[發(fā)明專利]鎢青銅結(jié)構(gòu)高儲能密度及功率密度無鉛儲能介質(zhì)陶瓷材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210015010.7
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114394833B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁穎;曹磊;唐斌;鐘朝位;張樹人
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622;H01G4/12
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

一種鎢青銅結(jié)構(gòu)高儲能密度及功率密度無鉛儲能介質(zhì)陶瓷材料，屬于電子信息功能材料與器件技術(shù)領(lǐng)域。該陶瓷材料為A_2?3xR_2xBNb_5?yTa_yO₁₅，A為Sr、Ba中的一種，R為La、Nd、Sm、Gd、Dy、Ho、Er、Y中的一種或幾種，B為K、Na中的一種，0.02≤x≤0.2，0≤y≤5。本發(fā)明介質(zhì)陶瓷材料具有優(yōu)異的性能：相對介電常數(shù)ε_r900～2000之間，介電損耗5×10^?4～6×10^?3之間，直流抗電強(qiáng)度28～60kV/mm之間，儲能密度最高達(dá)2.8J/cm³，儲能效率最高達(dá)95.6％，功率密度在60MW/cm³以上；性能穩(wěn)定，制備工藝簡單，能夠滿足現(xiàn)代儲能元器件的應(yīng)用需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子信息功能材料與器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎢青銅結(jié)構(gòu)高儲能密度及功率密度無鉛儲能介質(zhì)陶瓷材料。

背景技術(shù)

20世紀(jì)70年代后期，隨著核物理、電子束、加速器、激光、放電理論和等離子等技術(shù)的研究和日益廣泛的應(yīng)用，脈沖功率技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于國防、科學(xué)試驗、工農(nóng)業(yè)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，而脈沖電容器作為脈沖功率設(shè)備中的儲能元器件具有極其重要的地位。在眾多儲能元件中，如飛輪、酸性蓄電池、電化學(xué)超級電容器，由于其較低的儲能效率或較高的成本，應(yīng)用往往得到限制。介電材料由于具有高放電效率、優(yōu)秀的循環(huán)使用壽命和即時高效的充電效率而被視為有前景的儲能材料。因此，研制具有高儲能密度和功率密度的無鉛儲能介質(zhì)陶瓷材料具有很大的應(yīng)用價值。然而，與上述儲能器件如化學(xué)電容相比，相對較低的儲能密度限制了介質(zhì)電容的實際應(yīng)用，例如小型化、集成化等。介質(zhì)電容的儲能密度由單極電滯回線的下降沿對極化強(qiáng)度的積分決定，因此需要高極化強(qiáng)度、高抗電強(qiáng)度以及細(xì)長的線型(弛豫行為)來保證優(yōu)異的儲能密度。同時，高抗電強(qiáng)度也是獲得大功率密度的關(guān)鍵。介質(zhì)層厚度的減薄和多層陶瓷電容(MLCC)的制備是達(dá)到上述要求的有力手段之一，并且《歐洲陶瓷協(xié)會會刊》，《能源環(huán)境科學(xué)》等多家期刊已經(jīng)報道了MLCC對儲能性能的強(qiáng)大提升。