[發明專利]一種提高反鐵電電容器擊穿電壓的方法

在審

• 申請號: 201911269608.3
• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN113053663A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 曹菲;閆世光;陳學鋒;王根水;董顯林
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: H01G4/30
• 分類號: H01G4/30;H01G4/12;H01G13/00
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

本發明涉及一種提高反鐵電電容器擊穿電壓的方法，包括：（1）測量反鐵電電容器的擊穿電壓，記為V1；（2）在所述反鐵電電容器的兩個電極端面施加直流電壓V2，并保壓一定時間，以提高反鐵電電容器擊穿電壓；其中，V2＜V1。

技術領域

本發明涉及一種提高反鐵電電容器的直流擊穿電壓的方法，屬于反鐵電電容器的電學性能技術領域。

背景技術

隨著經濟社會的發展，人類對能源需求日益增長，新能源的開發與存儲成為目前的研究重點。高儲能密度存儲電容器廣泛應用于脈沖功率系統、混合動力汽車、新能源電力系統、微型電子設備等領域。反鐵電電容器相比其他電容器具有儲能密度高的顯著優點，介電常數隨外電場增加不降反增，是一種理想的高儲能密度存儲電容器。其中，擊穿電壓是反鐵電電容器應用的重要參數。擊穿電壓是指極限電壓，超過這個電壓，電容器介質材料將被擊穿，電容器在不高于擊穿電壓下工作都是安全可靠的，擊穿電壓越高，電容器在額定電壓下工作的可靠性就越高，儲能密度也越高。因此，提高反鐵電電容器的擊穿電壓，可有效提高反鐵電電容器的工作可靠性。

目前，提高反鐵電電容器擊穿電壓的技術途徑通常為調控反鐵電電容器介質層的組分或摻雜改性。

發明內容

為此，本發明的目的在于提供一種全新的提高反鐵電電容器擊穿電壓的方法，用以提高反鐵電電容器的工作可靠性。

一方面，本發明提供了一種提高反鐵電電容器擊穿電壓的方法，包括：

(1)測量反鐵電電容器的擊穿電壓，記為V1；

(2)在所述反鐵電電容器的兩個電極端面施加直流電壓V2，并保壓一定時間，以提高實現反鐵電電容器擊穿電壓；其中，V2＜V1。

在公開中，首次在制備好的反鐵電電容器上的兩個電極端面施加直流電壓V2(V2＜擊穿電壓V1)并保持一段時間，進行電極化處理，以提高其擊穿電壓。

較佳的，所述反鐵電電容器選自PLZT反鐵電電容器。

本發明中，反鐵電電容器的介質層是多層結構，V1和V2的取值與介質層單層膜厚有關，同樣的介質層組分，不同膜厚，V1和V2不同。而且V2還和溫度有關，溫度升高，V2降低。V2影響因素較多，因此一般情況下需滿足V2＜V1即可。其中，V2太低，擊穿電壓提高的效果會減弱；V2太高，極化時就會擊穿。

較佳的，測量多個反鐵電電容器的擊穿電壓，計算所得擊穿電壓的平均值，記為V1。試樣的擊穿電壓測試結果分散性較大，多個試樣取平均是該領域的常規方法。

又，較佳的，所述反鐵電電容器的樣品數量為5片。

較佳的，所述保壓的時間為5～10分鐘，優選為10分鐘。

較佳的，所述保壓的溫度為室溫～125℃。

另一方面，本發明還提供了一種根據上述的方法制備的反鐵電電容器。

有益效果：

本發明首次提出通過電極化處理提高反鐵電電容器的擊穿電壓的思路，該方法能夠提高反鐵電電容器的擊穿電壓。

具體實施方式

以下通過下述實施方式進一步說明本發明，應理解，下述實施方式僅用于說明本發明，而非限制本發明。

本發明中，提供了一種完全不同于通用技術途徑的提高反鐵電電容器擊穿電壓的方法，具體來說是通過對反鐵電電容器電極化處理以實現提高擊穿電壓。以下示例性地說明本發明提供的提高反鐵電電容器擊穿電壓的方法。