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...

Mg0.85Bi0.1ZrO3掺杂(Bi0.5Na0.5)0.7Sr0.3TiO3陶瓷的能量存储性能

Energy storage performance for Mg0.85Bi0.1ZrO3 doping (Bi0.5Na0.5)0.7Sr0.3TiO3 ceramics

Xujun Li · Zhonghua Dai · Yuanyuan Zheng · Chenxi Liu · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

近年来，随着电子元器件行业的快速发展，脉冲功率电容器的能量存储性能已提升到更高的水平。本研究通过引入Mg0.85Bi0.1ZrO3（MBZ）来改善(Bi0.5Na0.5)0.7Sr0.3TiO3（BNST）陶瓷的能量密度和功率密度（PD）。引入MBZ显著减小了陶瓷晶粒尺寸，并提高了陶瓷的击穿电场（Eb）。在208 kV/cm的电场下，0.90BNST-0.10MBZ陶瓷的可回收储能密度（Wrec）达到2.67 J/cm³，此时极化差值为39.52 μC/cm²，能量存储效率（η）为63.55%。...

解读: 该陶瓷电容储能材料研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统具有前瞻价值。其2.67 J/cm³能量密度和13.02 MW/cm³功率密度特性,可为PCS直流侧支撑电容、母线滤波电容提供小型化方案。1.368μs快速放电特性适配SiC/GaN功率器件的高频开关需求,有助于提升三电平拓...