无铅三弛豫铁电材料：在顺电状态下具有高能量存储能力，并且工作温度范围宽

《Advanced Materials》：Lead-Free Trirelaxor Ferroelectrics: High Energy Storage Capacity in the Paraelectric State and Broad Operating Temperature Range

无铅介电材料Bi(Mg2/3Nb1/3)O3掺杂Ba(Zr,Ti)O3-Ba(Ca)TiO3在高温（>TB）下通过三斜相实现高能量存储密度（9.3 J/cm3）和效率（93%），工作温度范围-90至200°C，显著优于现有无铅材料。

　　

摘要

开发能够在极端温度下可靠运行的无铅介电电容器对于下一代储能技术至关重要。虽然低于Burns温度（T_B）的弛豫铁电体通过极化纳米区域（PNRs）展现了良好的储能特性，但其在T_B以上的性能通常会下降。令人惊讶的是，一种由PNRs组成的三弛豫态材料被发现具有三种共存的对称性（四方、正交和菱形），并且在T_B以上的顺电状态下表现出优异的储能性能。在掺杂了Bi(Mg_2/3Nb_1/3)O₃的Ba(Zr,Ti)O₃-(Ba,Ca)TiO₃钙钛矿陶瓷中，这种三弛豫态材料在T_B以上达到了9.3 J cm^?3的显著储能密度和93%的效率，这一性能与其他在T_B以下测量的无铅介电材料相当。更重要的是，T_B以上三弛豫态材料的高储能特性使其能够在-90至200°C的宽工作温度范围内展现出优异的全面储能性能，超越了现有的无铅钙钛矿介电材料。这项工作为开发在扩展工作温度范围内具有高储能性能的理想储能介电材料提供了新的见解。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。