东丽开发 150℃ 耐热电容器薄膜，使配备 SiC 的逆变器变得更小、更轻

2024 年 12 月 15 日，日本东丽公司宣布开发出一种高压电容器的薄膜，该薄膜具有高耐热性，可在150℃下运行。该薄膜加速了紧凑、高可靠性耐热电容器的商业化，并通过简化配备碳化硅（SiC）功率半导体的逆变器的冷却机制，有助于小型化和轻量化。未来东丽会继续进行该薄膜的样片工作，并考虑量产。

为了实现脱碳社会，正在推动电动汽车（EV）和燃料电池汽车（FCV）等电动汽车的普及。所有电动汽车均由电机驱动，稳定控制电路（逆变器）运行的主要元件是薄膜电容器。聚丙烯(PP)薄膜电容器具有优异的特性，例如薄膜的小型化、减少电力负载的低损耗以及以高耐压为代表的高可靠性等优异特性，被用于汽车薄膜电容器。东丽在汽车电容器用PP薄膜方面占有全球第一的份额。

近年来，车载逆变器已开始使用能量损耗低且可在高温下工作的SiC功率半导体，并且正在考虑简化半导体冷却机制以使其更小、更轻。

为了顺应这一趋势，东丽正在研究通过将外围部件设计为耐热至150°C，从而使整个逆变器机构实现超小型和轻量化。例如，未来预计规模扩大的飞行汽车，通过从水冷改为风冷，预计重量会显着减轻。但目前的PP薄膜电容器，耐热性的提升有限，难以保证150℃的耐热性。此外，一般耐热薄膜还存在自愈性能不足以确保可靠性的问题。

东丽利用其独特的聚合物设计技术和双向拉伸技术，设计出在高温下具有高耐压性的薄膜基层。此外，通过在该基材层上层压独特设计的高自愈层薄膜，提高了可靠性。通过这些努力，东丽创造了一种耐热至150℃的高压电容器薄膜。

为了展示使用该薄膜的电容器的性能，东丽与名古屋大学未来材料与系统研究所的山本真義教授合作，在车载逆变器的实际驾驶环境中构建了一个新的电容器评估系统，并我们正在检查150℃下的性能。使用该薄膜的150°C耐热薄膜电容器可以在保持可靠性的同时提高耐热性，从而可以使配备SiC半导体的逆变器变得更小、更轻，可用于电动汽车、船舶和飞行汽车等应用。