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通过掺杂 （Al0.5Ta0.5）4+ 复合颗粒诱导的极性纳米区域增强 BNT 基能源陶瓷的储能性能
Ceramics International ( IF 5.1 ) Pub Date : 2025-01-16 , DOI: 10.1016/j.ceramint.2025.01.288
Zhuo Zhang , Qiang Li , Shiqi Zheng , Xinghong Chen , Ning Yang , Zhenhai Yang , Keyang Shang , Huiqing Fan , Weijia Wang
介电陶瓷的超快充放电速率和环保特性引起了广泛关注;然而，其有限的储能密度仍然是更广泛应用的关键挑战。在本研究中，采用常规固相反应法合成了 Bi0.35Na0.35Ba0.09Sr0.21Ti（1-x）（Al0.5Ta0.5）xO3 （BNBST-100xAT） 弛豫铁电陶瓷。系统评价其微观结构、储能性能和循环疲劳性能与 （Al0.5Ta0.5）4+ （AT） 络合离子掺杂浓度的函数关系。结果显示，AT 络合离子掺杂降低了 BNBST 陶瓷的对称性，破坏了长程铁电有序，并增强了弛豫行为，导致磁滞回线更薄。值得注意的是，BNBST-4AT 陶瓷在 140 kV/cm 的外加范围内表现出 1.312 J/cm³ 的可恢复能量密度 （Wrec） 和 81.37% 的能源效率 （η），以及出色的循环稳定性。这些发现表明，BNBST-100xAT 陶瓷作为先进储能应用的无铅材料具有巨大潜力。
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