NBT-KBT-KNN储能陶瓷

高储能密度与效率

通过KNN组分设计诱导纳米畴，同时提升击穿场强与储能效率，实现高储能密度和快速充放电。

王通 · Leyan, Zhang · Aoyu, Zhang · Jiaxiang, Liu · 孔硌 · 陈冠君 · Cheng, Yan · 田野 · 杨海波 · Yongming, Hu · 邢卓 · 李纯纯 · 靳立

Journal of Alloys and Compounds 2023

具体参数

可恢复储能密度

{'zh': '3.38', 'en': '3.38'} J cm⁻³

储能效率

{'zh': '85.4', 'en': '85.4'} %

放电能量密度

{'zh': '0.202', 'en': '0.202'} J cm⁻³

功率密度

{'zh': '23.43', 'en': '23.43'} MW cm⁻³

电流密度

{'zh': '390.42', 'en': '390.42'} A cm⁻²

释放90%能量所需时间

{'zh': '56.6', 'en': '56.6'} ns

技术优势

击穿场强更高

引入KNN后，击穿场强随KNN含量增加而提高，在x=0.2时达到最大值。

储能效率高

x=0.2组分在255 kV cm⁻¹下储能效率达到85.4%，减少了能量损耗。

放电速度极快

在120 kV cm⁻¹下，释放90%总能量仅需56.6 ns，适用于脉冲功率应用。

应用场景

• 脉冲功率电容器：提供高功率密度和超快放电（56.6 ns放出90%能量），用于脉冲功率系统。
• 高功率储能：实现23.43 MW cm⁻³的高功率密度，满足高功率储能需求。
• 陶瓷电容器：采用固相法制备的陶瓷介质，可直接用于陶瓷电容器。
• 物联网储能：在20–140 °C和1–100 Hz范围内性能稳定，适合物联网环境。
• 柔性储能器件：无柔性相关数据，但陶瓷材料可进一步加工成薄片，可能用于柔性器件。