La替代对(Bi 0.2 Na 0.2 Ca 0.2 Ba 0.2 Sr 0.2 )TiO 3 无铅高熵陶瓷储能特性的影响

摘要 在本研究中，设计并通过水热法制备了一种新型无铅高熵陶瓷（HEC）体系 (Bi 0.2 Na 0.2 Ca 0.2 Ba 0.2 Sr 0.2 ) (1–3 x /2) La x TiO 3 (0 ≤ x ≤ 0.15)（简称为 BNCBST‐ x La），以通过 La 替代提高储能性能。结果表明，在 BNCBST 的 A 位进行 La 掺杂会诱发晶格畸变并进一步改善介电弛豫。此外，晶粒生长受到 La 含量的抑制，从而导致绝缘电阻增加，进而显著提高了击穿场强（E b ）。因此，x = 0.03 的体系在 245 kV/cm 的高 E b 下表现出 2.43 J/cm 3 的优异可恢复储能密度（W rec ）和 85.5% 的高储能效率（η ），同时具有宽温稳定性（在 30–150°C 下，W rec 和 η 的变化分别在 ± 8.3% 和 ± 1.1% 以内）。本研究结果表明，所获得的 La 改性 BNBCST HEC 在储能应用中具有广阔的前景。