低电场高储能陶瓷

低场储能量高

通过双向优化在低电场下获得高可回收能量密度，兼具优异的频率和温度稳定性。

Wang, Qi · 谢兵 · Zheng, Qiuyu · Marwat, Mohsin Ali · 刘智勇 · 毛蒲 · 姜胜林 · Haibo, Zhang

Chemical Engineering Journal 2023

参数信息

可回收能量密度

3.6 J/cm³

极化强度

52.4 μC/cm²

可回收能量密度变化（频率稳定性）

0.4 J/cm³

可回收能量密度变化（温度稳定性）

0.5 J/cm³

技术优势

低场能量密度高

通过构建Sr²⁺-Sr²⁺离子对替换Bi³⁺-Na⁺离子对，提高了A位Bi³⁺浓度，实现高极化强度；引入Mg²⁺和Nb⁵⁺形成局域随机场，细化畴结构，最终在200 kV/cm下获得3.6 J/cm³的高可回收能量密度。

稳定性优异

在10 Hz至1000 Hz频率范围和20至120 °C温度范围内，可回收能量密度变化分别小于0.4 J/cm³和0.5 J/cm³，表明良好的频率和热稳定性。

应用场景

• 脉冲功率电容器：高能量密度和快速充放电能力满足脉冲功率系统对储能密度的需求。
• 介电储能器件：作为介质层可直接提升器件储能密度，且频率稳定性好。
• 集成电子器件：低电场下高储能密度有利于器件小型化和低电压集成。
• 低压储能系统：低工作电压下实现高储能密度，适用于低压储能系统。