欧盟修订的《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》有关铅的豁免条例正式实施。其中，条例明确指出电子电气器件的玻璃或陶瓷（电容中介电陶瓷除外）中的铅，以及玻璃或陶瓷复合材料中的铅的豁免最长至2024年。

“上述条例对储能陶瓷器件还没有明确的规定。”中国矿业大学材料与物理学院副教授蔡子明在接受《中国科学报》采访时表示，“从环保的角度而言，开发高性能无铅储能陶瓷是十分迫切的。”

储能密度和效率要兼顾

无铅储能陶瓷由于具有高功率密度和快速充放电能力，其主要应用领域是功率变换和脉冲功率系统。但专家也表示，含铅陶瓷的优异性能目前还难以在无铅陶瓷体系中实现。

就弛豫铁电体而言，景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院教授沈宗洋告诉《中国科学报》，近年来弛豫铁电体作为储能电容器的研究越来越深入，报道的储能密度和效率均很高，但其并没有反铁电的场致铁电转变特征。在他看来，最可行的方法是用无铅的反铁电陶瓷替代含铅的反铁电陶瓷。

“考核”储能陶瓷的两个关键指标为储能密度和储能效率，两者无法分开已成为业界共识。就目前的研究来看，储能密度依然被当作基础和核心，在保证高储能密度的基础上，通过成分改性或结构改性等手段来提高储能效率。“如果从应用角度来看，需要对储能效率给予更多关注。”刘岗告诉记者。

蔡子明表示，无铅弛豫反铁电体系的研究，为无铅储能陶瓷的研究打开了新的思路。

《中国科学报》了解到，李飞课题组的研究就属于这一种。该课题组报道的NBT-SBT弛豫反铁电陶瓷体系，兼具高极化强度、高击穿场强和高储能效率，是最有希望商用的无铅储能陶瓷体系之一。但当前无铅的弛豫反铁电陶瓷体系报道较少，缘于将反铁电陶瓷调控为弛豫反铁电陶瓷具有一定的难度。

除此之外，基于高性能的无铅储能陶瓷体系，制备出多层陶瓷电容器（MLCC）是当前研究的最大热点。蔡子明告诉《中国科学报》，考虑到成本，开发高性能抗还原无铅储能陶瓷体系具有重要意义。

学科融合促发展

无铅储能陶瓷原本属于凝聚态物理范畴，但因为涉及到“材料+能源”，这一领域被看成是化学、材料和物理之间契合点的产物。“对于无铅储能陶瓷的研究，亟须不同背景的研究者深入交流，为高性能无铅储能陶瓷的研究和应用提供更多新的解决方案。”蔡子明说。

“无铅储能陶瓷的研究是材料、物理与化学的强交叉。”蔡子明向记者进一步解释道，材料学是无铅储能陶瓷研究的基础，对于无铅陶瓷材料的宏观组成、晶体结构、微观形貌、电畴形貌等的研究均是材料学中的重要方法。对于无铅陶瓷介电常数和介电损耗以及极化电场响应对温度或频率的变化等内容的理解，都需要以电介质物理或铁电介电物理为基础。而对于无铅储能陶瓷的制备，无论是固相法还是化学法等，都离不开化学学科。