阶段调制导致AgNbO3基陶和多层电容器的超高能量存储性能
Yuqing Yang1,2, Weipeng Liu1,2, Xiangshuai Wang1,2
1State Key Laboratory of Mechanics and Control for Aerospace Structures, College of Aerospace Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 6, 2024
概括
研究人员使用Bi3+,Sr2+和Ta5+的兴奋剂增强了抗铁电 (AFE) 陶中的能量储存. 这导致了基于AgNbO的陶和多层陶电容器 (MLCC) 的高可回收能量密度和效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 陶工程 陶工程 陶工程
背景情况:
- 抗铁电 (AFE) 陶对高功率储能应用具有前景.
- 目前的局限性包括可回收能源密度和效率差,阻碍了广泛使用.
- 开发先进的AFE材料对于下一代储能设备至关重要.
研究的目的:
- 为了提高基于AgNbO的抗铁电陶的储能性能.
- 研究Bi3+,Sr2+和Ta5+联合兴奋剂对相位结构和能量储存特性的影响.
- 为实际应用实现更高的可回收能源密度和效率.
主要方法:
- 合成Bi3+-,Sr2+-,和Ta5+-编码的AgNbO3陶. 在这种过程中,陶的合物质被分类为两种类型.
- 使用X射线衍射和其他表征技术进行相位结构分析.
- 评估储能性能,包括可回收能量密度和效率,在陶和多层陶电容 (MLCC) 形式.
主要成果:
- 使用Bi3+的有效相调节稳定了在室温下平电T相.
- 在 (Ag0.71Bi0.07Sr0.04) ((Nb0.85Ta0.15) O3陶中实现了9.27 J/cm3的可回收能量储存密度和83.2%的效率.
- 相应的MLCC表现出了14.32 J/cm3的可回收能量存储密度和97.8%的效率.
结论:
- 联合兴奋剂策略显著提高了基于AgNbO的陶的储能性能.
- 取得的性能代表了AFE用于储能材料的重大进步.
- 开发的方法为设计用于储能设备的高性能AFE介电材料提供了通用途径.
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