Feste Polymerkondensatoren verwenden ein chemisch stabiles, festes leitfähiges Polymer als Elektrolyt, das eine der Hauptanfälligkeiten herkömmlicher Aluminium-Elektrolytkondensatoren beseitigt: die flüssigkeitsbasierte Elektrolytverschlechterung. Herkömmliche Kondensatoren basieren auf einem Elektrolyten, der verdampfen, auslaufen oder sich chemisch zersetzen kann, wenn er Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Dies birgt Zuverlässigkeitsrisiken, insbesondere in feuchten oder korrosiven Betriebsumgebungen. Im Gegensatz dazu ist das feste Polymer im Inneren eines Festpolymerkondensators von Natur aus nicht flüchtig und verdunstet nicht, was bedeutet, dass es im Laufe der Zeit nicht durch Einwirkung von Feuchtigkeit oder Luft abgebaut wird. Dadurch ist es äußerst widerstandsfähig gegenüber Änderungen der Kapazität oder des äquivalenten Serienwiderstands (ESR), die andernfalls beim Abbau des Elektrolyten auftreten würden. Da kein Flüssigkeitsgehalt vorhanden ist, ist die Gefahr von Austrocknung, internem Lichtbogen oder Leistungsabfall aufgrund von Luftfeuchtigkeit praktisch ausgeschlossen.
Das Design von Festpolymerkondensatoren umfasst robuste Verkapselungsmethoden mit hochwertigen Harzen, Vergussmassen auf Epoxidbasis oder geformten Harzkörpern, die eine wichtige erste Barriere gegen äußere Feuchtigkeit bilden. Zusätzlich zu diesen Primärgehäusen wenden die Hersteller eine hermetische Abdichtung rund um die Basis des Kondensators an, wo die Leitungsanschlüsse aus dem Gehäuse austreten. Dadurch wird das Eindringen von Feuchtigkeit durch Kapillarwirkung verhindert – einer der häufigsten Wege, über die Umweltschadstoffe in elektronische Komponenten gelangen. Einige Designs umfassen Metallkanister mit lasergeschweißten oder mit Bördelnähten versiegelten Enden und können feuchtigkeitsbeständige Dichtungen oder Polymerdichtungen enthalten. Dieser mehrschichtige Dichtungsansatz stellt sicher, dass der Kondensator selbst in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit oder Kondensation – wie z. B. in der Außenelektronik, bei Anwendungen in feuchtem Klima oder bei Installationen an der Küste – seine physische und elektrische Integrität über längere Betriebszeiten hinweg beibehält.
Eine weitere Schutzschicht bei Festpolymerkondensatoren ergibt sich aus der Verwendung korrosionsbeständiger Innenmaterialien. Die Anoden bestehen typischerweise aus hochreinem Aluminium oder Tantal mit dielektrischen Oxidschichten, die selbstpassivierend sind. Diese Schichten verhindern chemische Reaktionen, die durch Spuren von Feuchtigkeit oder atmosphärischen Verunreinigungen ausgelöst werden können. Das leitfähige Polymer selbst ist chemisch inert und weist eine geringe Sauerstoff- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit auf, was bedeutet, dass es nicht zur inneren Korrosion oder Ionenmigration beiträgt. Hersteller behandeln die Innenflächen mit Korrosionsschutzbeschichtungen oder verwenden oxidationsbeständige Polymere, die in feuchten Umgebungen stabil bleiben. Diese chemische Widerstandsfähigkeit stellt sicher, dass die internen Elektrodenstrukturen selbst bei längerem Einsatz unter feuchten oder korrosiven Umgebungsbedingungen keinen elektrochemischen Zusammenbruch erleiden, der zu Leistungseinbußen oder erhöhtem ESR führen kann.
Feste Polymerkondensatoren werden ausgiebig auf Stabilität bei gleichzeitiger Einwirkung hoher Luftfeuchtigkeit und erhöhten Temperaturen getestet, unter Bedingungen wie 85 °C bei 85 % relativer Luftfeuchtigkeit für 1000–2000 Stunden. Während herkömmliche Elektrolytkondensatoren unter diesen Bedingungen unter Elektrolytverdampfung, Hydrolyse oder Säurebildung leiden können, was zu Schwellung, Undichtigkeit oder dielektrischem Verlust führt, bleiben feste Polymere chemisch stabil und zerfallen nicht in korrosive Nebenprodukte. Der leitfähige Polymerelektrolyt ist thermisch belastbar und chemisch inert und widersteht der Bildung leitfähiger Pfade oder Gasentwicklung, die die interne Isolierung beeinträchtigen oder einen Druckaufbau verursachen würden. Dadurch halten diese Kondensatoren selbst bei extremen Umwelteinflüssen enge elektrische Toleranzen ein, was sie ideal für LED-Treiber im Freien, Wechselrichter oder Telekommunikationsbasisstationen macht, die in tropischen oder subtropischen Klimazonen eingesetzt werden.
