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  商業化介電高分子電容薄膜僅能在105°C以下正常工作，無法滿足新能源汽車、可再生能源并網、地下資源開采、先進電磁能裝備等領域對發展耐高溫介電儲能電容器的要求（150 °C至250 °C）。另一方面，目前已有的耐高溫介電高分子中存在大量共軛結構，使其在高溫和高電場下的電導損耗呈指數級上升，導致器件過熱損壞。近年來，研究者們通過減少大分子中的共軛結構來提升材料的能帶隙寬度（E_g），但仍無法實現200℃以上高效儲能。

  近日，清華大學李琦課題組通過一種基于結構單元定制組裝的策略，揭示了當材料E_g超過某一臨界值時，高溫絕緣性能隨E_g增大呈現邊際收益遞減的現象，此時影響介電高分子高溫儲能性能的決定性因素轉變為相鄰共軛平面間的二面角大小。依據這一新的認知，課題組設計制備的介電高分子薄膜在250 ℃極端溫度下的放電能量密度達到2.1J/cm³（90%充放電效率），為目前報道最高水平。

圖2. 結構單元對材料T_g和E_g的量化影響

圖4. 高溫介電儲能性能

  全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38145-w#Sec2