近日，中科院上硅所鐵電陶瓷材料與器件課題組王根水研究員團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)的新型鈮酸鈉基多層陶瓷電容器實(shí)現(xiàn)了整體性能的突破，為惡劣工況下高性能無鉛多層陶瓷電容器設(shè)計(jì)開辟了新的研究方向。

相關(guān)論文地址：https://doi.org/10.1002/aenm.202304291

近年來，隨著環(huán)保推進(jìn)，對(duì)低鉛和無鉛的材料替代研究勢(shì)在必行。比如，研究人員致力于改善鉛基(PbZrO3)、鈦基((Bi0.5Na0.5)TiO3和BaTiO3)和鐵基(BiFeO3)多層陶瓷電容器（MLCC）的儲(chǔ)能性能。然而，鈮酸鈉作為研究最廣泛的無鉛反鐵電材料之一，關(guān)于鈮酸鈉基多層陶瓷電容器的研究和報(bào)道有限。

MLCC需要對(duì)材料的電學(xué)、機(jī)械和熱學(xué)性能精細(xì)控制，例如在電介質(zhì)損耗、介電常數(shù)、溫度穩(wěn)定性、頻率響應(yīng)和壓電性能等方面調(diào)節(jié)，以滿足電容器應(yīng)用的需求，因此新材料配方體系的開發(fā)難度極高。本次科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種新型0.67NaNbO3-0.18(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.15Bi(Mg0.5Hf0.5)O3無鉛多層陶瓷電容器——介質(zhì)層為 5.5μm、層數(shù)為9層的多層陶瓷電容器。在1100 kV/cm的電場(chǎng)下，這種新型電容器不僅獲得了超高的儲(chǔ)能密度（12.65 J/cm3）和儲(chǔ)能效率（88.5%），還表現(xiàn)出溫度穩(wěn)定性(-100-150℃ )和循環(huán)疲勞穩(wěn)定性(高達(dá)107次)，突出了鈮酸鈉基多層陶瓷電容器在儲(chǔ)能應(yīng)用中的優(yōu)秀潛力。

參考來源：上硅所