Composition and Structure Optimized BiFeO3‐SrTiO3 Lead‐Free Ceramics with Ultrahigh Energy Storage Performance

材料科学 陶瓷 储能 电容器 电介质 功率密度 极化(电化学) 烧结 光电子学 粒度 复合材料 电压 功率(物理) 电气工程 热力学 化学 物理 物理化学 工程类
作者
Fei Yan,Hairui Bai,Guanglong Ge,Jinfeng Lin,Cheng Shi,Kun Zhu,Bo Shen,Jiwei Zhai,Shujun Zhang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:18 (10): e2106515-e2106515 被引量:139
标识
DOI:10.1002/smll.202106515
摘要

Dielectric ceramic capacitors have attracted increasing attention as advanced pulsed power devices and modern electronic systems owing to their fast charge/discharge speed and high power density. However, it is challenging to meet the urgent needs of lead-free ceramics with superior energy storage performance in practical applications. Herein, a strategy for the composition and structural modification is proposed to overcome the current challenge. The lead-free ceramics composed of BiFeO3 -SrTiO3 are fabricated. A low hysteresis and high polarization can be achieved via composition optimization. The experimental results and finite element simulations indicate that the two-step sintering method significantly influences the decrease in the grain size and improvement in the breakdown strength (EBDS ). A high EBDS of ≈750 kV cm-1 accompanied by a large maximum polarization (≈40 µC cm-2 ) and negligible remanent polarization (<2 µC cm-2 ) contribute to the ultrahigh energy density and efficiency values of the order of 8.4 J cm-3 and ≈90%, respectively. Both energy density and efficiency exhibit excellent stability over the frequency range of 1-100 Hz and temperatures up to 120 °C, along with the superior power density of 280 MW cm-3 , making the studied BiFeO3 -SrTiO3 ceramics potentially useful for high-power energy storage applications.
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
汉堡包应助十九采纳,获得10
1秒前
DrWang发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
海边听海完成签到,获得积分10
3秒前
Wenjing发布了新的文献求助20
4秒前
DrWang完成签到,获得积分10
6秒前
朱允扬完成签到,获得积分10
7秒前
dbc发布了新的文献求助20
7秒前
7秒前
靓丽枫叶发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
浅浅完成签到,获得积分20
10秒前
11秒前
干净仰完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
十九发布了新的文献求助10
12秒前
hoo发布了新的文献求助10
16秒前
han发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
独白发布了新的文献求助30
18秒前
顾矜应助小郭采纳,获得10
19秒前
千鸟完成签到 ,获得积分10
19秒前
科研通AI2S应助浅浅采纳,获得10
21秒前
25秒前
咕噜i发布了新的文献求助10
26秒前
rubbish应助Rando采纳,获得10
26秒前
han完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
主谓宾发布了新的文献求助10
29秒前
31秒前
33秒前
33秒前
33秒前
willlee完成签到 ,获得积分10
33秒前
栗薯懵发布了新的文献求助10
34秒前
小王梓发布了新的文献求助10
34秒前
爆米花应助主谓宾采纳,获得10
35秒前
Akim应助喜悦采纳,获得10
35秒前
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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Instituting Science: The Cultural Production of Scientific Disciplines 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Organization of knowledge in modern America, 1860-1920 / 600
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6360738
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8174765
关于积分的说明 17219304
捐赠科研通 5415770
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2866032
邀请新用户注册赠送积分活动 1843284
关于科研通互助平台的介绍 1691337