高熵无铅储能陶瓷

密度10.46 J cm⁻³

通过调控八面体倾斜与阳离子位移，同时实现高储能密度与温度自检。

Shen, Jie · 陈阳 · 于机 · 高明 · 赵纯林 · 林腾飞 · 罗来慧 · 陈超 · 萨百晟 · 林枞 · 吴小 · 翟继卫

Advanced Materials 2024

参数信息

可恢复储能密度

10.46 J cm⁻³

功率密度

332.88 MW cm⁻³

技术优势

储能密度大幅提升

通过调控八面体倾斜和阳离子位移，突破了高熵体系中熵与极化的矛盾，实现了10.46 J cm⁻³的高储能密度。

功率密度高

在685 kV cm⁻¹电场下获得332.88 MW cm⁻³的功率密度，适用于快速充放电场景。

温度自检

Tm/Yb共掺杂产生荧光负热膨胀，可直接通过荧光信号实时监测温度，用于高压输电线路的故障检测与预警。

应用场景

• 介电储能电容器：提供高储能密度和高功率密度的陶瓷介质，提升电容器储能能力。
• 高熵功能陶瓷：利用高熵效应突破熵与极化的矛盾，实现性能提升。
• 功率电子器件：高功率密度适合快速充放电的功率电子器件。
• 高压输电线路监测：荧光负热膨胀实现温度自检，用于故障检测和预警。