中科院上硅所：無鉛鈮酸鈉基多層陶瓷電容器開發取得突破

發布時間 | 2024-01-31 10:54 分類 | 技術前沿點擊量 | 670

MLCC

導讀：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隊設計開發的新型鈮酸鈉基多層陶瓷電容器實現了整體性能的突破，為惡劣工況下高性能無鉛多層陶瓷電容器設計開辟了新的研究方向。

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隊設計開發的新型鈮酸鈉基多層陶瓷電容器實現了整體性能的突破，為惡劣工況下高性能無鉛多層陶瓷電容器設計開辟了新的研究方向。

相關論文地址：https://doi.org/10.1002/aenm.202304291

近年來，隨著環保推進，對低鉛和無鉛的材料替代研究勢在必行。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，關于鈮酸鈉基多層陶瓷電容器的研究和報道有限。

MLCC需要對材料的電學、機械和熱學性能精細控制，例如在電介質損耗、介電常數、溫度穩定性、頻率響應和壓電性能等方面調節，以滿足電容器應用的需求，因此新材料配方體系的開發難度極高。本次科研團隊設計了一種新型0.67NaNbO3-0.18(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.15Bi(Mg0.5Hf0.5)O3無鉛多層陶瓷電容器——介質層為 5.5μm、層數為9層的多層陶瓷電容器。在1100 kV/cm的電場下，這種新型電容器不僅獲得了超高的儲能密度（12.65 J/cm3）和儲能效率（88.5%），還表現出溫度穩定性(-100-150℃ )和循環疲勞穩定性(高達107次)，突出了鈮酸鈉基多層陶瓷電容器在儲能應用中的優秀潛力。

參考來源：上硅所