ZrO₂增韧BST基陶瓷

储能密度近10 J/cm³

通过多尺度协同调控，实现高储能密度与高储能效率的弛豫铁电陶瓷，适用于脉冲功率电容器。

杨帆 · Bao, Yizheng · Biao, Zeng · Wu, Jiyue · Li, Xin · 孙宜阳 · 陈莹 · 74075977

Chemical Engineering Journal 2024

具体参数

可回收储能密度

{'zh': '10.0', 'en': '10.0'} J cm⁻³

储能效率

{'zh': '91', 'en': '91'} %

温度稳定性范围

{'zh': '−95–125', 'en': '−95–125'} ℃

频率稳定性范围

{'zh': '1–1000', 'en': '1–1000'} Hz

循环可靠性

{'zh': '1–10^6', 'en': '1–10^6'} cycles

技术优势

储能密度高

通过线性介质 SrZrO₃ 固溶协同调控弛豫特性和击穿强度，使可回收储能密度达到约 10.0 J cm⁻³。

能量损耗低

高的储能效率（η ≈ 91 %）意味着充放电过程中能量损耗小，有利于实际应用。

击穿强度高

原位生成的 ZrO₂ 第二相通过马氏体相变提高了陶瓷的断裂韧性，并延长了击穿路径，从而增强了耐压能力。

宽温域稳定

在 −95 ℃ 到 125 ℃ 的宽温度范围内保持稳定的储能性能，适合极端环境应用。

应用场景

• 脉冲功率电容器：提供脉冲功率系统所需的高能量密度和超快放电能力。
• 高功率储能：在宽温域和频率范围内实现高效储能，适合高功率应用。
• 介电陶瓷：作为无铅介电陶瓷，可直接用于制造电容器介质层。