如何高效存储电能，减少损耗并降低污染是当下材料和能源领域研究的重要挑战凯时kb88娱乐登录。陶瓷介质电容器具有高功率密度凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录、高耐压凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录、高可靠性等特点凯时kb88娱乐登录，已广泛应用于电子系统的关键元器件，如何进一步提高其能量存储密度仍然是现阶段面临的主要问题凯时kb88娱乐登录。因此凯时kb88娱乐登录，具有高可恢复能量密度（

　　理论上凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录，具有高Wrec和η的陶瓷电容器的应具有高击穿强度和大的最大极化强度（Pmax）与剩余极化强度（Pr）差值（Pmax-Pr）。对于典型的弛豫铁电体，其介电特性如图a所示凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录。三个重要的特征温度（Tf凯时kb88娱乐登录，冻结温度；Tm，居里温度；TB凯时kb88娱乐登录，燃烧温度）将整个区间分为四个温区：（1）第一阶段Stage1：TTB凯时kb88娱乐登录，由于不存在任何极性偶极子凯时kb88娱乐登录，故呈现线性极化响应凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录，因而普遍具有高η和中等Wrec的储能特性。（2）第二阶段Stage2：TB T Tm，由于极性纳米微区（PNRs）的出现弛豫铁电体表现出接近零的滞后回线，其较大的Pmax-Pr值使得它们具有较大的Wrec和较高的η值凯时kb88娱乐登录。（3）第三阶段Stage3：TmTTf凯时kb88娱乐登录，在此温区内凯时kb88娱乐登录，部分PNRs转变成低动态宏观铁电畴，铁电畴和PNRs的共存导致其铁电性增强凯时kb88娱乐登录，使得Pr大幅增加凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录，故通常表现出中等的Wrec和低η凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录。（4）第四阶段Stage4：TTf，具有较强迟滞极化响应的大尺寸铁电畴可以被发现凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录，导致Pr较大凯时kb88娱乐登录，故其一般呈现方形的P-E曲线，储能性能较差凯时kb88娱乐登录。综上所述凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录，为在室温下获得高储能特性，需要将弛豫铁电体的Stage2温区驱动至室温；此外击穿场强的提高能够进一步提升储能性能，相应的P-E曲线优化示意图如图b所示凯时kb88娱乐登录。

　　图a为典型弛豫铁电体的介电特性、在四个不同的温区的畴结构和P-E曲线；图b为实现优化的储能性能的P-E曲线变化示意图；图c为轧膜成型工艺示意图

　　针对这一问题，西安交通大学电信学部电子科学与工程学院周迪教授团队提出了一种组合优化策略凯时kb88娱乐登录，即通过相场动力学模拟设计成分调制来优化温度区间Stage2凯时kb88娱乐登录，诱发PNRs凯时kb88娱乐登录，再利用反复轧膜工艺（图c）优化成型工艺并提高击穿场强凯时kb88娱乐登录，最终实现了极化强度与击穿场强之间的协同增强效应。基于此策略成功制备出了0.85K0.5Na0.5NbO3-0.15Bi(Zn2/3Ta1/3)O3电介质陶瓷，其在600 kV·cm-1的高电场下实现了6.7J·cm-3的大Wrec和92%的高η凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录，同时在25℃-150℃的温度范围内展现出优异的温度稳定性凯时kb88娱乐登录。实验表征与理论分析表明储能性能的提高与Bi(Zn2/3Ta1/3)O3的引入带来的PNRs温区调控与轧膜成型工艺造成击穿场强的提高密切相关。这一设计制备技术具有很强普适性凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录，可为高储能性能电介质材料的设计与合成开辟了新途径凯时kb88娱乐登录凯时kb88娱乐登录。