et ne se décomposent pas en sous-produits corrosifs. L'électrolyte polymère conducteur est conçu pour être thermiquement résilient et chimiquement inerte, résistant à la formation de chemins conducteurs ou à un dégagement de gaz qui compromettrait l'isolation interne ou provoquerait une accumulation de pression. En conséquence, ces condensateurs maintiennent des tolérances électriques strictes même lorsqu'ils sont soumis à des conditions environnementales extrêmes, ce qui les rend idéaux pour les pilotes de LED extérieurs, les onduleurs ou les stations de base de télécommunications déployés dans des climats tropicaux ou subtropicaux.
