[发明专利]一种兼具高储能密度和储能效率的NN基储能陶瓷块体材料及其制备方法

权利要求书

1. 一种NN基储能陶瓷块体材料，其特征在于，所述NN基储能陶瓷块体材料的化学组成为 Na_1-3yBi_yNb_1-xTa_xO₃，其中x=0.05～0.15，y=0.1；

所述的NN基储能陶瓷块体材料的制备方法，其特征在于，包括：

（1）按照化学式Na_1-3yBi_yNb_1-xTa_xO₃，称量原料氧化钠粉、氧化铋粉、氧化铌粉和氧化钽粉并混合后，在850～900℃下煅烧4～6小时，得到Na_1-3yBi_yNb_1-xTa_xO₃粉体；

（2）将所得Na_1-3yBi_yNb_1-xTa_xO₃粉体倒入模具后置于SPS烧结炉内进行放电等离子烧结，得到陶瓷片；所述放电等离子烧结的压强为10～30MPa，温度为1000～1100℃，时间为2～10分钟；

（3）将所得陶瓷片置于马弗炉内进行退火处理，得到所述NN基储能陶瓷块体材料；所述退火处理的气氛为空气，温度为950～1000℃，时间为5～10小时。

2. 根据权利要求1所述的NN基储能陶瓷块体材料，其特征在于，所述NN基储能陶瓷块体材料的密度达到4.79 g/cm³；所述NN基储能陶瓷块体材料的平均晶粒尺寸低至1.22μm。

3.根据权利要求1所述的NN基储能陶瓷块体材料，其特征在于，所述NN基储能陶瓷块体材料在室温下为赝立方相结构。

4. 根据权利要求1-3中任一项所述的NN基储能陶瓷块体材料，其特征在于，在560 kV/cm的工作电场下，所述NN基储能陶瓷块体材料的可释放能量密度大于6 J/cm³，所述NN基储能陶瓷块体材料的储能效率大于90%。

5.根据权利要求1所述的NN基储能陶瓷块体材料，其特征在于，所述煅烧的温度为900℃，煅烧时间为5小时。

6.根据权利要求5所述的NN基储能陶瓷块体材料，其特征在于，所述煅烧的升温速率为3℃/min。

7.根据权利要求1所述的NN基储能陶瓷块体材料，其特征在于，所述放电等离子烧结的压强为30MPa，温度为1050℃，保温时间为5分钟。

8.根据权利要求1或7所述的NN基储能陶瓷块体材料，其特征在于，所述放电等离子烧结的升温速率为70～150℃/min。

9.根据权利要求8所述的NN基储能陶瓷块体材料，其特征在于，所述放电等离子烧结的升温速率为100℃/min。

10.根据权利要求1所述的NN基储能陶瓷块体材料，其特征在于，所述退火处理的温度为980℃，保温时间为6小时。

11.一种权利要求1-10中任一项所述的NN基储能陶瓷块体材料在储能电容器中的应用。