近日，西安交通大學電信學部電子科學與工程學院教授周迪團隊在電介質儲能領域取得重要進展。團隊提出了一種極化玻璃態策略，為推動電介質儲能電容器及其相關功能的發展提供了一個可行的范式。該研究成果發表在《自然通訊》。
多層陶瓷電容器（MLCCs）憑借其高功率密度、快速充放電特性和固態儲能安全性等突出優勢，已成為支撐新能源、電力電子、國防軍工及高端脈沖功率系統等領域發展的關鍵核心元器件。當前，隨著智能電網、新能源汽車、電磁武器以及航空航天等領域對脈沖功率儲能器件在復雜工況下性能穩定性與可靠性要求的不斷提升，如何在保證器件小型化和高能量密度的同時，實現其在寬溫域、高電場以及長循環服役條件下的穩定運行，成為電介質儲能領域研究的前沿熱點。
極化玻璃態策略優化儲能特性示意圖。西安交通大學供圖
針對上述問題，西安交通大學電信學部電子科學與工程學院周迪教授團隊基于構型熵工程調控鐵電儲能新理念，提出了一種極化玻璃態（Polar Glass State，PGS）策略，旨在打破局部鐵電有序，將極性納米微區（PNRs）轉化為晶胞尺度的極化單元，從而增強晶胞范圍內的總極性位。
團隊通過抑制由局部自由能最小化所驅動的有序化過程，避免了材料進一步平衡并轉變為納米尺度的極性微區。在高電場作用下，該策略不僅能夠保持了較大的飽和極化強度，同時有效減小了剩余極化，這對于同時實現較大的儲能密度（Wrec）和電場不敏感的儲能效率（η）具有重要意義。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-61936-2