ด้วยการขยายตัวอย่างต่อเนื่องของความต้องการพลังงานใหม่ คาดว่าตลาดตัวเก็บประจุแบบฟิล์มของจีนจะเข้าสู่ช่วงการเติบโตสูงอีกครั้งในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ฟิล์มโพลีโพรพีลีน ซึ่งเป็นวัสดุหลักของตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม ยังคงมีช่องว่างระหว่างอุปทานและอุปสงค์ที่ขยายตัวอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากความต้องการที่ขยายตัวอย่างรวดเร็วและการปล่อยกำลังการผลิตที่ช้า บทความในสัปดาห์นี้จะพิจารณาถึงวัสดุหลักของตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม นั่นคือ ฟิล์มโพลีโพรพีลีน (ฟิล์ม PP)

ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 ฟิล์มไฟฟ้าโพลีโพรพีลีนกลายเป็นหนึ่งในสามฟิล์มไฟฟ้าหลัก เนื่องจากคุณสมบัติทางไฟฟ้าและกระบวนการผลิตที่เป็นเอกลักษณ์ รวมถึงประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่ยอดเยี่ยม และถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมตัวเก็บประจุไฟฟ้า ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 การผลิตตัวเก็บประจุฟิล์มโพลีโพรพีลีนเคลือบโลหะได้เริ่มต้นขึ้นแล้วในประเทศที่พัฒนาแล้วในยุโรปและอเมริกา ในขณะที่จีนยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาตัวเก็บประจุฟิล์มโพลีโพรพีลีนเคลือบโลหะ จนกระทั่งมีการนำเข้าเทคโนโลยีการผลิตตัวเก็บประจุฟิล์มโพลีโพรพีลีนเคลือบโลหะและอุปกรณ์สำคัญ ทำให้เรามีตัวเก็บประจุฟิล์มโพลีโพรพีลีนเคลือบโลหะอย่างแท้จริง

มาทำความรู้จักกับการใช้ฟิล์มโพลีโพรพีลีนในตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม และคำแนะนำโดยสังเขปกัน ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มโพลีโพรพีลีนจัดอยู่ในกลุ่มตัวเก็บประจุแบบฟิล์มอินทรีย์ ตัวกลางคือฟิล์มโพลีโพรพีลีน ขั้วไฟฟ้ามีทั้งแบบโลหะและแบบฟิล์มโลหะ แกนกลางของตัวเก็บประจุห่อหุ้มด้วยเรซินอีพ็อกซีหรือหุ้มด้วยพลาสติกและโลหะ ตัวเก็บประจุโพลีโพรพีลีนที่ทำจากฟิล์มโลหะเรียกว่าตัวเก็บประจุแบบฟิล์มโพลีโพรพีลีนเคลือบโลหะ ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม ฟิล์มโพลีโพรพีลีนเป็นเรซินเทอร์โมพลาสติกที่ผลิตโดยการพอลิเมอไรซ์โพรพีลีน โดยทั่วไปจะหนา แข็งแรง และมีความแข็งแรงดึงสูงกว่า สามารถใช้สำหรับฟิล์มเรือนกระจก ถุงรับน้ำหนัก ฯลฯ โพลีโพรพีลีนเป็นพอลิเมอร์ที่ไม่เป็นพิษ ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส สีขาวขุ่น มีผลึกสูง และมีความหนาแน่นเพียง 0.90-0.91 กรัม/ซม³ เป็นพลาสติกชนิดที่เบาที่สุดชนิดหนึ่งที่มีอยู่ สารนี้มีความเสถียรต่อน้ำสูงมาก อัตราการดูดซับน้ำเพียง 0.01% และมีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 80,000-150,000

ฟิล์มโพลีโพรพีลีนเป็นวัสดุหลักของตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม วิธีการผลิตตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเรียกว่าฟิล์มเคลือบโลหะ ซึ่งทำโดยการระเหยโลหะบางๆ บนฟิล์มพลาสติกเป็นอิเล็กโทรดด้วยสุญญากาศ วิธีนี้ช่วยลดปริมาตรของตัวเก็บประจุต่อหน่วยความจุ ทำให้การผลิตตัวเก็บประจุแบบฟิล์มขนาดเล็กและมีความจุสูงทำได้ง่ายขึ้น วัตถุดิบต้นน้ำของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มส่วนใหญ่ประกอบด้วยฟิล์มฐาน ฟอยล์โลหะ สายไฟ บรรจุภัณฑ์ภายนอก ฯลฯ ในจำนวนนี้ ฟิล์มฐานเป็นวัตถุดิบหลัก และความแตกต่างของวัสดุจะทำให้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มมีประสิทธิภาพแตกต่างกัน ฟิล์มฐานโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นโพลีโพรพีลีนและโพลีเอสเตอร์ ฟิล์มฐานที่หนากว่าจะทนแรงดันได้สูงกว่า และในทางกลับกัน ฟิล์มฐานที่บางกว่าจะทนแรงดันได้ต่ำกว่า ฟิล์มฐานเป็นฟิล์มอิเล็กทรอนิกส์เกรดไฟฟ้า เนื่องจากเป็นไดอิเล็กทริกของตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม จึงเป็นวัตถุดิบต้นน้ำที่สำคัญที่สุด ซึ่งเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มและคิดเป็น 60%-70% ของต้นทุนวัสดุ ในแง่ของรูปแบบตลาด ผู้ผลิตชาวญี่ปุ่นมีความได้เปรียบอย่างชัดเจนในด้านวัตถุดิบสำหรับตัวเก็บประจุฟิล์มระดับไฮเอนด์ โดย Toray, Mitsubishi และ DuPont เป็นผู้จัดหาฟิล์มพื้นฐานคุณภาพสูงสุดของโลก

ฟิล์มโพลีโพรพีลีนสำหรับงานไฟฟ้า เช่น รถยนต์พลังงานใหม่ พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลม ส่วนใหญ่มีความหนาอยู่ระหว่าง 2 ถึง 4 ไมครอน และกำลังการผลิตลดลงมากกว่าครึ่งในช่วงเวลาเดียวกัน เมื่อเทียบกับฟิล์มขนาด 6 ถึง 8 ไมครอนที่ใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนทั่วไป ส่งผลให้การผลิตโดยรวมลดลงอย่างมาก และเกิดภาวะผกผันระหว่างอุปสงค์และอุปทานในตลาด อุปทานของฟิล์มโพลีโพรพีลีนสำหรับงานไฟฟ้าจะมีจำกัดในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ปัจจุบัน อุปกรณ์หลักของการผลิตฟิล์มโพลีโพรพีลีนสำหรับงานไฟฟ้าทั่วโลกนั้นผลิตในเยอรมนี ญี่ปุ่น และประเทศอื่นๆ และวงจรการสร้างกำลังการผลิตใหม่ใช้เวลา 24 ถึง 40 เดือน นอกจากนี้ ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของฟิล์มสำหรับรถยนต์พลังงานใหม่นั้นสูง และมีเพียงไม่กี่บริษัทเท่านั้นที่สามารถผลิตฟิล์มโพลีโพรพีลีนสำหรับงานไฟฟ้าสำหรับพลังงานใหม่ได้ในปริมาณมาก ดังนั้นทั่วโลกจึงอาจไม่มีกำลังการผลิตฟิล์มโพลีโพรพีลีนใหม่ในปี 2022 การลงทุนอื่นๆ ในสายการผลิตอยู่ระหว่างการเจรจา ดังนั้น อาจมีช่องว่างด้านกำลังการผลิตที่ใหญ่ขึ้นสำหรับอุตสาหกรรมโดยรวมในปีหน้า