近期，本课题组联合清华大学沈洋教授课题组在高储能密度柔性电容器领域取得重要进展。为了在介电常数提高的同时进一步提升材料击穿场强，进而获得高储能密度复合材料，合作团队提出了一种普适的可行策略，即利用带负电无机填料的局域反向电场抑制二次碰撞电子的产生，从而阻碍击穿相的形成发展，进而提升复合材料击穿场强和储能密度。基于此，研究人员制备出掺入少量带负电的2维Ca₂Nb₃O₁₀填料的聚偏二氟乙烯（PVDF）基复合材料，在提高其介电常数的同时，获得了极高的击穿场强（~792 MV/m）和储能密度（~36.2 J/cm³），该柔性电容器的储能密度高于目前已获报道的聚合物基复合材料，是目前最好的商用双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜电容器的18倍，甚至超过了商用电化学电容器（20-29 J/cm³）。此外，相比于PVDF基体，复合材料的杨氏模量也有明显的提高，同时漏电流密度依然维持在较低水平，这些分别有利于避免机电击穿与电热击穿的发生。为了进一步验证该策略的普适性，研究人员基于相场模拟和有限元计算验证了纳米片填料负电荷对抑制电击穿的重要作用，并在聚苯乙烯（PS）基复合材料中同样实现了击穿场强与储能密度的大幅提升。该项研究工作为今后高能量密度柔性电介质储能材料的实用化提供了全新的思路。相关成果被Materials Views China，材料人，科学材料站，高分子科技等媒体报道。

该成果以“Negatively Charged Nanosheets Significantly Enhance the Energy-Storage Capability of Polymer-Based Nanocomposites”为题在线发表于Advanced Materials。