近日，中科院上硅所铁电陶瓷材料与器件课题组王根水研究员团队设计开发的新型铌酸钠基多层陶瓷电容器实现了整体性能的突破，为恶劣工况下高性能无铅多层陶瓷电容器设计开辟了新的研究方向。

相关论文地址：https://doi.org/10.1002/aenm.202304291

近年来，随着环保推进，对低铅和无铅的材料替代研究势在必行。比如，研究人员致力于改善铅基(PbZrO3)、钛基((Bi0.5Na0.5)TiO3和BaTiO3)和铁基(BiFeO3)多层陶瓷电容器（MLCC）的储能性能。然而，铌酸钠作为研究最广泛的无铅反铁电材料之一，关于铌酸钠基多层陶瓷电容器的研究和报道有限。

MLCC需要对材料的电学、机械和热学性能精细控制，例如在电介质损耗、介电常数、温度稳定性、频率响应和压电性能等方面调节，以满足电容器应用的需求，因此新材料配方体系的开发难度极高。本次科研团队设计了一种新型0.67NaNbO3-0.18(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.15Bi(Mg0.5Hf0.5)O3无铅多层陶瓷电容器——介质层为 5.5μm、层数为9层的多层陶瓷电容器。在1100 kV/cm的电场下，这种新型电容器不仅获得了超高的储能密度（12.65 J/cm3）和储能效率（88.5%），还表现出温度稳定性(-100-150℃ )和循环疲劳稳定性(高达107次)，突出了铌酸钠基多层陶瓷电容器在储能应用中的优秀潜力。

参考来源：上硅所