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
刚刚
落寞莫茗发布了新的文献求助10
刚刚
闪闪凌文完成签到 ,获得积分10
2秒前
苹果从菡完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
Li完成签到,获得积分10
3秒前
馒头完成签到,获得积分10
4秒前
gogogo完成签到,获得积分10
5秒前
嗯哼哈哈发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
伴青灯完成签到 ,获得积分10
7秒前
Bonny完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
9秒前
郭翰宇完成签到,获得积分20
10秒前
Stalin完成签到,获得积分10
12秒前
樊傲云发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
小号完成签到,获得积分10
13秒前
winshow应助小哲采纳,获得10
14秒前
iris发布了新的文献求助10
14秒前
ZS完成签到,获得积分10
14秒前
why完成签到,获得积分10
15秒前
小J完成签到,获得积分10
15秒前
bkagyin应助繁荣的天玉采纳,获得10
15秒前
不想起名字完成签到,获得积分10
16秒前
情怀应助郭翰宇采纳,获得10
16秒前
Dr.Dream发布了新的文献求助30
17秒前
苗条一兰完成签到,获得积分10
17秒前
HJJHJH发布了新的文献求助30
17秒前
Tschanch发布了新的文献求助10
17秒前
舟亢完成签到,获得积分10
18秒前
高海龙完成签到 ,获得积分10
18秒前
一一完成签到,获得积分10
18秒前
Ava应助繁荣的天玉采纳,获得10
20秒前
23秒前
孟一完成签到,获得积分10
23秒前
Mythic完成签到,获得积分10
24秒前
水工完成签到,获得积分10
26秒前
研友_VZG7GZ应助WANGYU采纳,获得10
27秒前
高分求助中
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Petrology and Plate Tectonics,2025 500
Moore's Clinically Oriented Anatomy 10th Edition 400
Direct and Iterative Linear System Solvers 400
Cardiopulmonary Bypass and Mechanical Support: Principles and Practice, Fifth Edition 400
Circular Polar Constellations Providing Continuous Single or Multiple Coverage Above a Specified Latitude 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 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 6761165
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8487974
关于积分的说明 18090835
捐赠科研通 6046548
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3010675
邀请新用户注册赠送积分活动 1987495
关于科研通互助平台的介绍 1961743