脈沖電容器能夠把一個小功率電源在較長時間間隔內對電容器的充電能量儲存起來，在需要的某一瞬間，在極短的時間間隔內將所儲存的能量迅速釋放出來，形成強大的沖擊電流和強大的沖擊功率。

脈沖電容器特點

以金屬化聚丙烯膜作介質，用高壓絕緣材料密封，絕緣外殼。具有電性能優良、可靠性好、耐高溫、體積小、容量大和良好自愈性能。

脈沖電容器用途

脈沖電容器用于沖擊電壓發生器和沖擊電流發生器及振蕩回路等高壓試驗裝置，此外還可用于電磁成型、液電成型、液電破碎，儲能焊接，海底探礦以及生產高溫等離子超強沖擊磁場，強沖擊光源、激光等裝置中。

高儲能密度脈沖電容器的研究

高儲能密度脈沖電容器現廣泛應用于脈沖電源、醫療器械、電磁武器、粒子加速器及環保等領域，儲能脈沖電容器經歷了紙/鋁箔結構、紙膜結構、金屬化電極結構的發展歷程，其儲能密度由幾十J/L升至近kJ/T，實驗室樣品達到2～3kJ/L。電容器儲能密度每一次大的提高均伴隨著新材料或者工藝的應用：浸漬劑從紙介電容器的礦物油至金屬化膜電容器的菜籽油;電極從鋁箔至金屬化蒸鍍層再至分割式金屬化電極;介質從紙至紙膜至全膜再至復合膜。在高儲能密度電容器技術上領先的美國Aerovox，Inc.和MaxwellEnergyProductsInc.已將研究新型的介質膜作為開發下一代儲能電容器的重點。

早期的儲能電容器

20世紀60年代儲能脈沖電容器的設計采用鋁箔/紙浸漬礦物油的結構，紙厚約8～20μm，通常為3～6層，以錯開紙上的電弱點（～10個/m3）。通常采用激光切割鋁箔的方法以降低電極邊緣毛刺的影響;采用鋁箔突出式的引線結構以保證較大的通流能力;通過提高浸漬所采用的礦物油的芳香度指數來改善電容器抗局部放電的能力。其電容器的儲能密度～75J/L（～50J/kg）。增加介質的厚度可以提高電容器工作電壓，但電極間電場強度隨之升高，電極邊緣的電場畸變和局部放電也越嚴重。脈沖儲能電容器工作電壓通常《12kV。一般采用內串式鋁箔突出的結構（見圖1）以提高工作電壓。

用蓖麻油作浸漬劑是一大改進，其優點是介電常數高（4.6）且吸氣和耐電弧性能好，缺點是粘度高使浸漬時間延長，且高溫時介質損耗大。鋁箔/紙結構儲能電容器80年代儲能密度達到400J/kg

自愈式高儲能密度電容器

金屬化蒸鍍技術在20世紀70年代應用于儲能電容器。金屬化膜電容器的電極是由蒸鍍到有機薄膜上的很薄一層金屬（通常為鋁或鋅鋁）組成，其厚度僅20～100nm。膜在生產過程中存在的缺陷或雜質，該處耐電強度低于周圍，稱其為電弱點。隨著外施電壓的升高，電弱點處的薄膜先被擊穿形成放電通道，放電電流引起局部高溫，擊穿點處的極薄金屬

層受熱迅速蒸發、向外擴散并使絕緣恢復，因局部的擊穿不影響到整個電容器，故稱該過程為“自愈”（原理見圖2）。自愈過程受外施電壓、試品電容量、金屬層厚度等因素的影響，耗散的能量級通常為μJ～mJ。自愈面積通常為幾mm2～cm2，自愈后的電容器可繼續工作。自愈中化學反應生成的少量氣體、水及碳等物質會對電容器的一些電氣參數如絕緣電阻和介質損耗產生不利影響，但除非發生大面積的自愈，通常很微弱，金屬化膜電容器工作時其電容量會逐漸下降，下降》5%后降速驟增且電容器絕緣電阻驟減，故將電容量下降5%作為電容器壽命終結的指標。

金屬化膜電容器有效地防止了單個電弱點引起的電容器失效，使用壽命大為延長，電極體積/重量的減小也大幅度提高了儲能密度。但薄電極結構和端部噴金的連接形式限制了通流能力，故不能應用于大電流陡脈沖放電（ns～μs級）領域。加厚電極邊緣及改進端部噴金可提高端部通流能力。金屬化膜電容器近年來在緩脈沖放電（ms級）領域得到廣泛應用，如醫療用心臟起搏器及電磁發射武器等。

除聚丙烯薄膜外，聚酯、聚碳酸酯、聚偏二氟乙烯等薄膜材料也在金屬化電容器上得到了應用。尤其聚偏二氟乙烯膜介電常數達11，可使電容器儲能密度達到很高的水平。但其為強極性介質，介電常數隨頻率變化較大，電容器放電效率相對較低，且成本很高。故聚偏二氟乙烯電容器僅用于軍用電磁發射武器等特殊領域。

Maxwell、Averovox和ABB公司在高儲能密度金屬化膜電容器的研究、開發和生產上處于領先水平。Maxwell公司1991年為美國軍方提供的52MJ自愈式電容器庫，單臺電容器參數206μF，24kV，50kJ，儲能密度930J/L，設計壽命5000次充放電。Averovox公司與美國利夫莫國家實驗室合作為美國國家點火裝置研究的KM型金屬化Kraft紙電容器儲能密度770J/L，金屬化聚丙烯膜電容器儲能密度》850J/L。Maxwell公司為NIF提供的CM型金屬化膜電容器儲能密度達840J/L，壽命》20000次。