[發明專利]脈沖儲能陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011549712.0
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112552040A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 唐斌;趙鵬;陳菁菁;袁穎;鐘朝位;張樹人
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C04B35/475
• 分類號: C04B35/475;C04B35/622
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡

本發明提供一種脈沖儲能陶瓷材料及制備方法，包含主晶相和改性添加劑；主晶相化學通式為Sr_0.35+xK_0.25Bi_0.35TiO₃?y wt.％MgO，其中0≤x≤0.05，0.1≤y≤5；改性添加劑為Er₂O₃、Nb₂O₅、Nd₂O₃、ZnO、MnCO₃、SiO₂中的一種或幾種，其質量占整個脈沖儲能陶瓷材料總質量的0.0～4.0％。配方中不含Pb、Cd等揮發性或重金屬，采用A位過量和微量摻雜獲得了結構致密的表面形貌。原材料在國內充足，價格低廉，使高性能脈沖儲能陶瓷電容器的成本化成為可能，性能有較大提升：抗電強度由260kV/cm提升至305～345kV/cm，儲能密度較高，較高的儲能效率適于制作脈沖電容器的介質材料，能滿足脈沖陶瓷電容器的制作要求。

技術領域

本發明屬于電子材料技術領域，涉及脈沖儲能陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

隨著全球范圍內能源消耗的急劇増加和生態環境日益惡化，各國均加快了對可再生能源技術如太陽能、風能、熱能等進行了廣泛的開發研究工作以期減輕甚至替代對化石燃料能源的使用。在此背景下，更有效地儲存和提供電能的儲能元器件的開發和硏制工作受到了更加廣泛的關注。與電化學超級電容器、鋰電池和燃料電池等儲能器件相比，介質電容器有偏低的能量密度,較高的功率密度，并且能夠在極短的時間內以脈沖功率的形式將能量釋放至負載。具有高的儲能密度、快的充放電速度、穩定的工作性能、可在大電流和高溫高壓下工作以及優良的循環性能。在脈沖功率設備中，作為儲能元件的電容器在整個設備中占有很大的比重,是極為重要的關鍵部件。在新能源發電、混合動力汽車、生物醫療、石油勘探、國防軍工等領域有著重要的應用價值。面對復雜環境和高度集成信息化的趨勢，全固態多層陶瓷脈沖儲能電容器具有小型化、片式化、可靠性高等特點，已成為高性能脈沖儲能電容器的必然選擇。