一种基于铁电多孔陶瓷的β辐射伏特效应电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种基于铁电多孔陶瓷的β辐射伏特效应电池及其制备方法，所述电池包括上电极层、铁电多孔陶瓷层和下电极层；所述上电极层、铁电多孔陶瓷层和下电极层依次相连设置，且所述铁电多孔陶瓷层内填充放射源，所述放射源为氚水。本发明专利技术是利用铁电多孔陶瓷自发极化而在内部形成的内部电场分离β粒子轰击产生的电子

【技术实现步骤摘要】
一种基于铁电多孔陶瓷的
β
辐射伏特效应电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种β辐射伏特效应电池，具体涉及一种采用铁电多孔陶瓷为转能材料，氚水为放射源的β辐射伏特效应电池及其制备方法，属于核能利用


技术介绍

[0002]β辐射伏特效应电池是将放射性同位素在发生β衰变时释放的能量转化为电能的装置。相较于传统电池，β辐射伏特效应电池具有能量密度高、服役寿命长、环境适应性强、性能稳定、无需维护、可微型化等优点，在航空航天、军事国防、生物医疗、极地探测方面有着极高的应用价值。目前已成功服役于军事卫星、心脏起搏器、微型机电系统、空间探测器、水下监测和航标灯等多个领域。
[0003]β辐射伏特效应电池的研发主要涉及三方面的问题：1、同位素放射源的选择；2、转能材料的选择；3、转能器件的设计。
[0004]同位素放射源的选择需要考虑安全、半衰期、成本、能量吸收率等方面的因素。传统β辐射伏特效应电池放射源常为固态板式结构，这种形式的反射源存在非常严重的能量损耗，因为转能材料只能接受某个特定方向的β粒子，辐射向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种β辐射伏特效应电池，其特征在于，所述电池包括上电极层、铁电多孔陶瓷层和下电极层；所述上电极层、铁电多孔陶瓷层和下电极层依次相连设置，且所述铁电多孔陶瓷层内填充放射源，所述放射源为氚水。2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述上电极层的厚度为150～400nm。优选地，所述铁电多孔陶瓷层的厚度为0.8～1.2mm。优选地，所述下电极层的厚度为150～400nm。优选地，所述铁电多孔陶瓷层中的铁电多孔陶瓷的孔径分布为10～100nm，孔隙率为20～40％。3.如权利要求1或2所述的电池，其特征在于，形成所述上电极层的电极材料和形成所述下电极层的电极材料相同或不同，彼此独立性选自银、铝、铜等金属。优选地，形成铁电多孔陶瓷层的材料包括锆钛酸铅(Pb(Zr1‑
y
Ti
y
)O3，其中，1>y>0)、掺镧锆钛酸铅(Pb1‑
x
La
x
(Zr1‑
y
Ti
y
)O3，其中，1>x>0、1>y>0)、钛酸钡(BaTiO3)、掺镧钛酸钡(Ba1‑
x
La
x
TiO3，其中，1>x>0)、铁酸铋(BiFeO3)、掺镧铁酸铋(Bi1‑
x
La
x
FeO3，其中，1>x>0)中的至少一种。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的电池，其特征在于，所述电池的开路电压为80～110mV。优选地，所述电池的短路电流为5～8nA。5.权利要求1
‑
4任一项所述的β辐射伏特效应电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)制备片状铁电多孔陶瓷；(2)使用真空热蒸镀的方法在片状铁电多孔陶瓷上下表面沉积金属电极，形成上电极层和下电极层；(3)使用铁电测试仪对步骤(2)的产品进行直流饱和极化处理；(4)将经过极化处理的步骤(3)的产品浸入氚水中，静置；(5)对步骤(4)的静置后的产品进行电极接引线和电池封装，制备得到所述β辐射伏特效应电池。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，形成铁电多孔陶瓷层的材料包括锆钛酸铅(Pb(Zr1‑
y
Ti
y
)O3，其中，1>y>0)、掺镧锆钛酸铅(Pb1‑
x
La
x
(Zr1‑
y
Ti
y
)O3，其中，1>x>0、1>y>0)、钛酸钡(BaTiO3)、掺镧钛酸钡(Ba1‑
x
La
x
TiO3，其中，1>x>0)、铁酸铋(BiFeO3)、掺镧铁酸铋(Bi1‑
x
La
x
FeO3，其中，1>x>0)中的至少一种。7.如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，形成铁电多孔陶瓷层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，宋志雄，江正明，薛丽燕，陈恒，
申请(专利权)人：闽都创新实验室，
类型：发明
国别省市：