一种锆锡复合离子改性钛酸铋钠基电介质储能陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锆锡复合离子改性钛酸铋钠基电介质储能陶瓷材料及其制备方法，所述陶瓷材料的化学通式为(Bi<subgt;0.5</subgt;Na<subgt;0.5</subgt;)<subgt;0.65</subgt;(Ba<subgt;0.3</subgt;Sr<subgt;0.7</subgt;)<subgt;0.35</subgt;Ti<subgt;(1‑x)</subgt;(Zr<subgt;0.8</subgt;Sn<subgt;0.2</subgt;)<subgt;x</subgt;O<subgt;3</subgt;，其中，0.01≤x≤0.10。本发明专利技术通过引入复合离子(Zr<subgt;0.8</subgt;Sn<subgt;0.2</subgt;)<supgt;4+</supgt;等价取代取代(Bi<subgt;0.5</subgt;Na<subgt;0.5</subgt;)<subgt;0.65</subgt;(Ba<subgt;0.3</subgt;Sr<subgt;0.7</subgt;)<subgt;0.35</subgt;TiO<subgt;3</subgt;中B位的Ti<supgt;4+</supgt;离子，有效提升了晶粒的致密度，显著提升了陶瓷的击穿场强，获得了细长的电滞回线，在低电场下获得了优异储能性能和介电温度稳定性。本发明专利技术突破了低电场下储能密度低的难点，且制备工艺简单，易于操作，具有较好的性能稳定性，满足目前电子产品小型化和集成化的发展需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无铅电介质储能陶瓷材料，尤其涉及一种锆锡复合离子改性钛酸铋钠基电介质储能陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

1、为了促进能源利用的可持续、绿色高质量发展，迄今已开发出许多新的发电方式(如潮汐能、风能、太阳能等)。新型绿色能源既满足了人类对能源的需求，又大大降低了对环境的影响。然而，这种新能源的利用存在着转换效率低、储存不方便等诸多问题，因此，研究和开发高效储能技术势在必行。相比于其他储能材料，如电池、电化学电容器以及燃料电池，电介质电容器具有超高功率密度和超快放电速率的独特特性，在高脉冲功率系统中与其他储能器件相比具有很强的竞争力，电介质电容器在电子设备和电力系统中发挥着越来越重要的作用，已成为全球的热点。然而，电介质电容器相对较低的能量存储密度阻碍了其更广泛的应用，因此目前研究主要集中在开发具有更高储能密度和稳定性好的电介质上，以满足小型化、集成化、高容量、高可靠性的发展要求。

2、na0.5bi0.5tio3(bnt)基无铅铁电材料由于bi 6s和o 2p轨道之间发生杂化(即孤对效应)形成孤电子对，使得纯bnt在室温下具有很高的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种锆锡复合离子改性钛酸铋钠基电介质储能陶瓷材料，其特征在于：以复合等价离子(Zr0.8Sn0.2)4+取代(Bi0.5Na0.5)0.65(Ba0.3Sr0.7)0.35TiO3中B位的Ti4+离子，形成的化学通式为(Bi0.5Na0.5)0.65(Ba0.3Sr0.7)0.35Ti(1-x)(Zr0.8Sn0.2)xO3，其中，0.01≤x≤0.10。

2.根据权利要求1所述的锆锡复合离子改性钛酸铋钠基电介质储能陶瓷材料，其特征在于：所述电介质储能陶瓷材料在210kV/cm低电场下的有效储能密度≥2.95J/cm3、储能效率≥83.3％，在20～249℃温度范围的介电...

【技术特征摘要】

1.一种锆锡复合离子改性钛酸铋钠基电介质储能陶瓷材料，其特征在于：以复合等价离子(zr0.8sn0.2)4+取代(bi0.5na0.5)0.65(ba0.3sr0.7)0.35tio3中b位的ti4+离子，形成的化学通式为(bi0.5na0.5)0.65(ba0.3sr0.7)0.35ti(1-x)(zr0.8sn0.2)xo3，其中，0.01≤x≤0.10。

2.根据权利要求1所述的锆锡复合离子改性钛酸铋钠基电介质储能陶瓷材料，其特征在于：所述电介质储能陶瓷材料在210kv/cm低电场下的有效储能密度≥2.95j/cm3、储能效率≥83.3％，在20～249℃温度范围的介电常数为2967±15％。

3.权利要求1或2所述锆锡复合离子改性钛酸铋钠基电介质储能陶瓷材料的制备方法，其特征在于包括以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恺，马佳奕，万德田，孙熠，沈宗洋，李月明，
申请(专利权)人：景德镇陶瓷大学，
类型：发明
国别省市：