新技术使电容储能增加一倍

shcpz

新技术使电容储能增加一倍 [复制链接]

根据美国亚特兰大州佐治亚理工学院有机光电中心（Center for Organic Photonics and Electronics）的研究人员介绍，一种创新的封装技术将使用具有高介电常数特性的钛酸钡(BaTiO3)纳米级微粒子来制造电容器，该技术能使电容器储存的能量提高一倍。

聚碳酸酯（左上、左下）、Viton 氟橡胶聚合体（右上、右下）和钛酸钡做成的纳米级复合物的扫描电子显微照片显示膜均匀性有了显著提高

材料科学家一直以来对钛酸钡在电容器中的应用都非常感兴趣，但是，这种材料在多聚物矩阵中的发散性一直是一个亟待解决的问题。新工艺采用专门制造的有机磷酸来封装这些纳米级微粒子，改变了它的表面形状，从而克服了这个问题，创建了均衡的纳米级复合物。结果出现了一种部分是多聚物、部分是陶瓷的新型电容，Perry称为“混合电容。”

“我们的研究小组已经开发了多种纳米级复合物，它们含有一种非凡的化合物，这种化合物既具有高介电常数，同时具有高介质击穿力（dielectric breakdown strength）”，Joseph W. Perry教授介绍说，“对于电容以及其他相关应用，材料中所能储存的能量多少和这两种因素有关。”

这种材料测试时可以达到1MHz，这意味着，到目前为止，采用这种结构生产的电容器最适合的应用是需要快速能量爆发的脉冲功率型（pulse-power-type）应用。Perry 说：“我们这里所讨论的时间概念是微秒级，但我更愿意是纳秒级。”

但是，要将这种电容应用到具体产品如手机中，还需要更高的工作频率。“我们想达到GHz水平，”Perry 说，但是仍存在困难。“一般情况下，频率越高，就会出现滚降（rolloffs）， 我们想知道这些材料的滚降频率（rolloff frequencies）以及滚降度是多少。”

自从这种技术在《Advanced Materials》2007第4期报道以来，已有四五家生产商表示他们对这种新技术感兴趣。Perry说，“我们并不期盼从人们对这种新技术的好奇中获益，目前该技术接受授权，我们也希望有些公司能提供经济赞助以用于进一步的研究和开发。”

虽然这种材料无须进一步改进即可投入商业应用，但他们最重要的贡献应该在于展示了一种新的封装技术——这种技术在其他纳米级复合材料上也有广泛应用。“除了电容，还有很多应用领域中高介电材料扮演重要作用，如：场效应晶体管、显示器以及其他电子器件，”Perry说，“采用我们的材料，就能提供一种高介电层用于上述这些类型的应用中

maningmei

新技术带来的好处不言而喻