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钛酸钡基铁电陶瓷
材料人客服小谭     2022-06-13 微信扫码分享 登录后可收藏  
应用场景:
高功率储能器件
关键性能:
兼具高储能密度(Wrec =5.47 J/cm3)和储能效率(η = 90.6% )无铅铁电陶瓷,该陶瓷在宽温范围(-95-125 ℃)展现优异的储能温度稳定特性
产品介绍:

据中科院官网报道,中国科学院上海硅酸盐研究所铁电陶瓷材料与器件研究团队提出一种新的陶瓷设计策略,缓解BDS与ΔP/ΔE的相互制约,在不影响储能效率的前提下实现了储能密度提高。以钛酸锶钡(BST)为基,在A位引入Bi3+增强极化率,提高有效介电常数;同时采用两步合成粉体方法,调控离子扩散,构筑“核壳”结构晶粒,有效延长击穿路径,陶瓷耐电强度从460 kV/cm提高到550 kV/cm。ΔP/ΔE和BDS的协同提升提高了介质陶瓷的储能性能:储能密度5.92 J/cm3,储能效率81%。相关研究结果发表在Chemical Engineering Journal上。 此外,介质陶瓷的储能效率和外场下储能性能稳定性在工程应用中十分重要。科研人员通过在B位引入Hf离子取代Ti离子,降低了铁电陶瓷极性纳米微区尺寸、活性、数量和相互偶极作用力,抑制了载流子跃迁,提高了材料的禁带宽度、电阻率和击穿强度,改善了BST陶瓷的介电非线性和极化滞后,极化损耗显著降低,储能效率和介电性能温度稳定性大幅提升。研究获得了兼具高储能密度(Wrec =5.47 J/cm3)和储能效率(η = 90.6% )无铅铁电陶瓷,该陶瓷在宽温范围(-95-125 ℃)展现优异的储能温度稳定特性。相关研究成果发表在Journal of Materials Chemistry C上。


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