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储能系统技术
★ 5.0
0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3陶瓷储能密度与效率的显著提升及高温储能性能机制研究
Significant improvement of energy storage density and efficiency of 0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3 ceramics and study of the mechanism of high temperature energy storage performance
| 作者 | Peng Shi · Jin Liu · Yuechan Song · Lina Liu · Wenwen Wu |
| 期刊 | Applied Physics Letters |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 126 卷 第 3 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 储能密度 储能效率 陶瓷 高温储能性能 机制研究 |
语言:
中文摘要
通过优化制备工艺，显著提升了0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3（BNST）无铅弛豫铁电陶瓷的储能性能。该陶瓷在室温下表现出优异的放电能量密度（~3.2 J/cm³）和高效率（~90%），且在宽温域（25–150 °C）内保持稳定的储能特性。微观结构分析与介电性能测试表明，SrTiO3的引入增强了极化弛豫行为并抑制了介电损耗，从而改善高温下的储能稳定性。研究揭示了纳米尺度极性畴结构与氧空位调控对高温储能性能的关键作用，为高性能无铅储能陶瓷的设计提供了理论依据。
English Abstract
Peng Shi, Jin Liu, Yuechan Song, Lina Liu, Wenwen Wu, Xiaobin Zhou, Xiaoming Chen, Yanmin Jia, Xiaojie Lou, Peng Liu; Significant improvement of energy storage density and efficiency of 0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3 ceramics and study of the mechanism of high temperature energy storage performance. _Appl. Phys. Lett._ 20 January 2025; 126 (3): 032901.
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SunView 深度解读
该无铅弛豫铁电陶瓷储能技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。研究实现的3.2 J/cm³高能量密度和90%高效率，可应用于储能系统的直流母线电容、功率模块吸收电容等关键位置，替代传统电解电容提升功率密度。其25-150°C宽温域稳定性与阳光电源储能产品面临的高温工况需求高度契合，可增强系统在沙漠、热带等极端环境的可靠性。纳米极性畴结构与氧空位调控机制为SiC/GaN功率器件的高频脉冲吸收电容设计提供理论支撑，有助于优化三电平拓扑中的电压均衡与损耗控制，推动储能变流器向更高功率密度和效率方向发展。