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一种耐高压高储能密度电容器及其制备方法技术

技术编号:8960205 阅读:131 留言:0更新日期:2013-07-25 19:36
本发明专利技术涉及一种耐高压高储能密度电容器及其制备方法,包括基体、底电极、介电层、顶电极,用Si或SiO2/Si作为基体,底电极为金属薄膜、导电氧化物薄膜、或两种组合;介电层由BaTiO3铁电薄膜组成,顶电极为金属薄膜点电极。采用金属靶或/和导电氧化物靶,单靶以射频或直流磁控溅射的方式在基体上沉积金属薄膜、或导电氧化物薄膜、或先沉积金属薄膜再沉积导电氧化物薄膜,采用陶瓷BaTiO3靶,以射频磁控溅射的方式在底电极上沉积BaTiO3层,采用金属靶,以射频磁控溅射方式沉积顶电极。本发明专利技术制备出的薄膜电容器体积小,耐高压,其击穿场强Eb高于1000kV/cm;其实际放电能量密度不低于10J/cm3;损耗低,在频率及温度变化时,介电性能保持稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁电陶瓷薄膜电容器及其制备方法。
技术介绍
在与普通电池及电化学电容器相比,常规电容器由于具有轻便,高效,环境友好,比功率高等特性,但其比能量低。近年来,由于新技术的发展和新应用的要求,高储能、小型化、轻质量、低成本、高可靠性的高储能密度电容器得到越来越广泛的研究。目前应用较多的电容器主要有以下三类:1)电解电容器(Al,Ta)。这种电容器的电容量大,但高温高频下电容减小,漏导电流增大。2)聚合物薄膜电容器。这种电容器击穿场强大,但介电常数较低,而且工作温度< 150°C,在高温下容易失效。3)陶瓷电容器。这种电容器具有高的介电常数但击穿场强小。前两种材料无法满足环境的友好可持续发展,而陶瓷材料(无铅陶瓷)由于其环境友好性好,将会得到越来越广泛的应用。这三种电容器的共性在于储能密度低。储能密度与介电常数的一次方,电场强度的二次方成正比,与电容器的体积成反比。所以可以通过提高介电层的介电常数和击穿电场强度,减小电容器的体积来增加电容器的储能密度。针对提高电容器储能密度的问题,国内外有很多学者进行了深入的研究。J.K.Yuan分别以PVDF和PANI为基体和填料,制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高压高储能密度电容器,其特征是,包括基体、底电极、介电层、顶电极,用Si或SiO2/Si作为基体,底电极为金属薄膜、导电氧化物薄膜、或两种组合,厚度为100~1000nm;介电层由BaTiO3铁电薄膜组成,厚度为200nm~5μm;顶电极为直径20~500μm的金属薄膜点电极。

【技术特征摘要】
1.一种耐高压高储能密度电容器,其特征是,包括基体、底电极、介电层、顶电极,用Si或Si02/Si作为基体,底电极为金属薄膜、导电氧化物薄膜、或两种组合,厚度为100 IOOOnm ;介电层由BaTiO3铁电薄膜组成,厚度为200nm 5 μ m ;顶电极为直径20 500 μ m的金属薄膜点电极。2.根据权利要求1所述的一种耐高压高储能密度电容器,其特征是,金属薄膜选自T1、Pt。3.根据权利要求1所述的一种耐高压高储能密度电容器,其特征是,导电氧化物薄膜采用钙钛矿ABO3结构的导电陶瓷材料钛酸锶、镍酸镧或钴酸镧锶。4.根据权利要求1所述的一种耐高压高储能密度电容器,其特征是,金属薄膜点电极为金或银。5.根据权利要求1所述的一种耐高压高储能密度电容器,其特征是,底电极为金属薄膜与导电氧化物薄膜 组合,金属薄膜为T1、Pt薄膜,导电氧化物薄膜采用钙钛矿ABO3结构的导电陶瓷材料LaNiO3。6.一种耐高压高储能密度电容器的制备方法,其特征是,包括步骤如下: (1)基体处理: 选用Si或Si02/Si作为薄膜电容器的基体,用丙酮和酒精对其进行超声清洗,吹干,将其加热到...

【专利技术属性】
技术研发人员:欧阳俊袁美玲
申请(专利权)人:欧阳俊
类型:发明
国别省市:

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