Ordering‐Structured Antiferroelectric Composite Ceramics for Energy Storage Applications

材料科学 陶瓷 储能 复合数 电介质 复合材料 电容器 反铁电性 功率密度 电压 光电子学 功率(物理) 电气工程 铁电性 热力学 工程类 物理
作者
Nengneng Luo,Xiafeng He,Chao Xu,Zhengu Chen,Kun Zhao,Zhenyong Cen,Xiyong Chen,Dongliang Shan,Yunya Liu,Zhaobo Liu,Xie Han,Ye Zhu,Houbing Huang,Jing‐Feng Li,Shujun Zhang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (11): e2420258-e2420258 被引量:15
标识
DOI:10.1002/adma.202420258
摘要

Abstract Dielectric capacitors possessing high power density and ultrashort discharge time are valuable for high‐power energy storage applications. However, achieving high energy storage density remains challenging due to the limited breakdown strength of dielectric ceramics. In this study, inspired by the layered architecture of natural nacre and with the guidance of phase‐field simulations, a strategy of constructing a nacre‐like layered structure is proposed to improve the breakdown strength and energy storage density of the ceramics. This unique structure is formed by controlling the morphology and ordering of high‐voltage‐resistant fillers in a ceramic matrix. The (Pb 0.98 La 0.02 )(Zr 0.7 Sn 0.3 ) 0.995 O 3 ‐Al 2 O 3 antiferroelectric composite ceramics, containing 5vol% parallel‐aligned Al 2 O 3 plates, demonstrate a remarkable enhancement in breakdown strength from 390 to 570 kV cm −1 . Of particular importance is that an ultrahigh recoverable energy storage density of up to 13.2 J cm −3 is achieved, representing a 50% enhancement compared to the pure ceramic (8.7 J cm −3 ). The parallel‐aligned Al 2 O 3 plates are strongly bound together with the ceramic matrix, effectively blocking charge migration and controlling the breakdown path, thus greatly enhancing the voltage endurance of the composite ceramics. This work provides an innovative approach to designing high‐performance composite ceramics for next‐generation 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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
white完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
田様应助刘乐艺采纳,获得30
2秒前
赘婿应助云为晓采纳,获得10
2秒前
皇文军完成签到,获得积分10
2秒前
自然若完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
李爱国应助着急的寒梦采纳,获得10
3秒前
Litianxue完成签到,获得积分20
3秒前
jiakang发布了新的文献求助10
4秒前
zhouyms发布了新的文献求助10
4秒前
冯昊发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
明朗完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
zz发布了新的文献求助10
5秒前
安于心发布了新的文献求助10
5秒前
nteicu发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
soso发布了新的文献求助10
6秒前
华仔应助QUN采纳,获得10
7秒前
嘻嘻发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
旭旭需完成签到,获得积分20
8秒前
BINGBING1230发布了新的文献求助10
8秒前
英姑应助不安乐菱采纳,获得10
9秒前
chest完成签到,获得积分10
9秒前
bajiu完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
重要冷之完成签到,获得积分10
10秒前
迪迦发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
2150号发布了新的文献求助10
11秒前
TT完成签到,获得积分10
11秒前
NOIR4LU发布了新的文献求助10
11秒前
wwz应助宣墨采纳,获得10
11秒前
12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
Fermented Coffee Market 2000
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Investigative Interviewing: Psychology and Practice 300
Atlas of Anatomy (Fifth Edition) 300
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5285920
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4438798
关于积分的说明 13818833
捐赠科研通 4320377
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2371398
邀请新用户注册赠送积分活动 1366944
关于科研通互助平台的介绍 1330406