西安交通大学|能大幅提高陶瓷电容器储能密度！，给力！西安交大这项科研成果
西安交大科技力+1
科研成果又双叒叕刊发国际顶级期刊
大幅提高用于脉冲功率系统的
陶瓷电容器储能密度
给力！
文章图片
发表期刊英国《自然材料》期刊
论文名称Grain-orientation-engineeredmultilayerceramiccapacitorsforenergystorageapplications（《用于能量存储的织构多层陶瓷电容器》）
内容摘要作为一种重要的储能电子元件 ， 陶瓷电容器具有放电功率高、温度稳定性好和循环寿命长等优点 ， 在先进电子和电力系统中起着至关重要的作用 ， 特别是在脉冲功率技术领域有着不可替代的应用 。 当前 ， 电子器件正向小型化、轻型化方向发展 ， 这也对陶瓷电容器的储能密度提出了更高的要求 。
文章图片
a:Ba6Ti17O40前躯体的电子显微镜照片；b:<111>取向钛酸锶模板的电子显微镜照片
近日 ， 西安交通大学电信学部徐卓、李飞教授课题组基于钙钛矿晶体电致伸缩效应的各向异性特点 ， 提出了一种新的设计思路 ， 即通过控制晶粒取向来降低陶瓷电容器在强场下所产生的应变和应力 ， 避免微裂纹和拉伸应力所导致的陶瓷击穿 ， 从而提高其击穿电场强度和储能密度 。 为了实现这一想法 ， 课题组通过近两年时间的技术攻关 ， 首次合成了<111>取向的钛酸锶模板 ， 进而 ， 利用流延—模板法成功制备了织构度达91%的高质量<111>取向钛酸锶铋钠(NBT-SBT)多层织构陶瓷电容器 ， 大幅降低了陶瓷在强场下的电致应变 ， 提高了击穿电场(100MVm-1) ， 获得了高达21.5Jcm-3的储能密度 ， 这是目前已知陶瓷电容器的最高值 。 该研究所提出的材料设计思路可广泛应用于其他电子功能陶瓷 ， 如基于电卡效应的固态制冷陶瓷等 ， 提高它们在强场条件下工作的稳定性和可靠性 。
文章图片
a:<111>取向钛酸锶铋钠(NBT-SBT)多层织构陶瓷电容器照片;
b:<111>取向NBT-SBT多层织构陶瓷横截面的电子显微照片
c:放大后的电子显微照片;
d:<111>取向NBT-SBT陶瓷的晶粒取向分布图
文章图片
a:NBT-SBT多层陶瓷应变与电场的关系;
b:<111>取向多层陶瓷极化强度与电场的关系
c:<111>织构陶瓷的储能密度与其他陶瓷材料的对比
文章作者该论文的第一作者和通讯作者分别为西安交大电信学部博士后李景雷和教授李飞 ， 共同通讯作者为哈尔滨工业大学副教授常云飞和澳大利亚伍伦贡大学教授张树君 。 武汉理工大学研究员沈忠慧和西安交大航天航空学院教授李群课题组完成了该论文中的有限元仿真工作 。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41563-020-0704-x
文章图片
「出品/党委宣传部」
内容来源/电信学部
【西安交通大学|能大幅提高陶瓷电容器储能密度！，给力！西安交大这项科研成果】责任编辑/崔可嘉
推荐阅读
![[幼儿园]这些时间都定了！幼儿园开学、中考、暑假……](http://bq-img.peco.uodoo.com/columbus/img/oc/1002/fb14b98257874f20044487347ad0bda3.jpg)
- 西安发布|打破国外技术垄断，陕鼓自主研发全球最大轴流压缩机
- 西安大热议|国家队出手！华为帮手来了！
- 西安来肯信息|建材进销存管理软件如何解决行业四大痛点！
- 爱辉科技|价格又开“倒车”，值得入手吗？，又一超强旗舰登场！性能大幅升级
- 无线视界|换手机不用换号，5G资费大幅跌价，5G通讯新规确认
- 中金网|智能网联汽车占比上升，大陆集团：全球汽车产量大幅下滑
- 中国科技先生|华为逆势猛增剑指全球第一，奇迹！美国三大存储巨头收入大幅下滑
- iPhone■海南全岛将推行“零关税”：iPhone等苹果产品迎来大幅降价
- 苹果公司■苹果公司被迫无奈大幅下调iPhone 12的价格
- 挖贝网|业务规模大幅下滑，中燕传媒2019年亏损120.31万亏损增加