利用多站点高熵架构实现超高压储能多层电容器

《Journal of the American Chemical Society》：Harnessing Multisite High-Entropy Architecture for Ultrahigh Energy Storage Multilayer Capacitors

高熵铅钛酸钡陶瓷通过多位点结构设计实现20.2J·cm?3能量密度和93.8%效率，其高熵架构导致NbO6八面体畸变，破坏长程铁电有序但保留局部极化，平衡了高能量存储与低损耗特性。

　　

高能量密度的无铅介电电容器在先进的电气和电子系统中发挥着关键作用。然而，其较低的储能能力一直严重阻碍着电子设备小型化和集成化的趋势。在这里，我们报道了一种等摩尔量的高熵弛豫铁电多层电容器，该电容器通过利用灵活的多位点四方钨青铜（TTB）高熵结构，展现了卓越的储能性能。我们的研究发现，等摩尔量高熵设计导致NbO₆八面体发生畸变，破坏了长程铁电有序性，同时在局部尺度上保持了沿极轴的强离中心位移。这种高熵TTB的独特结构不仅增强了其弛豫特性，降低了滞后现象，还在施加电场时保持了较高的极化率。因此，我们的高熵TTB多层陶瓷电容器实现了前所未有的20.2 J·cm^–3的可恢复能量密度，并且效率显著提升至93.8%。这种方法为通过设计灵活的多位点高熵结构来开发具有出色储能能力的创新功能陶瓷和设备打开了大门。