通过冷却速率调控(Bi0.5Na0.5)TiO3–BaTiO3陶瓷的结构相变与储能特性

Control of structural phase transition and energy storage behavior through cooling rate in (Bi0.5Na0.5)TiO3–BaTiO3 ceramics

Yuri Ohshima · Yuta Ochiai · Yuka Takagi · Hyunwook Nam 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

研究了不同冷却速率对(Bi0.5Na0.5)TiO3–BaTiO3无铅压电陶瓷结构相变及储能性能的影响。快速冷却抑制了长程有序的铁电相形成，促进弛豫态发展，导致弥散相变和增强的介电响应。慢速冷却则有利于稳定铁电有序，形成典型钙钛矿结构。通过调控冷却过程，可有效调节材料的宏观极化行为与能量存储密度，优化储能效率。该方法为无铅储能陶瓷的相结构设计与性能调控提供了新途径。

解读: 该无铅压电陶瓷储能技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统的电容器件选型具有参考价值。通过冷却速率调控实现的弛豫铁电态和弥散相变机制，可提升介电储能密度和充放电效率，为直流母线电容、滤波电容等关键无源器件提供高性能无铅替代方案。该相变调控思路可启发功率模块中陶瓷基板的热管理优化...