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Ta5+掺杂LLZO电解质对其结构和电学特性的影响及其在固态储能中的应用
Impact of LLZO electrolytes doped with Ta5+ and their structural and electrical characteristics for solid-state energy storage applications
Max Savio · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年2月 · Vol.36.0
电解质Li7La3Zr2O12（LLZO）已成为固态储能应用中极具前景的候选材料。本研究采用固相反应法制备了Ta掺杂的Li7La3Zr2O12（LLZO:xTa5+）粉末，并将所得粉末用于制备片体，随后对样品进行不同时间的退火处理。系统地研究了该工艺对LLZO:xTa5+材料结构和电学特性的影响。分别利用高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和选区电子衍射（SAED）分析烧结后粉末的微观结构特征。LLZO的HRTEM图像表明，烧结后的xTa5+粉末在表面呈现出均匀分布且结构良好的晶粒。X射线光电子...
解读: 该Ta掺杂LLZO固态电解质技术对阳光电源储能系统具有重要应用价值。研究显示0.15%Ta掺杂可实现±5mA/cm²电流密度和低阻抗特性,为PowerTitan等大型储能系统的电池安全性升级提供方向。固态电解质的高离子电导率和宽电化学窗口可提升ST系列PCS的循环寿命和温度适应性,同时为充电桩快充应...
通过镧掺杂在较低烧结温度下调控Pb(Zr, Sn, Ti)O3陶瓷的功能特性
Tailoring functional properties of Pb (Zr, Sn, Ti)O3 ceramics via lanthanum doping at lower sintering temperature
Muhammad Nasir Rafiq · Zhonghua Dai · Yuanyuan Zheng · Xujun Li 等5人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年8月 · Vol.36.0
铅基陶瓷在储能应用中的性能通常受限于其低能量密度和不理想的相变特性。(Pb, La)(Zr, Sn, Ti)O3（PLZST）反铁电陶瓷作为储能材料已引起广泛关注。本研究采用固相法制备了组成为Pb1−1.5xLax(Zr0.93Sn0.05Ti0.02)O3（x = 0.015, 0.025, 0.035 和 0.045）的陶瓷样品，并系统研究了其介电性能与储能特性。结果表明，引入镧显著改善了钙钛矿结构，减小了晶粒尺寸，并增强了极化强度。在270 kV/cm的电场下，本研究实现了6.24 J/c...
解读: 该PLZST反铁电陶瓷材料研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。其6.24 J/cm³的储能密度和1.29μs快速放电特性,可为ST系列PCS的直流侧薄膜电容器选型提供新思路,特别适用于PowerTitan储能系统中需要高功率密度和快速响应的脉冲功率场景。低温烧结工艺降低制造成本,镧掺杂优化的介电...
通过引入La(Mg0.5Zr0.5)O3提升(Bi0.5Na0.5)0.7Sr0.3TiO3陶瓷的能量存储性能
Enhancement of energy storage performance of (Bi0.5Na0.5)0.7Sr0.3TiO3 ceramics by introducing La(Mg0.5Zr0.5)O3
Liangdong Li · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年5月 · Vol.36.0
随着脉冲功率器件向小型化、集成化和安全性的方向发展，具有高能量存储密度（Wrec）、高能量存储效率（η）以及良好能量存储稳定性的介电电容器的研发已成为学术界需要深入探讨的重要课题。本研究采用传统固相法制备了（1−x）(Bi0.5Na0.5)0.7Sr0.3TiO3-xLa(Mg0.5Zr0.5)O3［（1−x）BNST-xLMZ］陶瓷材料。通过合理的组分调控，LMZ的引入有效破坏了原始基体的长程有序排列，构建了短程极性纳米微区，从而延缓了陶瓷的饱和极化并降低了剩余极化。同时，LMZ的引入显著影响...
解读: 该陶瓷电容储能技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列PCS具有重要参考价值。研究实现的4.53 J/cm³能量密度、87.5%高效率及23ns超快放电速率,可启发我们在直流母线电容、功率模块缓冲电容设计上的优化。特别是其通过纳米微区构建延缓饱和极化的机制,对改善SiC/GaN功率器件的...
Sr和Zr共掺杂锂镧钛酸钙钛矿电解质的优化及其在高性能固态电池中的应用
Optimization of Sr and Zr Co-doping in lithium lanthanum titanate perovskite electrolytes for high-performance solid-state battery applications
Juel Rana · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年9月 · Vol.36.0
具有高锂离子电导率和优异稳定性的固态电解质对于推动下一代储能器件（如固态锂离子电池和传感器技术）的发展至关重要。本研究合成了纯LLTO（Li0.5La0.5TiO3）以及Sr和Zr共掺杂的LLSZTO样品，其通式为(Li0.5La0.5)1−xSr0.5xZr0.05Ti0.95O3。其中Zr的掺杂浓度固定为5%，而Sr的含量分别设定为2%、5%、8%和12%，对应的样品分别标记为2LLSZTO、5LLSZTO、8LLSZTO和12LLSZTO。所有合成样品的结构特性通过X射线衍射（XRD）进行...
解读: 该Sr-Zr共掺杂LLTO固态电解质技术对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究显示5%Sr掺杂可将离子电导率提升至5.4×10⁻⁴ S/cm,为PowerTitan等大规模储能系统未来采用固态电池技术提供材料优化方向。固态电解质的高稳定性和安全性可显著提升ST系列PCS的电池管理性能,降低热失控风...
自组装柔性Ti3C2Tx MXene基热充电超级电容器
Self-assembled flexible Ti3C2Tx MXene-based thermally chargeable supercapacitor
Lifeng WuLa LiGuozhen Shen · 半导体学报 · 2025年9月 · Vol.46
热充电超级电容器（TCSCs）在热能的收集、转换与存储方面具有独特优势，为热能利用新策略的发展提供了可能。二维MXene材料被认为是一类极具前景的新型热电材料。本文报道了一种基于自组装柔性Ti3C2Tx MXene的TCSC器件，采用制备的Ti3C2Tx MXene作为电极，NaClO4/PEO凝胶作为电解质，并探讨了其工作机理。所制备的器件平均塞贝克系数达11.8 mV∙K⁻¹，在不同温差下均表现出良好的循环稳定性。多种实际应用演示表明，该器件是自供能集成电子设备的理想候选之一。
解读: 该MXene基热充电超级电容器技术对阳光电源储能系统和光伏产品具有重要应用价值。其11.8 mV·K⁻¹的塞贝克系数和柔性自组装特性，可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的热管理优化：利用功率器件（SiC/IGBT模块）运行时产生的废热进行温差发电，实现热能回收与辅助供电。该技术可集...