High energy storage density and efficiency in (Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3-based ceramics with broadened and flattened dielectric peaks

材料科学 电介质 铁电性 陶瓷 四方晶系 极化(电化学) 储能 微观结构 电场 工程物理 光电子学 凝聚态物理 复合材料 晶体结构 结晶学 物理化学 热力学 功率(物理) 物理 化学 工程类 量子力学
作者
Yanhong Chen,Yaxian Qi,Daen Zhao,Xuemei He,Yuesha Wang,Qiaoji Zheng,Dunmin Lin
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier]
卷期号:48 (20): 30066-30077 被引量:19
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2022.06.277
摘要

Currently, Bi0.5Na0.5TiO3-based lead-free ferroelectrics have attracted considerable attention as one of the promising candidates for dielectric materials due to their large spontaneous polarization, environmental friendliness and low cost. However, their poor energy density hinder the practical application of the materials. Herein, a novel ceramic of (1-x) (0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3)-x(0.96NaNbO3-0.04CaSnO3) (BNBT-xNNCS) has been developed by the solid solution of antiferroelectric NaNbO3–CaSnO3 into ferroelectric Bi0.5Na0.5TiO3–BaTiO3 and the microstructure and electrical properties of the material have been systematically investigated. All the ceramics are lied within the coexistence zone of tetragonal (T) and rhombohedral (R) phases, ensuring to the large polarizations of the materials. Importantly, the introduction of NaNbO3–CaSnO3 shifts dielectric peaks at Ts towards room temperature and simultaneously broadens and flattens the dielectric peaks, destroying the ferroelectric long-range order of ferroelectric domains and inducing the generation of polar nanoregions (PNRs) to reduce the remanent polarization. As a result, the prominent energy storage properties with the charge energy storage density (Wtot) of 1.86 J/cm3, recoverable energy density (Wrec) of 1.64 J/cm3 and energy storage efficiency (η) of 88.23% are obtained in the BNBT-xNNCS ceramics with x = 0.20 (BNBT-20NNCS) under a comparatively low electric field strength of 149 kV/cm, accompanying with superior frequency (ΔWrec ≤ 3%, Δη ≤ 3%, 30–90 Hz) and thermal stability (ΔWrec ≤ 10%, Δη ≤ 10%, 25–175 °C).

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Angenstern完成签到 ,获得积分10
1秒前
CLTTT完成签到,获得积分0
5秒前
LiangRen完成签到 ,获得积分10
9秒前
JJJ完成签到,获得积分10
20秒前
哥哥完成签到,获得积分10
30秒前
dllnf发布了新的文献求助10
33秒前
啦啦啦完成签到 ,获得积分20
42秒前
娟娟完成签到 ,获得积分10
54秒前
56秒前
57秒前
hdhuang完成签到,获得积分10
58秒前
tcheng发布了新的文献求助10
1分钟前
dllnf完成签到,获得积分10
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
tcheng完成签到,获得积分10
1分钟前
佳言2009完成签到 ,获得积分10
1分钟前
一天完成签到 ,获得积分10
1分钟前
忧虑的静柏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
啊哒吸哇完成签到,获得积分10
1分钟前
2分钟前
Sunny完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
EVEN完成签到 ,获得积分0
2分钟前
木头人发布了新的文献求助20
2分钟前
三杯吐然诺完成签到 ,获得积分10
2分钟前
shacodow完成签到,获得积分10
2分钟前
小学徒完成签到 ,获得积分10
2分钟前
不劳而获完成签到 ,获得积分10
2分钟前
jiunuan完成签到,获得积分10
2分钟前
WL完成签到 ,获得积分10
2分钟前
ll完成签到,获得积分10
3分钟前
瞿人雄完成签到,获得积分10
3分钟前
没心没肺完成签到,获得积分10
3分钟前
1002SHIB完成签到,获得积分10
3分钟前
nihaolaojiu完成签到,获得积分10
3分钟前
sheetung完成签到,获得积分10
3分钟前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
shhoing应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
麦田麦兜完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
以液相層析串聯質譜法分析糖漿產品中活性雙羰基化合物 / 吳瑋元[撰] = Analysis of reactive dicarbonyl species in syrup products by LC-MS/MS / Wei-Yuan Wu 1000
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 600
The Scope of Slavic Aspect 600
Foregrounding Marking Shift in Sundanese Written Narrative Segments 600
Rousseau, le chemin de ronde 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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5539095
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4625935
关于积分的说明 14597077
捐赠科研通 4566735
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2503520
邀请新用户注册赠送积分活动 1481524
关于科研通互助平台的介绍 1453020