المكثفات البوليمرية الصلبة استخدام بوليمر موصل صلب وثابت كيميائيًا مثل المنحل بالكهرباء، مما يزيل إحدى نقاط الضعف الرئيسية للمكثفات الإلكتروليتية التقليدية المصنوعة من الألومنيوم: تحلل الإلكتروليت القائم على السائل. تعتمد المكثفات التقليدية على إلكتروليت يمكن أن يتبخر أو يتسرب أو يتحلل كيميائيًا عند تعرضه للرطوبة. وهذا يشكل مخاطر على الموثوقية، خاصة في بيئات التشغيل الرطبة أو المسببة للتآكل. على النقيض من ذلك، فإن البوليمر الصلب الموجود داخل مكثف البوليمر الصلب هو بطبيعته غير متطاير وغير قابل للتبخر، مما يعني أنه لا يتحلل بسبب التعرض للرطوبة أو الهواء بمرور الوقت. وهذا يجعله مقاومًا للغاية للتغيرات في السعة أو المقاومة المتسلسلة المكافئة (ESR)، والتي قد تحدث بطريقة أخرى عندما ينهار المنحل بالكهرباء. نظرًا لعدم وجود محتوى سائل، فإن احتمالية الجفاف أو الانحناء الداخلي أو انحراف الأداء بسبب الرطوبة الجوية يتم التخلص منها فعليًا.
يتضمن تصميم المكثفات البوليمرية الصلبة طرق تغليف قوية باستخدام راتنجات عالية الجودة، أو مركبات تأصيص قائمة على الإيبوكسي، أو أجسام راتنجية مقولبة، والتي توفر حاجزًا أوليًا مهمًا للرطوبة الخارجية. بالإضافة إلى هذه العبوات الأولية، تطبق الشركات المصنعة ختمًا محكمًا حول قاعدة المكثف حيث تخرج نهايات الرصاص من الجسم. ويساعد ذلك على منع دخول الرطوبة عن طريق العمل الشعري، وهو أحد أكثر الطرق شيوعًا لدخول الملوثات البيئية إلى المكونات الإلكترونية. تشتمل بعض التصميمات على عبوات معدنية ذات نهايات ملحومة بالليزر أو مجعدة الغلق وقد تشتمل على حشوات مقاومة للرطوبة أو أختام بوليمر. يضمن أسلوب الختم ذو الطبقات هذا أنه حتى في البيئات ذات الرطوبة العالية أو المعرضة للتكثيف - مثل الأجهزة الإلكترونية الخارجية، أو تطبيقات المناخ الرطب، أو المنشآت الساحلية - يحافظ المكثف على سلامته الفيزيائية والكهربائية على مدى فترات الخدمة الممتدة.
طبقة أخرى من الحماية في المكثفات البوليمرية الصلبة تأتي من استخدام مواد داخلية مقاومة للتآكل. الأنودات عادة ما تكون مصنوعة من الألومنيوم عالي النقاء أو التنتالوم مع طبقات عازلة من الأكسيد والتي تكون ذاتية التخميل. تمنع هذه الطبقات التفاعلات الكيميائية التي يمكن أن تحدث بسبب الرطوبة أو الملوثات الجوية. البوليمر الموصل نفسه خامل كيميائيًا وله نفاذية منخفضة للأكسجين والرطوبة، مما يعني أنه لا يساهم في التآكل الداخلي أو هجرة الأيونات. يعالج المصنعون الأسطح الداخلية بطبقات مضادة للتآكل أو يستخدمون بوليمرات مقاومة للأكسدة تظل مستقرة في البيئات الرطبة. تضمن هذه المرونة الكيميائية أنه حتى في الاستخدام الممتد في ظل الظروف المحيطة الرطبة أو المسببة للتآكل، فإن هياكل الأقطاب الكهربائية الداخلية لن تعاني من الانهيار الكهروكيميائي الذي يمكن أن يؤدي إلى فشل الأداء أو زيادة ESR.
يتم اختبار مكثفات البوليمر الصلبة على نطاق واسع للتأكد من ثباتها في ظل التعرض المتزامن للرطوبة العالية ودرجات الحرارة المرتفعة، في ظروف مثل 85 درجة مئوية عند رطوبة نسبية 85% لمدة 1000-2000 ساعة. في حين أن المكثفات الإلكتروليتية التقليدية قد تعاني من تبخر الإلكتروليت أو التحلل المائي أو تكوين الحمض في ظل هذه الظروف - مما يؤدي إلى التورم أو التسرب أو فقدان العزل الكهربائي - تظل البوليمرات الصلبة مستقرة كيميائيًا ولا تتحلل إلى منتجات ثانوية مسببة للتآكل. تم تصميم إلكتروليت البوليمر الموصل ليكون مرنًا حراريًا وخاملًا كيميائيًا، ويقاوم تكوين مسارات موصلة أو تطور الغاز الذي من شأنه أن يضر بالعزل الداخلي أو يسبب تراكم الضغط. ونتيجة لذلك، تحافظ هذه المكثفات على تفاوتات كهربائية صارمة حتى عند تعرضها لظروف بيئية متطرفة، مما يجعلها مثالية لمشغلات LED الخارجية، أو محولات الطاقة، أو محطات الاتصالات الأساسية المنتشرة في المناخات الاستوائية أو شبه الاستوائية.
