High energy storage performance of triple-layered nanocomposites with aligned conductive nanofillers over a broad electric field range

材料科学 纳米复合材料 电场 电介质 复合材料 电容器 氮化硼 铁电性 导电体 光电子学 纳米技术 电压 电气工程 物理 量子力学 工程类
作者
Fengwan Zhao,Jie Zhang,Hongmiao Tian,Chengping Lv,Hechuan Ma,Yongyi Li,Xiaoming Chen,Jinyou Shao
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:63: 103013-103013 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2023.103013
摘要

Simultaneously achieving high energy density (Ue) and charge-discharge efficiency (η) of dielectric materials at the relatively low operating electric field remains a persistent challenge to their practical applications. Herein, a P(VDF-HFP)-based triple-layer film by introducing the core-shell Al2O3@CNT in the middle layer and 0.05 wt.% boron nitride nanosheets (BNNSs) in the outer layers is designed. The experimental and simulated results confirm that the strategy of in-plane aligned Al2O3@CNTs can rapidly improve the dielectric constant of nanocomposites and reduce the probability of forming conductive pathways between neighboring layers. Meanwhile, the outer layers with BNNSs inclusions block the propagation of electric branches and suppress the leakage current, addressing the critical problem of the sacrificed breakdown strength and efficiency in the nanocomposites. Consequently, the as-prepared nanocomposite simultaneously exhibits great Ue and η under various ranges of electric fields. For instance, our results reported its Ue of 20.4 J cm−3 with η of 77 % at 520 V μm−1 and Ue of 27.0 J cm−3 with η of 76 % at 619 V μm−1. Importantly, the operating electric field for these high Ue and η is significantly reduced 20–50 % than the reported ferroelectric nanocomposites. Moreover, benefitting from the ultra-low fraction (<1.0 wt.%) of nanofillers, the nanocomposites demonstrate excellent stability in energy storage performance after 10,000 bending fatigue cycles. This work offers an effective approach to explore scalable and high-performance nanocomposites used as viable electrostatic capacitors.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
1秒前
科研通AI5应助月绛采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
投必快业必毕完成签到,获得积分10
2秒前
无花果应助ZYC采纳,获得10
2秒前
康康XY完成签到 ,获得积分10
3秒前
李健的小迷弟应助飞云采纳,获得30
4秒前
Japrin完成签到,获得积分10
4秒前
xiuxiu发布了新的文献求助10
4秒前
迢迢星河万里完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
王天天完成签到 ,获得积分10
5秒前
那年发布了新的文献求助10
5秒前
田様应助安静梨愁采纳,获得10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
EnjieYu发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
RuiLi完成签到,获得积分10
6秒前
曦语完成签到,获得积分10
6秒前
Cker发布了新的文献求助10
6秒前
仁爱水之完成签到 ,获得积分10
6秒前
2Cd完成签到,获得积分10
7秒前
chen完成签到,获得积分10
7秒前
陶醉的钢笔完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
LNN完成签到,获得积分10
7秒前
美好乐松应助孟子豪采纳,获得10
8秒前
小飞机发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
星星发布了新的文献求助10
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
柳觅夏完成签到,获得积分10
10秒前
yu完成签到 ,获得积分10
11秒前
胖胖发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
Statistical Methods for the Social Sciences, Global Edition, 6th edition 600
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
Walter Gilbert: Selected Works 500
An Annotated Checklist of Dinosaur Species by Continent 500
岡本唐貴自伝的回想画集 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3661438
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3222458
关于积分的说明 9746040
捐赠科研通 2932102
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1605461
邀请新用户注册赠送积分活动 757898
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 734576