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:131
标识
DOI:10.1002/smll.202106515
摘要

Abstract 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 BiFeO 3 ‐SrTiO 3 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 ( E BDS ). A high E BDS 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 BiFeO 3 ‐SrTiO 3 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
zww给zww的求助进行了留言
1秒前
慕青应助AstroWander采纳,获得10
1秒前
Wsn完成签到,获得积分10
1秒前
Ccry发布了新的文献求助10
2秒前
小羊发布了新的文献求助10
2秒前
爱你哦完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
orange发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Clare发布了新的文献求助10
3秒前
思源应助IMxYang采纳,获得10
4秒前
小鹏驳回了打打应助
4秒前
小yuan完成签到,获得积分20
4秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
7秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
lizishu应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
连玉完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
lizishu应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
9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
Cronologia da história de Macau 1600
Decentring Leadership 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Intentional optical interference with precision weapons (in Russian) Преднамеренные оптические помехи высокоточному оружию 1000
Atlas of Anatomy 5th original digital 2025的PDF高清电子版(非压缩版,大小约400-600兆,能更大就更好了) 1000
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 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6184391
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8011685
关于积分的说明 16664077
捐赠科研通 5283697
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2816584
邀请新用户注册赠送积分活动 1796376
关于科研通互助平台的介绍 1660883