【摘要】 紧凑的自主超高功率密度储能和发电设备利用铁电材料的自发极化，能够在短时间内产生数百千伏电压、数千安培电流和兆瓦级功率。

紧凑的自主超高功率密度储能和发电设备利用铁电材料的自发极化，能够在短时间内产生数百千伏电压、数千安培电流和兆瓦级功率。这些器件的存储寿命比电化学电池和电化学电容器的存储寿命长4个数量级。

2019年，Gao等[1]报道了NBT铁电陶瓷冲击致去极化的详细实验研究结果。厚度为2mm宽8毫米长度16mm的NBT铁电陶瓷试样被垂直于偏振方向的平面激波压缩。在气枪系统加速下，铜弹撞击NBT试样，在试样内部产生平面横向激波。作者进行了两组激波去极化实验。在第一个系列中，负载的电阻为1欧姆。在这些实验中，NBT试样的冲击压力变化范围从1.8到6.7 GPa。实验结果表明，NBT铁电试样在1.8 GPa冲击载荷下不发生去极化。当冲击压力增加到2.9 GPa时，产生幅值为20 A的应力感应电流。样品部分去极化并释放电荷，其密度约为其剩余极化的一半。在4.3 GPa的冲击压力下，NBT试样产生振幅为26 A、持续时间为2 ms的准矩形电流脉冲。在6.7 GPa压力下，NBT样品完全去极化，释放电荷密度等于其剩余极化率Pr =38μC/cm2。在第二组冲击去极化实验中，负载的电阻为650欧姆。实验结果表明，在4.9 GPa的冲击压力下，NBT试样能够产生幅值为17.16 kV的准矩形高压脉冲。在电阻负载下产生的功率为453 kW，相应的铁电试样功率密度为1.8 MW/cm3。根据所得结果可以得出结论，NBT是一种很有前途的高功率无铅铁电材料。

[1] Gao Z, Peng W, Chen B, Redfern SAT, Wang K, Chu B, He Q, Sun Y, Chen X, Nie H, Deng W, Zhang L, He H, Wang G, Dong X. Phys Rev Mater 2019:3.035401