清华大学材料学院沈洋教授课题组合成了磷钨酸亚纳米片作为填料，开发了一种聚合物基亚纳米复合电介质，全面提升了聚合物电介质的高温储能性能。其中，磷钨酸亚纳米片的厚度不足1纳米，横向尺寸达到3微米，可在复合材料中引入大量的界面区域。这使其既可通过调控周围聚合物链段分布增强偶极子极化，提高介电常数，也可通过界面区域的能级失配引入高密度电荷陷阱，还可在其面外方向阻碍击穿路径扩展，在其面内方向传导载荷，实现机械增强。其次，磷钨酸亚纳米片独特的周期排布团簇结构赋予其极强的电荷捕获和容纳能力，可通过内部W离子变价而捕获大量空间电荷，显著降低高温漏电流。此外，这种亚纳米片具有柔性，且表面接有有机表面活性剂，和聚合物基体展现出极高的结构相容性，这使得亚纳米复合材料的界面缺陷较少，高温绝缘性能获得进一步提升。因此，极小含量的亚纳米片（0.2 wt%）便可使复合电介质的介电常数、击穿场强和热稳定性获得显著提升，在150℃和200℃下的能量密度分别达到8.1 J cm^-3和7.2 J cm^-3（充放电效率为90%），并实现200℃环境中50万次的充放电循环。更为重要的是，课题组依托乌镇实验室，采用工业化流延设备首次实现了百米级长度的亚纳米复合电介质薄膜的卷对卷生产，所获得的薄膜具有稳定的储能性能，展现出广阔的工业化应用前景。该工作以“200度下兼具高能量密度和高循环稳定性的卷对卷生产聚合物-亚纳米片复合材料”（Roll-to-roll fabricated polymer composites filled with subnanosheets exhibiting high energy density and cyclic stability at 200 ℃）”为题发表于《自然·能源》（Nature Energy）期刊上。