The invention discloses a high energy density of dielectric material and preparation method thereof, wherein the dielectric material by BST30 ceramic powder and thermosetting polymer composites, the BST30 ceramic powder by the chemical composition of Ba0.7Sr0.3TiO3 single phase composition of powder, thermosetting polymers for cyanate ester, its preparation method for the synthesis of the first 1. BST30 ceramic powder; 2. synthesized BST30 powder pressing or casting round or square blank; 3. BST30 body and cyanate ester compound, to obtain compact storage medium material, compared with the prior art, the preparation method of the energy storage medium material preparation process is simple, with high dielectric constant (> 300), low dielectric loss (< 0.03), high breakdown field strength (> 120.0kV/mm) and high energy density (> 18.0J/cm
【技术实现步骤摘要】
一种高储能密度介质材料及其制备方法
本专利技术属于电介质储能材料领域,尤其是具体涉及一种高储能密度介质材料及其制备方法。
技术介绍
近年来在电子工业领域,高储能密度器件越来越受到人们的关注,研究新的高储能器件迫在眉睫,相比较于传统的储能器件,电介质电容器利用极化电荷来存储电能,其充放电速率以及放电功率密度比传统储能器件高几个数量级;另外,其具有更好的稳定性,在脉冲功率
,混合动力汽车方面需求较大,具有很高的应用前景,但是目前的电介质储能电容器的储能密度还远远达不到应用的需求,因此在保持其高功能密度的前提下如何提高电介质材料的储能密度成为研究重点。在电介质储能材料中,其储能密度用来表示,其中ε0为真空介电常数,εr为相对介电常数,E为电场强度,可以看出电介质储能材料的储能密度由两个因素决定:介电常数和击穿电场强度。目前电容器储能器件的电介质材料主要有TiO2、BaTiO3、Ba1-xSrxTiO3等,都具有较高的介电常数,尤其是Ba1-xSrxTiO3(BST)因其具备高的介电常数和低介电损耗,得到了广泛的研究,但是,Ba1-xSrxTiO3陶瓷的介电强度一般低于8kV/mm,不利于获得较高的储能密度,另外,单一成分Ba1-xSrxTiO3陶瓷介电常数随温度变化较大,不利于器件工作的稳定性。专利(201510243383)通过用Ca、Sn对BaTiO3的A位和B位同时进行置换改性,获得了高介电常数和较低的介电损耗。专利(201410606390)用环氧树脂改性的BaTiO3陶瓷粉料与PVDF复合,大大提高了其击穿电场强度。专利(201210150158 ...
【技术保护点】
一种高储能密度介质材料,其特征在于:其由BST30陶瓷粉体和热固性聚合物复合而成,所述BST30陶瓷粉体由化学组成为Ba0.7Sr0.3TiO3的单相粉体组成,所述的热固性聚合物为氰酸酯。
【技术特征摘要】
1.一种高储能密度介质材料,其特征在于:其由BST30陶瓷粉体和热固性聚合物复合而成,所述BST30陶瓷粉体由化学组成为Ba0.7Sr0.3TiO3的单相粉体组成,所述的热固性聚合物为氰酸酯。2.根据权利要求1所述的一种高储能密度介质材料,其特征在于:所述介质材料的介电常数>300,介电损耗<0.03,击穿电场强度>120.0kV/mm,储能密度>18J/cm3,-55~125℃范围内的介电常数变化率为-15.0%~2.0%。3.根据权利要求1或2所述的一种高储能密度介质材料的制备方法,其特征在于:其包括如下步骤:(1)BST30陶瓷粉体的制备:按照化学组成Ba0.7Sr0.3TiO3的化学计量比分别量取BaCO3、SrCO3、TiO2粉末进行球磨混合,然后将混合物置于1150~1250℃的温度条件下进行处理得到BST30单相陶瓷粉体;(2)BST30陶瓷坯体的制备:将上述制得的BST30单相陶瓷粉体进行造粒,然后在50~200M...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑兴华,贾志伟,任治兵,
申请(专利权)人:福州大学,
类型:发明
国别省市:福建,35
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