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
具体参数
- 可回收能量密度
- {'zh': '3.6', 'en': '3.6'} J/cm³
- 极化强度
- {'zh': '52.4', 'en': '52.4'} μC/cm²
- 可回收能量密度变化(频率稳定性)
- {'zh': '0.4', 'en': '0.4'} J/cm³
- 可回收能量密度变化(温度稳定性)
- {'zh': '0.5', 'en': '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。