通过表面重构阳离子缺陷工程提升BaTiO3基铁电陶瓷的优异储能性能

Boosting extraordinary energy-storage in BaTiO3-based ferroelectric ceramics via surface reconstruction cation-defects engineering

Yi Zhang · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

无铅弛豫铁电体（RFEs）由于其优异的能量存储性能，在介电陶瓷电容器领域具有广阔的应用前景，例如脉冲功率器件、电机制造、传感器等。然而，实现高能量密度与高效率的协同优化仍是实际应用中的主要挑战。电容器的性能在很大程度上取决于金属电极与陶瓷之间的界面特性，这与载流子传输过程密切相关。本研究通过熵调控和阳离子缺陷调控来调节弛豫程度和缺陷偶极子，同时利用表面埋烧煅烧工艺实现表面微区区域缺陷的控制。我们设计并合成了系列BaTiO3基钙钛矿陶瓷材料及其表面阳离子缺陷改性样品，包括BaTiO3、Ba0.95...

解读: 该钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷储能技术对阳光电源ST系列PCS及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过表面阳离子缺陷工程实现高储能密度(1.193 J/cm³)和高效率(83.41%)的突破,可应用于直流母线电容、功率脉冲缓冲等关键环节,提升PCS功率密度和瞬态响应能力。该陶瓷电容器的低剩余...