[发明专利]钛酸铋钠钛酸锶基储能陶瓷材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种具有高储能密度和高功率密度的钛酸铋钠钛酸锶基储能陶瓷材料及其制备方法，采用0.72Bi0.5Na0.5TiO3‑0.28SrTiO3体系铁电材料为基础,将铋层状材料铌酸铋钡(BaBi2Nb2O9)按照一定摩尔比掺入到钛酸铋钠钛酸锶基陶瓷中，采用固相合成方法，制备得到一种新型的具有高储能密度和高功率密度的储能陶瓷材料，该陶瓷材料的化学组成是(1‑x)(0.72Bi0.5Na0.5TiO3‑0.28SrTiO3)‑xBaBi2Nb2O9，其中0.01≤x≤0.04。本发明获得的储能陶瓷材料，主要性能参数可利用储能密度Wrec＝3.97J/cm3，储能效率η＝81％，在120kV/cm电场下，电流密度509.5A/cm2功率密度(PD)可达30.57MW/cm3。此外制备工艺稳定可靠，生产成本低，易于实现工业化生产，在储能领域具有良好的应用前景。利用这种材料制得的陶瓷元件，组装成各种储能电容器，能够运用到军事(为电磁枪炮、飞机弹射系统提供电能)、民用(电动汽车逆变器等)、和科学领域(粒子加速器的驱动等)等领域。