近日，我院周焕福教授课题组在高介电储能材料领域取得重要进展，相关研究成果以“Simultaneous enhancement of polarization and breakdown strength in lead-free BaTiO3-based ceramics”为题在国际知名期刊Chemical Engineering Journal（IF=10.652）上在线发表。该项研究得到国家自然科学基金、广西自然科学基金和广西高等学校高水平创新团队及卓越学者计划等项目的资助。我校材料科学与工程学院硕士研究生董小燕为论文第一作者，学院周焕福教授和陈秀丽教授为共同通讯作者，桂林理工大学为本文唯一通讯作者单位。

电介质电容器因其超高的功率密度和超快的充放电速率等优点，在电力电子、新能源汽车以及脉冲功率系统中发挥着关键作用，小型化和轻量化是该类电容器的发展方向。无铅弛豫铁电体作为一类环保且性能优异的电介质储能材料受到广泛关注，然而，目前报道的大多数无铅电介质储能材料仍面临如何协同调控极化强度与介电击穿强度之间的逆相关性、如何构建结构-性能之间的关系等问题。对此，周焕福教授课题组提出一种协同调控最大介电常数对应的温度Tm至室温附近(诱导大尺寸极性纳米微区)和降低晶粒尺寸的方法。该方法有效打破了极化强度与介电击穿强度之间的逆相关性，并通过HR-TEM、SAED和Rietveld精修证实其局域四方相的存在，其高极化强度和击穿强度的来源可能归因于[TiO6]晶格畸变程度的增加和降低的晶粒尺寸导致的绝缘特性增强引起。该研究为探究高性能储能介质材料提供了一种可行的范例方法。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720343461

Simultaneous enhancement of polarization and breakdown strength in lead-free BaTiO3-based ceramics