资源描述：
《高储能密度介电材料研的究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、高储能密度介电材料的研究进展/黄佳佳等307高储能密度介电材料研的究进展-,,黄佳佳张勇陈继春(清华大学核能与新能源技术研究院精细陶瓷北京市重点实验室,北京100084)摘要介,!一绍了电介质材料储能密度的概念和测童方法分别对陶瓷材料聚合物材料和陶瓷聚合物复合介电材料的研究进展进行",!!面进了概述在此基础上指出在复相介电材料制备方法组分优选表面改性和加工工艺等方行深入研究是进一步提高电介质材料储能密度的有效途径"关键词储能密度电容器介电材料AnOvevriwenoDielectricMaterialswithHighEnergyStorageDensit
2、yHUAa,ong,eunNGJiajiZHANGYCHENJihneerery,nsttuteoueearaeneyTeenoogy,suaversty,(Beij飞iFiCmaiLaboarotIifNlndNwE堪hlTinghUniiBeiji飞100084)sraceeoneePtaneasurentetosoeneystoreenstyinteeeetreteasaren-AbttThdmmemhdf眼昭dihdilinarrilituee己eortoreeentresre,eereanlereeetreaterasatereostestene
3、yordAcdi眼eah~nd即lydilimilndhimpoiwihhigh啥storeenstyareretreereneetoteeurrentresreress,teaneeoneueatteeneyst娘divi.dWihfheahporgiblddthh馆-oweeenstyoetreeosteteraseoueveerPreParatonetos,nentsoptiza-argdifdilecimpoimailldbimpordbyPorPimhd卯mition,surfaeemodifieationandtheeontroll眼iofpr
4、oeessingPoreedures.moceo5energystoareensty,eapaeor,eeetrCterasKyw川gdiitdilinaril随着能源需求的不断增加,",和化石燃料的持续消耗提高传测得的储能密度一般高于直流电场下的测量值实际应用中统能源利用效率和拓展新能源实用范围的问题日益凸显"储储存在材料中的能量往往不能完全释放,只有释放出的一部分!!!能电容器具有储能密度高充放电速度快抗循环老化适用于能量才能加以利用"因此,所谓的储能密度是指在某种测试条高温高压等极端环境,,"和性能稳定的优点符合新时期能源利用件下材料在一定电场强度下
5、的可释放能量密度,!",的要求在电力电子系统中扮演着越来越重要的角色随着材在电场强度为E的电场下电位移D的微小变化量dD引,"":料科学的发展储能电容器仍有较大的发展空间改善其储能起的能量密度变化量为EDd储能密度可用式(1)表示特性的关键是研发高储能密度介电材料"J一(l)高储能密度介电材料的开发和应用仅有50多年历史"在令DEd:,",!式中J为储能密度D~饱和场强下的电位移民用方面太阳能风能等新能源发电系统以及混合动力汽车!,的逆变设备中储能,对于氧化铝石蜡和大多数聚合物等普通介电材料而言电容器是不可或缺的组成部分但由于介电",,,D一E("为介电常
6、数)介电常数与电场无关D与E呈线性关材料储能密度较低使得储能电容器占整个逆变设备体积的":,!!!40%;在军事应用方面坦克电磁炮定向能武器电气化发射系储能密度可表示为i平台以及综合全电力推进舰艇等负载都需要高达10Ak的工J=l/2尸(2),",作电流如此高的电流只能由高储能密度电容器提供:[l应用如图1(a)中三角形阴影面积所示提高线性介电材料储能于脉冲功率源的储能电容器需耐受,"IMV以上的高压并且形密度的途径是提高材料的介电常数和耐压强度线性介电材料."一-s",07/Jem3成高能脉冲的持续时间不低于10由此可见新技术的发储能密度一般可以达到展对
7、提高介电材料的储能特性进而实现设备的轻量化!微型化对于钦酸钡!钦酸惚等铁电体和某些具有铁电性的聚合物,,和满足特殊用途提出了更高的要求"而言电位移D与电场强度E呈非线性关系介电常数的大小依赖于外加电场"当外加电场强度超过矫顽电场强度时,材料1储能密度"由于存在电滞效应和剩余极化,开始储能储存在材料中的电,,根据经典电磁学理论的定义材料的储能密度是指单位体能并不能完全释放有效储能密度应去掉能量损失部分(电滞回,",,积容纳的电能普遍使用的单位为J/c耐研究发现储能密度线闭合部分)可释放的电能为图1(b)中曲边三角形的阴影部:,测得的储能密度越"!与外加电场强
8、度有关外加电场强度越大分面积铁电体的储能密度取决于击穿场强的大小剩
