[发明专利]脉冲储能陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种脉冲储能介质陶瓷材料及制备方法，属于电子元器件材料领域。本发明由K_0.5+xLa_yBi_0.5(Mg_0.5Zr_0.5)_yTiO₃(0≤x≤0.05，0.05≤y≤0.15)主晶相和改性添加剂组成。所述改性添加剂为：CeO₂、Nb₂O₅、Nd₂O₃、ZnO、MnCO₃、SiO₂中的一种或几种。其制备方法包括配料、球磨、造粒、成型、烧结。所述脉冲储能介质陶瓷材料有较高的储能密度，在200kV/cm(交流)下为2.0J/cm³，抗电强度为130～200kV/cm(交流)，储能效率为73％～75％，性能稳定，适于制作脉冲电容器介质材料。制备方法具有简单、易控、环保和成本低廉的特点。

技术领域

本发明属于电子材料技术领域，涉及脉冲储能陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着全球范围内能源消耗的急剧増加和生态环境日益恶化，各国均加快了对可再生能源技术如太阳能、风能、热能等进行了广泛的开发研究工作以期减轻甚至替代对化石燃料能源的使用。在此背景下，更有效地储存和提供电能的储能元器件的开发和硏制工作受到了更加广泛的关注。与电化学超级电容器、锂电池和燃料电池等储能器件相比，介质电容器有偏低的能量密度,较高的功率密度，并且能够在极短的时间内以脉冲功率的形式将能量释放至负载。具有高的储能密度、快的充放电速度、稳定的工作性能、可在大电流和高温高压下工作以及优良的循环性能。在脉冲功率设备中，作为储能元件的电容器在整个设备中占有很大的比重,是极为重要的关键部件。在新能源发电、混合动力汽车、生物医疗、石油勘探、国防军工等领域有着重要的应用价值。面对复杂环境和高度集成信息化的趋势，全固态多层陶瓷脉冲储能电容器具有小型化、片式化、可靠性高等特点，已成为高性能脉冲储能电容器的必然选择。