近日，化学评论（Chemical Reviews）期刊发表了以“高能量密度电容用陶瓷材料的现状与展望”为题，由英国谢菲尔德大学主导的，包括西安交大电子信息工程学院重点实验室、中科院深圳先进技术研究所、内蒙古科技大学、澳大利亚伍伦贡大学等众多学者的联合研究成果。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c01264

文章指出，为了满足便携式电子产品、电动汽车和大型储能装置日益增长的需求，目前需要具有高能量/功率密度的材料。其中，燃料电池、电池和超级电容器的能量密度最高，但传统的介质电容器由于其高功率密度和快速充放电速度而在脉冲功率应用中受到越来越多的关注。在介质电容器中，高能量密度的关键在于大的最大值但小的剩余极化（线性介质为零）和高的击穿强度。聚合物介质电容器在室温下提供高功率/能量密度，但高于100%°C它们不可靠，并遭受介质击穿。因此，对于高温应用，介质陶瓷是唯一可行的选择。

a储能电容应用领域

b 2010年至2020年关于储能电容器用铅基陶瓷、无铅陶瓷、陶瓷多层膜和陶瓷膜的年度出版物数量

铅基陶瓷，如掺镧锆钛酸铅，具有良好的储能性能，但其毒性引起了人们对其在消费类应用的关注，因此需要具有优异功率密度的无铅组合物。本文介绍了电介质储能的基本原理，讨论了提高储能性能的关键因素，如通过选择基底系统、掺杂剂和合金添加剂来控制局部结构、相组装、介电层厚度、微观结构、导电性和电均匀性，然后对最新技术进行了综合评述。最后，对高功率/能量密度电容器应用中新材料的未来需求进行了评述。

编译 YUXI