0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3陶瓷储能密度与效率的显著提升及高温储能性能机制研究

Significant improvement of energy storage density and efficiency of 0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3 ceramics and study of the mechanism of high temperature energy storage performance

Peng Shi · Jin Liu · Yuechan Song · Lina Liu 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

通过优化制备工艺，显著提升了0.72Bi0.5Na0.5TiO3-0.28SrTiO3（BNST）无铅弛豫铁电陶瓷的储能性能。该陶瓷在室温下表现出优异的放电能量密度（~3.2 J/cm³）和高效率（~90%），且在宽温域（25–150 °C）内保持稳定的储能特性。微观结构分析与介电性能测试表明，SrTiO3的引入增强了极化弛豫行为并抑制了介电损耗，从而改善高温下的储能稳定性。研究揭示了纳米尺度极性畴结构与氧空位调控对高温储能性能的关键作用，为高性能无铅储能陶瓷的设计提供了理论依据。

解读: 该无铅弛豫铁电陶瓷储能技术对阳光电源PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。研究实现的3.2 J/cm³高能量密度和90%高效率，可应用于储能系统的直流母线电容、功率模块吸收电容等关键位置，替代传统电解电容提升功率密度。其25-150°C宽温域稳定性与阳光电源储能产品面...