Un condensatore elettrolitico è un tipo di dispositivo di accumulo elettrico che utilizza una soluzione elettrolitica come uno o entrambi i suoi conduttori. Le particelle chimiche cariche chiamate ioni conducono l’elettricità in una soluzione elettrolitica. I condensatori standard sono composti da due conduttori metallici separati da un isolante chiamato dielettrico. L’utilizzo di una soluzione elettrolitica come conduttore aumenta efficacemente la sua superficie, consentendo di immagazzinare una carica maggiore rispetto ai condensatori standard della stessa dimensione. I condensatori elettrolitici sono spesso utilizzati nei filtri di alimentazione, immagazzinando l’elettricità necessaria per mitigare le fluttuazioni in uscita.
Il conduttore metallico di un condensatore elettrolitico è costituito da una lamina sottile. Il dielettrico è un ossido di questo metallo stratificato sulla lamina mediante un processo elettrochimico chiamato anodizzazione. Solo alcuni metalli supportano questo processo e l’alluminio e il tantalio sono i più utilizzati. La lamina con uno strato dielettrico forma l’anodo, o percorso di ingresso, per una corrente elettrica. La soluzione elettrolitica e un pezzo di pellicola non isolata costituiscono il catodo, o percorso di uscita, per una corrente elettrica.
Un condensatore elettrolitico in alluminio è costituito da un foglio di alluminio di elevata purezza. L’area superficiale effettiva della lamina viene aumentata mediante incisione prima che venga generato lo strato dielettrico di ossido di alluminio. Uno strato di carta assorbente viene posto tra le lamine di anodo e catodo, quindi il tutto viene arrotolato in una bobina. I connettori pin sono collegati e la struttura è inserita in un involucro di alluminio. Il dispositivo viene quindi immerso in un bagno elettrolitico, solitamente una soluzione di acido borico o borato di sodio, bagnando accuratamente gli strati di lamina e carta.
I condensatori elettrolitici al tantalio sono stati originariamente prodotti in modo simile alla versione in alluminio, con la notevole differenza che l’elettrolita era una soluzione di acido solforico. Viene ora prodotto un condensatore al tantalio solido anziché umido. Poiché i condensatori al tantalio sono molto più costosi dell’alluminio, sono generalmente disponibili solo in versioni piccole e a bassa tensione per dispositivi elettronici come i telefoni cellulari.
Il sottile strato di ossido dielettrico è generato da un processo elettrolitico molto simile a quello impiegato nel normale utilizzo del condensatore. I danni al dielettrico di un condensatore elettrolitico possono autoripararsi con un uso regolare entro i parametri dichiarati. Può anche essere lentamente distrutto se non si presta attenzione alla corretta polarità o direzione del flusso di corrente.
Il design del condensatore elettrolitico consente proprietà particolarmente adatte a determinati scopi. L’uso di una soluzione elettrolitica dà loro la capacità di trattenere una carica maggiore in un volume minore. Questo ha portato anche a determinate passività. All’inizio degli anni 2000, una formulazione errata della soluzione elettrolitica utilizzata da alcuni produttori ha provocato una serie di guasti noti come la peste dei condensatori. Anche in un condensatore elettrolitico adeguatamente costruito, l’uso di una soluzione liquida li rende vulnerabili a guasti dovuti all’essiccamento.