【編號】2021-69

【題名】核-殼結構納米填料/聚偏二氟乙烯復合電介質的制備及儲能性能

【作者】陳超，史少聰，黃華東等

【機構】四川大學高分子科學與工程學院高分子材料工程國家重點實驗室

【刊名】高分子材料科學與工程（2021年06期）

【文摘】在薄膜電容器領域，開發高儲能密度(U)和高放電能量效率(η)的聚合物復合電介質仍然是一大挑戰。文中將銀納米粒子(AgNP)負載到鈦酸鋇(BT)納米顆粒上，再將其表面改性制得被二氧化硅(SiO₂)殼層包覆的負載AgNP的BT納米填料(SiO₂^@Ag^@BT)。AgNP賦予材料較大的電位移，而絕緣的SiO₂殼層充當緩沖層限制了漏電流，防止了材料的電擊穿及空間電荷的滲透。當SiO₂^@Ag^@BT質量分數為3％時。聚偏二氟乙烯(PVDF)納米復合電介質的介電常數為10.0，介電損耗(tanδ)低至0.024，擊穿場強為329MV/m。在200MV/m的電場下，與BT/PVDF相比，SiO₂^@Ag^@BT/PVDF納米復合電介質的儲能密度提高了13.7％，達到2.72J/cm³，且放電能量效率達到78.0％。經SiO₂改性的含AgNP核-殼結構填料在低添加量下即可實現聚合物復合電介質儲能密度的提高并保持高放電能量效率，這為設計新型聚合物電介質材料提供了一種簡單而有效的思路。