陶瓷納米物理式能源儲放裝置及其制作方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種陶瓷納米物理式能源儲放裝置及其制作方法，該裝置包含至少兩儲電層、至少一介電層以及二電極板，儲電層包含介電陶瓷和納米導電質，納米導電質分散于介電陶瓷之間，介電層設置于兩個儲電層之間，而電極板設置于頂部及底部，當通電時，隨著電磁場的改電而改變介電陶瓷及介電層中的晶體結構，使納米導電層能夠通過晶體結構，而以物理方式快速地進行儲存電能或釋放電能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，尤其是利用高介電系數的介電陶瓷，摻入納米導電質，在通電時 改變晶體結構，而能夠使納米導電質通過，而以物理方式進行儲存電能或釋放電能。
技術介紹
傳統技術中，以電解質作為電能的儲存材料能夠儲存較大的電量，例如鋁電解電容，或是鉛蓄電池的硫酸/硫酸鉛等，主要是運用化學能與電能的轉換來進行充電、放電，主要仰賴離子來進行。但這些電解質或電解質溶液，有因放置過久而外部封裝破壞，致使電解質或電解質溶液泄露的風險，這對于環境會造成難以估計的傷害。另外，電極、電解液在使用后容易因為離子反應、氧化的現象而使得無法充飽，容量減低的問題，而這些電池的電解液若都處理不慎也容易流出。因此，需要一種能夠改善可靠性、電容量、充電速度，并提供更好的環境友善性的能源儲存裝置。
技術實現思路
本專利技術的主要目的是提供一種陶瓷納米物理式能源儲放裝置，本專利技術陶瓷納米物理式能源儲放裝置包含至少兩個儲電層、至少一介電層以及二個電極板，儲電層包含介電陶瓷和納米導電質，納米導電質分散于介電陶瓷之間，介電層設置于兩個儲電層之間，而電極板設置于最上層的儲電質的頂部，以及最下層的儲電層的底部。當從電極板通電時，由于電場及磁場的變化而使得介電陶瓷及介電層的晶格結構改變，使得納米導電質能夠通過介電陶瓷及介電層的晶格結構而導電，而能夠以物理的方式，達到快速地儲存及釋放電能的效果。形成介電陶瓷及介電層的材料的介電常數在900W/M 1800W/M的范圍，主要為鈦酸鹽，例如，鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)等。納米導電質可以為納米碳管、石墨烯等。電極板以導電材料所制成，包含金、銀、鉬、鈀或其合金或是石墨。本專利技術陶瓷納米物理式能源儲放裝置主要是利用充放電時，改變介電陶瓷的晶體結構而儲存/釋放電能。本專利技術的另一目的在提供一種陶瓷納米物理式能源儲放裝置的制作方法，該方法包含介電陶瓷漿料形成步驟、陶瓷板成型步驟、儲電層形成步驟、壓合及燒結步驟、電極板連接步驟以及連接封裝及檢驗步驟。介電陶瓷漿料形成步驟主要是將介電陶瓷的原料，如鈦酸鋇、鈦酸鍶、鋯鈦酸鉛等與酒精、甲苯等溶劑混合，再研磨，例如，球磨，為一介電陶瓷漿料，陶瓷板成型步驟將介電陶瓷漿料添加可塑劑及有機油脂類物質，如甘油，再次研磨并過篩后，烘烤將溶劑揮發后，而成型為一陶瓷板。儲電層形成步驟將陶瓷板燒結，并滲入納米導電質，而形成一儲電層。壓合及燒結步驟將每兩個儲電層中設置一介電層后，將所述儲電層及介電層共燒結，而形成一介電多層結構，電極板連接步驟將電極板設置于介電多層結構的頂部及底部，而形成單一陶瓷納米物理式能源儲放裝置。連接封裝及檢驗步驟依據所需的電量，將陶瓷納米物理式能源儲放裝置串聯或并聯，再進行外殼封裝、線路連接及電量檢驗。本專利技術的陶瓷納米物理式能源儲放裝置，主要是利用高介電系數的介電陶瓷，摻入納米導電質，在通電時藉由電磁場的變化，改變介電陶瓷及介電層的晶體結構及原子方向性，達到最大且最有效的導電面積，使納米導電質通過晶體結構而以物理方式快速地進行儲存電能或釋放電能，由于電子的移動速度優于離子，儲存及釋放電容的可耐性次數可達到IO6次，使得可靠度、電容量、電能轉換速度上都明顯優于傳統電容。附圖說明 圖I為本專利技術陶瓷納米物理式能源儲放裝置的截面示意圖；以及圖2為本專利技術陶瓷納米物理式能源儲放裝置的制作方法的流程圖。具體實施例方式以下配合說明書附圖對本專利技術的實施方式做更詳細的說明，以使本領域技術人員在研讀本說明書后能據以實施。參考圖1，圖I為本專利技術陶瓷納米物理式能源儲放裝置的截面示意圖。如圖I所示，本專利技術陶瓷納米物理式能源儲放裝置I包含至少兩個儲電層10、至少一介電層20以及二個電極板30，儲電層10包含介電陶瓷11和納米導電質13，納米導電質13分散于介電陶瓷11之間的空隙，介電層20設置于兩個儲電層之間，而電極板30設置于最上層的儲電質10的頂部，以及最下層的儲電層10的底部。當從電極板30通電時，由于電場及磁場的變化而使得介電陶瓷11及介電層20的晶格結構改變，使得納米導電質13能夠通過介電陶瓷11及介電層20的晶格結構而導電，而能夠以物理的方式，達到快速地儲存及釋放電能的效果O形成介電陶瓷11及介電層20的材料的介電常數在900W/M 1800W/M的范圍，主要為鈦酸鹽類，例如，鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)等。納米導電質13主要為納米碳管及石墨烯。電極板30是以導電材料所制成，包含金、銀、鉬、鈀或其合金或是石墨。參考圖2，圖2為本專利技術陶瓷納米物理式能源儲放裝置的制作方法的流程圖。如圖2所示，本專利技術陶瓷納米物理式能源儲放裝置的制作方法SI包含介電陶瓷漿料形成步驟S10、陶瓷板成型步驟S20、儲電層形成步驟S30、壓合及燒結步驟S40、電極板連接步驟S50以及連接封裝及檢驗步驟S60。介電陶瓷漿料形成步驟SlO主要是將介電陶瓷的原料，如鈦酸鋇、鈦酸鍶與酒精、甲苯等溶劑混合，再研磨，例如，球磨，為一介電陶瓷漿料，陶瓷板成型步驟S20將介電陶瓷漿料添加可塑劑及有機油脂類物質，再次研磨并過篩后，烘烤將溶劑揮發后，而成型為一陶瓷板。儲電層形成步驟S30將陶瓷板燒結，并滲入納米導電質，而形成一儲電層。壓合及燒結步驟S40將每兩個儲電層中設置一介電層后，將所述儲電層及介電層共燒結，而形成一介電多層結構，電極板連接步驟S50將電極板設置于介電多層結構的頂部及底部，而形成單一陶瓷納米物理式能源儲放裝置。連接封裝及檢驗步驟S60依據所需的電量，將陶瓷納米物理式能源儲放裝置串聯或并聯，再進行外殼封裝、線路連接及電量檢驗。進一步地，本專利技術陶瓷納米物理式能源儲放裝置的制作方法SI可進一步在壓合及燒結步驟S40或電極板連接步驟S50之后包含一容量檢驗步驟S45，以確保陶瓷納米物理式能源儲放裝置的電容量。本專利技術的陶瓷納米物理式能源儲放裝置，主要是利用高介電系數的介電陶瓷，摻入納米導電質，在通電時藉由電磁場的變化，改變介電陶瓷及介電層的晶體結構及原子方向性，達到最大且最有效的導電面積，使納米導電質通過晶體結構而以物理方式快速地進行儲存電能或釋放電能，由于電子的移動速度優于離子，儲存及釋放電容的可耐性次數可達到IO6次，使得可靠度、電容量、電能轉換速度上都明顯優于傳統電容。 以上所述者僅為用以解釋本專利技術的較佳實施例，并非企圖據以對本專利技術做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的專利技術精神下所作有關本專利技術的任何修飾或變更，皆仍應包括在本專利技術意圖保護的范疇。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種陶瓷納米物理式能源儲放裝置，其特征在于，包含：至少兩個儲電層，包含多個介電陶瓷和多個納米導電質，所述納米導電質分散于所述介電陶瓷之間；至少一介電層，每一介電層設置于所述儲電層的兩個之間；以及二電極板，以一導電材料制成，分別設置于所述儲電質的最上層的頂部，以及所述儲電層的最下層的底部，其中當對該二電極板通電時，該至少一介電層及該儲電層中的所述介電陶瓷的晶體結構將會改變，使得所述納米導電質能夠通過該至少一介電層及所述介電陶瓷的晶體結構。

【技術特征摘要】
1.一種陶瓷納米物理式能源儲放裝置，其特征在于，包含 至少兩個儲電層，包含多個介電陶瓷和多個納米導電質，所述納米導電質分散于所述介電陶瓷之間； 至少一介電層，每一介電層設置于所述儲電層的兩個之間；以及 二電極板，以一導電材料制成，分別設置于所述儲電質的最上層的頂部，以及所述儲電層的最下層的底部， 其中當對該二電極板通電時，該至少一介電層及該儲電層中的所述介電陶瓷的晶體結構將會改變，使得所述納米導電質能夠通過該至少一介電層及所述介電陶瓷的晶體結構。2.如權利要求I所述的陶瓷納米物理式能源儲放裝置，其特征在于，形成所述介電陶瓷及所述介電層的材料的介電常數在900W/M 1800W/M的范圍，主要為鈦酸鹽類。3.如權利要求2所述的陶瓷納米物理式能源儲放裝置，其特征在于，形成所述介電陶瓷及所述介...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳祖望，
申請(專利權)人：艾爾莎光電科技股份有限公司，東莞市艾爾莎光電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：