西安交大《Acta Materialia》多尺度微观结构使无铅陶瓷的储能和效率同步提升

本文针对混合电动汽车和先进微电子对高功率密度电容器的需求，研究了如何通过多尺度微观结构工程策略同步提升无铅电介质陶瓷的储能密度和效率。研究通过在0.6(Bi0.5Na0.4K0.1)TiO3-(0.4–x)SrTiO3-xBa0.7La0.2(Sn0.5Ti0.5)O3固溶体系中引入Ba2+/La3+共掺杂和Sn4+掺杂，优化了弛豫行为和极化可逆性，同时保持高内禀极化和介电击穿强度。结果表明，优化后的陶瓷在650 kV/cm电场下实现了9.18 J/cm³的高可恢复储能密度和93.85%的效率，并在30-160°C范围内表现出优异的热稳定性，为无铅介电陶瓷设计提供了通用策略。