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High‐Entropy Superparaelectrics With both Ultrahigh Energy Storage Performance and Broad‐High Temperature Stability

材料科学 纳米团簇 储能 电介质 陶瓷 光电子学 极化(电化学) 大气温度范围 电导率 激发极化 工作(物理) 纳米技术 消散 极地的 高能 介电损耗 电阻率和电导率 工程物理 导电体 温度测量 航程(航空) 计算机数据存储 高效能源利用 工作温度 格子(音乐) 高-κ电介质 纳米颗粒
作者
Hao Li,Lei Ning,L. K. Zhang,Ning‐Ning Sun,Ye Zhao,Chun‐Xiao Lu,Jin‐Hua Du,Xiao‐Wei Li,Pei Han,Yong Li
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:22 (11): e12212-e12212 被引量:3
标识
DOI:10.1002/smll.202512212
摘要

ABSTRACT Achieving high recoverable energy density ( W rec ) and energy storage efficiency ( η ) concurrently with robust temperature stability remains a significant challenge for dielectric energy storage ceramics. Here, a high‐entropy‐superparaelectric (HE‐SPE) synergistic strategy is proposed based on La(Mg 0.5 Zr 0.5 )O 3 (LMZ) modified (Bi 0.2 Na 0.2 Ba 0.2 Sr 0.2 Ca 0.2 )TiO 3 (BNBSCT) system. By promoting cationic disorder, the high‐entropy (HE) effect induces lattice strain and random octahedral tilting that synergistically enhance resistivity and potential uniformity for a high breakdown field ( E b ). Owing to broadening the superparaelectric (SPE) region to room temperature, the system enables quick switching of polar nanoclusters through lowered energy barriers, thus achieving a high dynamic polarization response and near‐zero remnant polarization ( P r ). Consequently, the (1 – x )BNBSCT‐ x LMZ ceramics with x = 0.15 acquire an outstanding W rec of 13.51 J cm −3 and a high η of 94.6% under a high E b of 750 kV cm −1 . Furthermore, the wide temperature window of polar nanocluster coexistence enables the ceramic to achieve excellent comprehensive energy storage performance across a wide temperature range (25–200°C). This work provides new route to develop dielectric materials with high energy storage performance and excellent temperature stability.
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