近日，我院羅能能教授團隊在電介質(zhì)陶瓷材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要突破，成功開發(fā)出兼具高儲能密度和高溫度穩(wěn)定性的復(fù)合電介質(zhì)陶瓷，并研制出多層陶瓷電容器（MLCCs）。相關(guān)研究成果于2026年1月26日以《Ordered Heterogeneous Interfaces Enable Temperature-Insensitive and Ultrahigh-Energy-Storage Multilayer Ceramic Capacitors》為題發(fā)表在《Advanced Materials》上 (https://doi-org-s.vpn.gxu.edu.cn:8118/10.1002/adma.202520618)。我院博士研究生何霞鳳為第一作者，羅能能教授為論文通訊作者，武漢理工大學(xué)沈忠慧教授、哈爾濱工業(yè)大學(xué)王大偉教授和香港城市大學(xué)張樹君教授為共同通訊作者。合作單位還包括山東大學(xué)，湘潭大學(xué)，香港理工大學(xué)，華中科技大學(xué)以及清華大學(xué)。
隨著器件微型化、集成化、以及高溫（尤其是超過150℃）工作穩(wěn)定性的需求日益迫切，開發(fā)兼具高能量存儲密度與優(yōu)異熱穩(wěn)定性的介質(zhì)材料已成為關(guān)鍵挑戰(zhàn)。在這一背景下，同時提高MLCCs的儲能密度和熱穩(wěn)定性，成為當(dāng)前該領(lǐng)域的研究重點。
為解決該難題，我院羅能能教授團隊提出一種全新策略：在無鉛弛豫鐵電基體中嵌入平行排列的Al2O3片狀模板，構(gòu)建大量有序排列的異質(zhì)界面。在強電場和高溫條件下，這種有序異質(zhì)界面能有效抑制電荷注入和傳輸，顯著降低電導(dǎo)率與能量損耗，從而實現(xiàn)高擊穿強度與高熱穩(wěn)定性。基于該結(jié)構(gòu)，復(fù)合塊體陶瓷的擊穿強度和儲能密度分別提高2.6倍和2.2倍，儲能密度在20℃-160℃的變化率從~10%降低至~2%。值得注意的是，以該電介質(zhì)材料制備的MLCCs的擊穿強度高達(dá)1140?kV?cm-1，儲能密度達(dá)16.0?J?cm-3。此外，該MLCCs在20℃-160℃的寬溫范圍內(nèi)表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，性能波動幅度不超過3%。這些結(jié)果表明，有序異質(zhì)界面工程在開發(fā)兼具高熱穩(wěn)定性和高儲能密度的材料方面具有重要潛力。
該研究設(shè)計的具有Al2O3片的復(fù)合電介質(zhì)多層陶瓷電容器和儲能性能
該研究得到了國家自然科學(xué)基金、廣西杰出青年科學(xué)基金、廣西科學(xué)技術(shù)發(fā)展專項基金和廣西八桂青年人才培養(yǎng)計劃等項目的支持。
一審一校：羅能能
二審二校：王欣鵬
三審三校：沈大強
