Superior Energy Storage Capability and Stability in Lead‐Free Relaxors for Dielectric Capacitors Utilizing Nanoscale Polarization Heterogeneous Regions

电容器 材料科学 电介质 储能 光电子学 极化(电化学) 电容感应 数码产品 脉冲功率 功率密度 电压 电气工程 功率(物理) 物理 工程类 量子力学 物理化学 化学
作者
Chongyang Li,Jikang Liu,Long Lin,Wangfeng Bai,Shiting Wu,Peng Zheng,Jingji Zhang,Jiwei Zhai
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:19 (12) 被引量:13
标识
DOI:10.1002/smll.202206662
摘要

The development of high-performance lead-free dielectric ceramic capacitors is essential in the field of advanced electronics and electrical power systems. A huge challenge, however, is how to simultaneously realize large recoverable energy density (Wrec ), ultrahigh efficiency (η), and satisfactory temperature stability to effectuate next-generation high/pulsed power capacitors applications. Here, a strategy of utilizing nanoscale polarization heterogeneous regions is demonstrated for high-performance dielectric capacitors, showing comprehensive properties of large Wrec (≈6.39 J cm-3 ) and ultrahigh η (≈94.4%) at 700 kV cm-1 accompanied by excellent thermal endurance (20-160 °C), frequency stability (5-200 Hz), cycling reliability (1-105 cycles) at 500 kV cm-1 , and superior charging-discharging performance (discharge rate t0.9 ≈ 28.4 ns, power density PD ≈161.3 MW cm-3 ). The observations reveal that constructing the polarization heterogeneous regions in a linear dielectric to form novel relaxor ferroelectrics produces favorable microstructural characters, including extremely small polar nanoregions with high dynamics and multiphase coexistence and stable local structure symmetry, which enables large breakdown strength and ultralow polarization switching hysteresis, hence synergistically contributing to high-efficient capacitive energy storage. This study thus opens up a novel strategy to design lead-free dielectrics with comprehensive high-efficient energy storage performance for advanced pulsed power capacitors 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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
酷酷哑铃应助爽爽采纳,获得10
2秒前
4秒前
七七完成签到,获得积分10
7秒前
10秒前
11秒前
Joins_Su完成签到 ,获得积分10
11秒前
一个小柑橘完成签到,获得积分10
11秒前
breaks完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
14秒前
铁板小土豆完成签到,获得积分10
14秒前
1234567发布了新的文献求助10
15秒前
cr4zy411完成签到,获得积分10
15秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
义气珩发布了新的文献求助10
16秒前
董方圆完成签到,获得积分10
18秒前
芹菜完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
20秒前
21秒前
21秒前
iconS_2023发布了新的文献求助10
22秒前
niuniulu发布了新的文献求助30
23秒前
李健的小迷弟应助Cindy采纳,获得10
24秒前
wangjian发布了新的文献求助10
24秒前
Totoro完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
艾哈的瞳完成签到,获得积分0
28秒前
派大星和海绵宝宝完成签到,获得积分10
28秒前
ninioo发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
29秒前
李健的粉丝团团长应助cff采纳,获得10
29秒前
wanci应助Totoro采纳,获得10
30秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 440
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2388478
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2094817
关于积分的说明 5274329
捐赠科研通 1821721
什么是DOI,文献DOI怎么找? 908673
版权声明 559437
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 485524