Achieving excellent energy storage performance at moderate electric field in Ca0.85Bi0.05Sm0.05TiO3-modified BiFeO3-based relaxor ceramics via multiple synergistic design

材料科学 电场 电容器 陶瓷 储能 极化(电化学) 热稳定性 饱和(图论) 复合材料 电压 光电子学 电气工程 化学工程 热力学 化学 物理化学 量子力学 组合数学 工程类 功率(物理) 物理 数学
作者
Shuo Liu,Wuwei Feng,Jinhong Li,Bin Tang,Hu Cheng,Yi Zhong,Bin He,Dengjie Luo
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:470: 144086-144086 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.144086
摘要

Lead-free BiFeO3-based capacitors have attracted considerable attention owing to their excellent energy storage potential. Herein, we report 0.7(0.67BiFeO3–0.33BaTiO3)–0.3Ca0.85Bi0.05Sm0.05TiO3 (BF–BT–CBST) relaxor ceramics with an excellent recoverable energy density (5.26 J/cm3) and high efficiency (82.4%) at 300 kV/cm, which is the optimal energy storage performance under moderate electric field among lead-free ceramic capacitors. The introduction of CBST suppressed the early polarization saturation of BF-based ceramics while maintaining a particularly high polarization of 41.5 μC/cm2 under 300 kV/cm. In addition, the refined grain size and increased bandgap improved the breakdown electric field. BF–BT–CBST ceramics demonstrated a record-breaking discharge rate of t0.9 ∼ 27 ns due to the generation of highly dynamic polar nanoregions that are sensitive to electric fields. CBST-modified ceramics also showed outstanding thermal stability (25 °C–160 °C), frequency stability (1–300 Hz), and fatigue endurance (105 cycles). Our results indicate that CBST facilitates the preservation of high polarization and is a good additive for the BF-based energy storage materials and may also be applied in other material systems.

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
打打应助轻松绿旋采纳,获得10
刚刚
Ava应助危机的依琴采纳,获得10
1秒前
hhhh发布了新的文献求助10
1秒前
DAYBYDAY完成签到 ,获得积分10
1秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
李健应助科研通管家采纳,获得30
2秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
lakersyoung0完成签到 ,获得积分10
3秒前
深情安青应助春宇采纳,获得10
3秒前
kegelang完成签到,获得积分10
4秒前
隐形曼青应助hhhh采纳,获得10
6秒前
7秒前
lu发布了新的文献求助10
7秒前
苗玉完成签到,获得积分10
8秒前
CodeCraft应助alexlpb采纳,获得10
10秒前
11秒前
Lily发布了新的文献求助10
12秒前
cyn完成签到,获得积分10
13秒前
团宝妞宝完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
慕青应助王多肉采纳,获得10
14秒前
15秒前
852应助YY采纳,获得10
15秒前
hhhh完成签到,获得积分10
15秒前
传奇3应助天天采纳,获得10
15秒前
kegelang发布了新的文献求助10
17秒前
张张张发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
17秒前
18秒前
春宇发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
伊登发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
CLSI M27M44S Performance Standards for Antifungal Susceptibility Testing of Yeasts Fourth Edition 400
Python for Chemists 400
Analytical Separation Science 400
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7110633
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8764295
关于积分的说明 18534730
捐赠科研通 6678083
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3143749
关于科研通互助平台的介绍 2259033
邀请新用户注册赠送积分活动 2118697