A alta densidade de armazenamento de energia e os materiais de armazenamento de energia dielétrica de alta confiabilidade desempenham um papel cada vez mais importante em vários sistemas de energia e eletrônicos, especialmente no campo da tecnologia de energia de pulso de alta energia. O desenvolvimento de direções leves, multifuncionais e multifuncionais impõe requisitos mais elevados à densidade de armazenamento dos dispositivos.A chave para melhorar as características de armazenamento de energia dos dispositivos é o desenvolvimento de materiais dielétricos com alta densidade de armazenamento de energia.Aplicação de antiferroelétricos (AFE) Material cerâmico, como o titanato de zirconato de chumbo (Pb (Zr, Ti) O 3) sistema, citrato de prata (AgNbO) 3) E semelhantes, o antiferroelétrica induzida por campo eléctrico - transição de fase ferroeléctrica é considerado para ser um método eficaz para melhorar a densidade de energia eléctrica do material dieléctrico, no entanto, o antiferroelétrica - transição de fase ferroeléctrica relacionadas de alta energia, baixa perda (eficiência) e pobre o principal problema é limitar a confiabilidade das aplicações de cerâmica anti-ferroelétricos.
Recentemente, Xi'an Jiaotong University School of grupo de pesquisa Telecomunicações Professor Xu Zhuo Professor Li Feifu estudantes guia no (Na 0.5Bi 0.5TiO 3- (Sr 0.7Bi 0.2TiO 3 (NBT-SBT) sistema de Pb-livre, enquanto a obtenção do cerâmico dieléctrico de alta densidade de armazenamento e a eficiência do armazenamento. O princípio mais importante é a utilização de diferentes catiões monovalentes Um local para destruir a ordem de longo alcance dipolos material de antiferroelétrica, para atingir antiferromagnetic um material não homogéneo dieléctrica na escala nanométrica, no que diz respeito à redução do campo eléctrico histerese polarização, aumentando assim a eficiência do material de armazenagem de energia. sistema baseado no NBT-SBT, o grupo de um condensador de cerâmica multicamadas pesquisa (condensadores deste tipo), preparado por um processo de fundição a sua densidade de energia e de eficiência atingiu 9.5Jcm -3E 92% Ao mesmo tempo, o capacitor exibe boa estabilidade na faixa de -60 ~ 120 ° C, a taxa de alteração da densidade de armazenamento é inferior a 10% e a densidade de armazenamento do dispositivo diminui apenas 8% após o carregamento e a descarga 1 milhão de vezes. As características indicam que os capacitores cerâmicos multicamadas NBT-SBT devem ser usados no armazenamento de energia de alta energia.
Esquerda: Foto SEM da seção transversal do capacitor cerâmico multicamadas NBT-SBT, à direita: Resultados experimentais do teste das características de armazenamento de energia do capacitor cerâmico multicamadas NBT-SBT, resultados do teste de fadiga
O estudo, publicado recentemente no campo da ciência dos materiais revistas de prestígio Materiais Avançados (IF = 21,95) online. Xi'an Jiaotong University School of Telecommunication Electronic Materials Laboratório do Ministério da Educação doutorando dispositivo Li Jing Lei é o primeiro autor do estudo, o professor Li Feifu Austrália professor da Universidade de Wollongong autor Zhang Shujun co-correspondente para o artigo, Xi'an Jiaotong University é o primeiro autor do artigo, que nos últimos anos após a Nature Materials, comunicações Natureza, Materiais funcionais avançados publicados pelo grupo de pesquisa Professor Xu Zhuo e um artigo de alto nível ele marca o Jiaotong University Xi'an no nível avançado internacional no dielétrico pesquisa de armazenamento de energia.
Este trabalho foi financiado pela National Science Foundation Natural, 'programa de recrutamento de 111 talentos' suportes (B14040) e outros projetos.
