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 工程物理 电气工程 功率(物理) 物理 工程类 物理化学 化学 量子力学
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): e2206662-e2206662 被引量:68
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
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
领导范儿应助zy采纳,获得10
刚刚
马凤智完成签到 ,获得积分10
1秒前
桃子味完成签到,获得积分10
2秒前
qin完成签到,获得积分10
2秒前
ERIC完成签到,获得积分10
3秒前
ClarkLee完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
tulip77完成签到,获得积分10
5秒前
Glileo完成签到,获得积分10
6秒前
NexusExplorer应助程小柒采纳,获得10
6秒前
Dryad完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
wjw完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
鹿小新完成签到 ,获得积分0
9秒前
CodeCraft应助豆橛子采纳,获得10
10秒前
Rider完成签到,获得积分10
10秒前
梦里格斗家完成签到,获得积分10
10秒前
池鱼完成签到,获得积分10
10秒前
sr什么意思完成签到 ,获得积分10
11秒前
烟花应助yyyy采纳,获得10
11秒前
碧蓝曼安完成签到,获得积分10
11秒前
dengdengdeng完成签到,获得积分10
11秒前
Zkf完成签到,获得积分10
12秒前
好好学习发布了新的文献求助10
12秒前
佳佳完成签到,获得积分10
12秒前
NDrDicp完成签到,获得积分10
13秒前
朱佳宁完成签到 ,获得积分10
14秒前
把饭拼好给你完成签到 ,获得积分10
14秒前
难过的成风完成签到,获得积分10
14秒前
rendong4009发布了新的文献求助10
15秒前
HP完成签到,获得积分0
15秒前
Lucky完成签到 ,获得积分10
17秒前
快快完成签到 ,获得积分10
17秒前
风一样的我完成签到 ,获得积分0
18秒前
lucky完成签到,获得积分10
19秒前
那里一个人都没有完成签到,获得积分10
20秒前
qin完成签到,获得积分10
20秒前
芋头读文献完成签到,获得积分10
21秒前
阿超完成签到,获得积分10
22秒前
高分求助中
On lateral buckling of armouring wires in flexible pipes 10000
(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
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 700
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
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 7744755
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9292542
关于积分的说明 20214070
捐赠科研通 7323843
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3307681
关于科研通互助平台的介绍 2459661
邀请新用户注册赠送积分活动 2318741