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Sn4+、Nb5+共掺BNT-SBT陶瓷的储能特性及其稳定性
Energy Storage Properties and Stability of Sn4+, Nb5+ Co-doped BNT-SBT Ceramics
肖齐龙 · 刘洋 · 黄椿 · 吴文娟 等5人 · 电子元件与材料 · 2025年1月 · Vol.44
针对下一代脉冲功率电容器，BNT基陶瓷因高储能密度和环境友好性成为理想介质，但其温频稳定性不足制约应用。采用固相法制备0.6(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.4(Sr0.7Bi0.2)TiO3-x%SnNb2O7陶瓷，研究Sn4+/Nb5+共掺对结构与电性能的影响。结果表明，适量掺杂（x<0.6）使晶胞收缩，过量则析出Bi2Ti2O7杂相；异价离子引入局域随机场，形成弱耦合极性纳米微区，增强弛豫特性（1.89<γ<2.07）。当x=0.4时，材料在30–300 ℃介电稳定性优异（△εr/εr...
解读: 该BNT基无铅陶瓷电容器技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究实现的宽温频稳定性（30-180℃、1-50Hz范围内储能性能波动<15%）可直接应用于ST系列储能变流器的直流支撑电容和吸收电容，解决户外储能系统面临的极端温度工况挑战。0.8 J/cm³的储能密度和81%的效率指标可提升Powe...
通过Sr(Mg1/3Nb2/3)O3改性的NaNbO₃基反铁电陶瓷实现增强的电能存储性能
Enhanced electrical energy storage performance in NaNbO₃-based antiferroelectric ceramics modified with Sr(Mg1/3Nb2/3)O3
Zhilong Hu · Hongbo Liu · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
NaNbO₃（NN）由于其反铁电性和环境友好特性，在能量存储器件中具有潜在应用价值，但其较低的介电击穿场强（Eb）和能量存储效率（ƞ）限制了实际应用。本研究通过引入Sr(Mg₁/₃Nb₂/₃)O₃（SMN）对NaNbO₃的结构和电学特性进行调控，以优化其能量存储性能。(1-x)NN-xSMN固溶体通过经典的固相反应法制备。根据X射线衍射分析结果，当x小于或等于0.15时，所制备的陶瓷呈现单一物相。随着x的增加，SMN破坏了长程极性有序，诱导出显著的弛豫型铁电相（RFE），使剩余极化（Pr）降低，...
解读: 该NaNbO₃基反铁电陶瓷储能材料研究对阳光电源ST系列PCS和PowerTitan储能系统具有前瞻价值。其1.28 J/cm³的能量密度和88%的高效率特性,为储能变流器中DC-link电容器、滤波电容等关键无源器件的小型化提供了材料学路径。通过提升介质击穿场强和降低剩余极化,可优化PCS功率密度...
通过镧掺杂在较低烧结温度下调控Pb(Zr, Sn, Ti)O3陶瓷的功能特性
Tailoring functional properties of Pb (Zr, Sn, Ti)O3 ceramics via lanthanum doping at lower sintering temperature
Muhammad Nasir Rafiq · Zhonghua Dai · Yuanyuan Zheng · Xujun Li 等5人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0
铅基陶瓷在储能应用中的性能通常受限于其低能量密度和不理想的相变特性。(Pb, La)(Zr, Sn, Ti)O3（PLZST）反铁电陶瓷作为储能材料已引起广泛关注。本研究采用固相法制备了组成为Pb1−1.5xLax(Zr0.93Sn0.05Ti0.02)O3（x = 0.015, 0.025, 0.035 和 0.045）的陶瓷样品，并系统研究了其介电性能与储能特性。结果表明，引入镧显著改善了钙钛矿结构，减小了晶粒尺寸，并增强了极化强度。在270 kV/cm的电场下，本研究实现了6.24 J/c...
解读: 该PLZST反铁电陶瓷材料研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其6.24 J/cm³的储能密度和1.29μs快速放电特性,可为ST系列PCS的直流侧薄膜电容器选型提供新思路,特别适用于PowerTitan储能系统中需要高功率密度和快速响应的脉冲功率场景。低温烧结工艺降低制造成本,镧掺杂优化的介电...