通过精准调控极化熵，可提升钨青铜多层电容的储能性能

《Nature Communications》：Targeted polar entropy regulation enables superior energy-storage in tungsten bronze multilayer capacitors

　　

摘要

由于具有独特的多位点结构，四方钨青铜陶瓷已成为电介质储能材料中的热门候选者。然而，目前其储能性能仍有限，无法满足先进的电子器件和脉冲功率应用的需求。在此，我们提出了一种通过在极性活性B位点进行少量多元元素替代的策略，以此精确调控极性位移并减弱各极性纳米区域之间的耦合。原子级表征结果显示，不同位点会引发不同的结构响应，这些响应共同改变了局部极化配置和偶极子间的关联。实验结果表明，TTB陶瓷可用于先进的多层储能器件，其可恢复能量密度可达17.6?J·cm^?3，效率高达96.8%，对应的性能指标为550。此外，该材料还具有优异的热稳定性，可恢复能量密度的变化幅度不超过2.0%，并且在-40至125 °C的宽温度范围内仍能保持15.0?J·cm^?3的高能量密度。这项研究为极化调控提供了新的见解，也为开发高性能储能电介质电容器指明了有效途径。