東麗開發 150℃ 耐熱電容器薄膜，使配備 SiC 的逆變器變得更小、更輕

2024 年 12 月 15 日，日本東麗公司宣布開發出一種高壓電容器的薄膜，該薄膜具有高耐熱性，可在150℃下運行。該薄膜加速了緊湊、高可靠性耐熱電容器的商業化，并通過簡化配備碳化硅（SiC）功率半導體的逆變器的冷卻機制，有助于小型化和輕量化。未來東麗會繼續進行該薄膜的樣片工作，并考慮量產。

為了實現脫碳社會，正在推動電動汽車（EV）和燃料電池汽車（FCV）等電動汽車的普及。所有電動汽車均由電機驅動，穩定控制電路（逆變器）運行的主要元件是薄膜電容器。聚丙烯(PP)薄膜電容器具有優異的特性，例如薄膜的小型化、減少電力負載的低損耗以及以高耐壓為代表的高可靠性等優異特性，被用于汽車薄膜電容器。東麗在汽車電容器用PP薄膜方面占有全球第一的份額。

近年來，車載逆變器已開始使用能量損耗低且可在高溫下工作的SiC功率半導體，并且正在考慮簡化半導體冷卻機制以使其更小、更輕。

為了順應這一趨勢，東麗正在研究通過將外圍部件設計為耐熱至150°C，從而使整個逆變器機構實現超小型和輕量化。例如，未來預計規模擴大的飛行汽車，通過從水冷改為風冷，預計重量會顯著減輕。但目前的PP薄膜電容器，耐熱性的提升有限，難以保證150℃的耐熱性。此外，一般耐熱薄膜還存在自愈性能不足以確保可靠性的問題。

東麗利用其獨特的聚合物設計技術和雙向拉伸技術，設計出在高溫下具有高耐壓性的薄膜基層。此外，通過在該基材層上層壓獨特設計的高自愈層薄膜，提高了可靠性。通過這些努力，東麗創造了一種耐熱至150℃的高壓電容器薄膜。

為了展示使用該薄膜的電容器的性能，東麗與名古屋大學未來材料與系統研究所的山本真義教授合作，在車載逆變器的實際駕駛環境中構建了一個新的電容器評估系統，并我們正在檢查150℃下的性能。使用該薄膜的150°C耐熱薄膜電容器可以在保持可靠性的同時提高耐熱性，從而可以使配備SiC半導體的逆變器變得更小、更輕，可用于電動汽車、船舶和飛行汽車等應用。