Joule：反铁电陶瓷中反极性断裂引发巨大储能

NavyLIu

2026-03-13

反铁电体以反极性有序结构为特征，由于其接近零的剩余极化和升高的场致最大极化，已成为先进储能系统的主要候选者。然而，高可回收能量密度和高效率之间的权衡仍然是反铁电陶瓷的主要挑战。近日，中国科学院王根水、许钫钫、Hu Tengfei在相场模拟的指导下，提出了一种新的策略，即反极性断裂，通过在4倍反铁电调制框架内对偶极子进行无序化，从而产生调谐的相变场，同时减少磁滞损耗。

本文要点：

1) 利用这一策略，PbZrO₃基反铁电陶瓷实现了23.8 J cm⁻³的超高可回收能量密度和93.1%的优异效率，超过了最先进的陶瓷电介质。

2) 原子级成像和动力学模拟表明，局部成分波动会引起反极性断裂位点，衰减长程反铁电相互作用，精确控制极化演化，从而改善综合储能。该策略为操纵反铁电-铁电相变路径和在反铁电体中获得高性能储能开辟了一条新途径。

参考文献：

Tengfei Hu et.al Antipolar-breaking eliciting giant energy storage in antiferroelectric ceramics Joule 2026

DOI: 10.1016/j.joule.2026.102346

https://doi.org/10.1016/j.joule.2026.102346