Eine hohe Energiespeicherdichte und hochzuverlässige dielektrische Energiespeichermaterialien spielen eine zunehmend wichtige Rolle in verschiedenen Leistungs- und elektronischen Systemen, insbesondere auf dem Gebiet der Hochenergiepuls-Energietechnologie.Verwandte Vorrichtungen und Produkte werden kleiner Die Entwicklung von Licht-, Multifunktions- und Multifunktionsrichtungen stellt höhere Anforderungen an die Speicherdichte von Bauelementen dar. Der Schlüssel zur Verbesserung der Energiespeichereigenschaften von Bauelementen ist die Entwicklung dielektrischer Materialien mit hoher Energiespeicherdichte .Anwendung von antiferroelektrischen (AFE) Keramikmaterial, wie Bleizirkonattitanat (Pb (Zr, Ti) O) 3) System, Silbercitrat (AgNbO) 3Die Verwendung eines durch einen elektrischen Feld induzierten antiferroelektrischen-ferroelektrischen Phasenübergangs wird als ein wirksames Verfahren zur Erhöhung der Energiedichte von dielektrischen Materialien angesehen, jedoch mit einem hohen Energieverlust (ineffizient) und einer schlechten Korrelation mit dem antiferroelektrischen-ferroelektrischen Phasenübergang Zuverlässigkeit ist das Hauptproblem, das die Anwendung von antiferroelektrischen Keramiken begrenzt.
Vor kurzem leitete Associate Professor Li Fei, Professor der Fakultät für Telekommunikation an der Xi'an Jiaotong Universität, die Studenten an (Na 0.5Bi 0.5TiO 3- (Sr 0.7Bi 0.2TiO 3 (NBT-SBT) Pb-freies System, während die dielektrische Keramik von hohen Speicherdichte und Speichereffizienz zu erhalten. Das Hauptprinzip ist verschiedene einwertig Kationen A Website zu verwenden langreichweitige Ordnung Dipole anti-ferroelektrische Material zu zerstören, zu erreichen antiferromagnetischen ein nicht-homogenes dielektrisches Material im Nanometerbereich, bezüglich des Hysterese Polarisations elektrische Feld zu reduzieren, wodurch die Effizienz des Energiespeichermaterials zu erhöhen. NBT-SBT-basiertes System, die Forschungsgruppe eines Mehrschichtkeramikkondensators (MLCC) durch ein Gießverfahren hergestellt, seine Energiedichte und Effizienz erreicht 9.5Jcm -3Und 92% Gleichzeitig zeigt der Kondensator eine gute Stabilität im Bereich von -60-120 ° C, die Änderungsrate der Speicherdichte beträgt weniger als 10%, und die Speicherdichte der Vorrichtung nimmt nur um 8% nach 1 Million Lade- und Entladezyklen ab. Die Eigenschaften weisen darauf hin, dass NBT-SBT-Mehrschichtkeramikkondensatoren voraussichtlich in Hochenergie-Energiespeichern verwendet werden.
Links: SEM-Fotografie des Querschnitts des NBT-SBT-Mehrschichtkeramikkondensators, rechts: Experimentelle Testergebnisse der Energiespeichereigenschaften des Mehrschichtkeramikkondensators NBT-SBT, Ergebnisse des Ermüdungstests
Die Studie, veröffentlicht vor kurzem auf dem Gebiet der Materialwissenschaften renommierten Zeitschriften Advanced Materials (IF = 21.95) online. Xi'an Jiaotong University School of Telekommunikation Electronic Materials Laboratory des Ministeriums für Bildung Doktorandin Li Jing Lei Gerät ist der erste Autor des Papiers, Professor Li Feifu Australien Wollongong University Professor Zhang Shujun Co-korrespondierender Autor der Artikel, Xi'an Jiaotong University ist der erste Autor des Papiers, die in den letzten Jahren nach der Nature Materials, Natur Kommunikation, Advanced Functional von Professor Xu Zhuo Forschungsgruppe veröffentlicht Materialien und ein High-Level-Artikel es markiert die Xi'an Jiaotong University in dem internationalen advanced Level in der Forschung dielektrischen Energiespeicherung.
Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation, unterstützt '111 Talent Recruitment-Programm' (B14040) und anderen Projekten unterstützt.
