钛酸钡-铌酸钾钠弛豫铁电储能陶瓷的合成和表征

综合储能性能(充电能量密度、放电能量密度和储能效率)较低是储能陶瓷领域亟待解决的关键科学问题。同时提高陶瓷的极化差(ΔP)和击穿场强(BDS)，是提高陶瓷综合储能性能的重要方法。以BaTiO₃(BT)为主晶相，K_0.5Na_0.5NbO₃(KNN)为包覆剂、助烧剂和添加剂，合成了晶粒尺寸为100 nm和200 nm的BT-KNN陶瓷。结果表明：BT-KNN陶瓷具有明显的纳米畴、弛豫行为和介电温度稳定性，且兼具高ΔP和高BDS。相比晶粒尺寸为100 nm的BT-KNN陶瓷，晶粒尺寸为200 nm的BT-KNN陶瓷具有更加优异的综合储能性能，包括较高的充电能量密度W (2.50 J·cm^-3)、放电能量密度Wrec (2.08 J·cm^-3)和储能效率η (83.2%)。该研究可为高综合储能性能陶瓷的合成提供一定的理论依据。