溶胶-凝胶法制备的环保型0.63Na0.5Bi0.5TiO3-0.37SrTiO3-NaNbO3陶瓷中电卡能量存储性能的提升

Improvement of electrocaloric energy storage properties in eco-friendly 0.63Na0.5Bi0.5TiO3-0.37SrTiO3-NaNbO3 ceramic synthesized by sol–gel route

Kasaram Roja · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

采用传统的固相反应技术制备了无铅陶瓷材料0.63Na0.5Bi0.5TiO3–0.37SrTiO3–NaNbO3。通过X射线衍射研究证实，该材料具有单相单斜晶系Cc对称结构以及四方P4mm相。在施加电场条件下测得的极化强度和应变被用于判断这些陶瓷是否表现出从铁电性向反铁电性转变的特性。令人惊讶的是，在25 kV/cm的电场下，0.63Na0.5Bi0.5TiO3–0.37SrTiO3–NaNbO3陶瓷所诱导出的电卡效应（ECE）表现出显著的温度变化（ΔT），接近2.59 K。此外，在150 kV...

解读: 该无铅陶瓷材料展现的电卡效应(ΔT=2.59K)和高能量密度(3.96J/cm³,效率80.13%)为阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan系统的温控管理提供新思路。其宽温域稳定性(30-150°C)可应用于PCS功率器件的固态冷却方案,替代传统风冷系统,提升储能系统集成度。溶胶-凝胶工艺...

基于Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3的无铅弛豫铁电陶瓷显著改善的能量存储特性

Significantly improved energy storage characteristics of Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3-based lead-free relaxation ferroelectric ceramics

Minghui Sun · Li Wang · Ruiling Jia · Yang Fu · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

介电陶瓷电容器受到了广泛关注。在本研究中，制备了(1-x)[0.92Bi0.5Na0.5TiO3-0.08(0.5Ca0.3Ba0.7TiO3-0.5BaTi0.8Zr0.2O3)]-xNaNbO3陶瓷材料。由于合理的两相（P4bm和R3c）共存结构以及NaNbO3的引入，陶瓷的击穿电场强度得到显著提升。结果表明，在x=0.12的0.88[0.92Bi0.5Na0.5TiO3-0.08(0.5Ca0.3Ba0.7TiO3-0.5BaTi0.8Zr0.2O3)]-0.12NaNbO3样品中实现了3...

解读: 该无铅弛豫铁电陶瓷材料在高温(160°C)下仍保持2.8 J/cm³储能密度和92.1%效率,对阳光电源ST系列PCS和PowerTitan储能系统具有重要价值。其快速充放电能力和高功率密度特性可优化储能变流器的直流侧电容设计,提升系统功率密度和温度适应性。该材料的高击穿场强特性可为三电平拓扑中的母...