高储能密度（W_rec）和高效率（η）的介质电容器在高/脉冲功率电子系统中具有巨大的需求，而最新的无铅介质材料面临着以牺牲一个参数为代价来增加另一个参数的严重挑战。

近日，广西大学韦悦周教授，罗能能副教授，澳大利亚伍仑贡大学Shujun Zhang报道了在(1-x)AgNbO₃-xAgTaO₃（ANTx）固溶体体系中，通过构造室温M2-M3相界，可以同时获得6.3 J cm^-3的高W_rec，η为90%。

文章要点

1）所设计的材料在20-150 °C的宽温度范围内具有很高的储能稳定性，储能密度和效率的最小变化分别小于5%和2%。同时，储能密度和效率随循环次数的变化最小，可达106次，表现出良好的循环可靠性。结果显示，0.45AgNbO₃-0.55AgTaO₃陶瓷是一种很有前途的大功率储能材料。值得注意的是，由于击穿强度的显著提高，ANTx多层陶瓷和薄膜电容器的储能密度将进一步提高。

2）扫描透射电镜和同步辐射X射线衍射结果显示，ANTx固溶体具有独特的弛豫反铁电特性（RAFEs），与局域结构不均匀性和反铁电有序性有关。这开启了需要弛豫特性的广泛的应用领域，例如电热固态制冷装置和无磁滞执行器。

这项工作为开发大功率储能应用的新型无铅介质提供了一个很好的范例。

Luo, N., Han, K., Cabral, M.J. et al. Constructing phase boundary in AgNbO3 antiferroelectrics: pathway simultaneously achieving high energy density and efficiency. Nat Commun 11, 4824 (2020)

DOI：10.1038/s41467-020-18665-5

https://doi.org/10.1038/s41467-020-18665-5