铁电聚合物基纳米复合电介质储能材料研究进展

高储能密度聚合物基复合电介质材料在电容器领域具有很高的应用价值,目前很多研究集中在本身具有较高的介电常数的铁电材料上。通过探讨铁电聚合物基纳米复合电介质材料储能理论、电极化特性、充放电效率等与储能密度密切相关的性能,深入分析了复合电介质材料的储能机理并提出了下一步的发展方向。并进一步讨论了目前铁电聚合物基复合电介质材料的主要制备策略,包括纳米填料表面修饰改性、多相共混复合和多层结构调控以及由此实现的介电性能和储能密度的提升。     

高储能聚合物基纳米复合电介质

作为电容储能器件的核心材料,高储能电介质在智能电网和高能武器等先进装备领域具有重要的实用价值。为提高聚合物电介质材料的储能密度,多采用复合技术制备聚合物基纳米复合电介质。首先介绍了现有聚合物基复合体系的基本理论及结构模型,并着重从介电常数、击穿场强和介电损耗3个关键技术指标入手总结了近年来取得的相关研究成果。最后,在此基础上对聚合物基纳米复合电介质材料目前存在的科学问题进行了探讨和展望。     

聚合物绝缘与功能电介质材料的若干研究热点述评

电力设备及电子器件的发展需要高性能的绝缘与功能电介质作为支撑,高储能密度聚合物绝缘材料、导热绝缘聚合物绝缘材料以及非交联型高压交/直流电缆绝缘材料等是近期绝缘与功能电介质材料领域的研究热点,本文对上述三个研究热点在国内外的主要研究进展进行了综述,并展望了未来的发展方向。     

高储能聚合物电介质材料研究进展

储能薄膜电容器因其功率密度高、工作电压高、自愈特性好以及可靠性高的优势，被广泛应用于智能电网、电动汽车和电力调节中。但聚合物电介质材料偏低的储能密度和较大的介电损耗限制了储能薄膜电容器的轻量化、小型化以及可靠性发展。文章综述了基于优化复合电介质材料高储能密度和低介电损耗的最新研究进展，涉及复合电介质材料的结构特性、介电性能、电气强度以及储能机理，比较和分析了提高聚合物电介质材料储能特性的几种常用策略，包括多组分无机填料共填充、纳米表面改性、多层结构复合、分子结构设计、薄膜表面沉积涂覆等方法对其储能特性的提升规律与调控机制，最后对高储能聚合物电介质材料的现存问题以及未来发展方向进行了总结与展望。     

全有机聚酰亚胺复合电介质薄膜储能特性的研究进展

聚酰亚胺（PI）因其优异的性能在新型高温储能电介质材料领域得到广泛关注。与无机/PI复合电介质材料相比，全有机PI复合电介质材料可以在获得高介电常数和高储能密度的同时保持优异的力学性能。本文首先讨论了影响聚合物电介质材料储能特性的关键参数，包括介电常数、介质损耗、击穿场强、储能密度、充放电效率和耐热性，然后分别从物理共混和化学共混两个角度分类介绍了影响全有机PI复合电介质材料储能特性的关键因素及发展动态，最后，对如何有效提升全有机PI复合电介质材料的高温储能特性问题进行了总结，并对其未来发展方向进行了展望。     

电容器级新型储能电介质的储电性能研究

在电容型储能脉冲功率电源中,脉冲电容器的储能密度直接影响脉冲功率电源和脉冲功率系统的小型化发展.目前,脉冲电容器的介质材料多采用双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP),其储能密度很难进一步提升,因此需要研究新型电容储能材料,以提高电容器的储能密度.本文以电容器用储能电介质为研究对象,对聚合物基无机纳米复合电介质(PVDF/Ti...     

聚合物基全有机复合电介质材料研究进展

聚合物基全有机复合电介质材料相比于其他的电介质材料具有电气强度高、介质损耗低、质量轻、机械加工性能优良等优点,更适合于实际应用.本文综述了以纯聚偏氟乙烯(PVDF)、PVDF共聚物、其他聚合物作为基体的聚合物基全有机复合电介质材料的研究进展,并对聚合物基全有机复合电介质材料在电容储能及实际应用中仍面临的一些问题作了探讨,对其未来发展进行了展望.     

高温聚合物薄膜电容器介电材料评述与展望

聚合物电介质材料以其高充放电速率、高功率密度、高击穿场强和自愈性等优点被广泛应用于静电电容器中。然而新能源汽车、光伏并网、油气勘探、航空航天等应用对聚合物电容器在高温下的介电储能性能提出了更高的要求。为此介绍了电介质材料的基本物理背景,综述了一些典型的高温介电聚合物,重点介绍了介电聚合物复合材料,包括表面处理聚合物、基于填料形貌分类的聚合物基纳米复合材料、三明治结构复合材料和聚合物–分子半导体全有机复合材料。还对复合材料的电荷注入和输运特性与基体和纳米粒子的界面微区特性的最新研究进展进行了介绍。最后对高温聚合物电介质材料的发展现状和存在的挑战进行了简要总结。     

电介质储能材料研究进展

介绍了电介质储能的物理基础和主要测试方法,比较分析了各种电介质储能材料的研究进展。在单相电介质材料中,对于陶瓷材料,研究重点是提高击穿场强;对于玻璃、聚合物材料,研究重点是提高介电常数。通过制备两相复合材料提高储能密度是当前电介质储能材料的研究热点,其中的重点问题是如何更好的控制两相界面来提高储能密度。     

PMMA基高储能电介质材料研究进展

聚合物薄膜电容器因其超高的充放电效率而被广泛应用于许多领域，如高脉冲功率技术、航空航天技术和新能源汽车等。储能应用的聚合物电介质往往需要较高的能量密度和储能效率，目前薄膜电容器中商业化应用最为广泛的双轴拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜已不能满足日益增长的电能储存需求。在众多的聚合物电介质材料中，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）因其高击穿强度、低介质损耗和易加工等优点而受到广泛关注。本文综述了PMMA本征型和复合型电介质材料在储能领域的研究进展，重点对通过化学改性和物理改性提升聚合物储能电介质材料的能量密度和储能效率的方法进行了归纳整理，最后对电介质材料未来的发展方向进行了展望。     

聚合物基复合薄膜的高温储能性能研究进展

聚合物薄膜电容器具有功率密度大、安全性高、绝缘性好等优点而被广泛应用在工程领域。近年来,随着新能源交通、清洁能源并网、油气开采等领域对具有优异高温储能特性的介电薄膜电容器需求日益增加,高温、高电场等极限条件下介质薄膜电容器的储能受到越来越多的关注,相关研究已成为电工材料领域的研究热点。该文总结近年来有关聚合物基复合薄膜的高温储能研究进展。首先,介绍决定电介质材料高温储能特性的关键参数,分析高温、高电场对相关参数的影响规律;其次,梳理基于不同空间层次设计的聚合物薄膜高温储能特性优化研究现状,从分子结构、微观结构、介观结构3个方面总结高温储能性能的调控方法;最后,对进一步提升聚合物薄膜的高温储能性能做出展望。     

金属氧化物超级电容器的研究进展

与蓄电池相比,超级电容器具有较高的比功率;与传统电容器相比,超级电容器具有较大的容量和较高的能量,且工作温度范围宽、循环寿命长.金属氧化物超级电容器的储能以法拉第准电容为主,其电极材料分为三类:贵金属氧化物、贱金属氧化物和复合型金属氧化物.综述了金属氧化物超级电容器的储能机理、制备及最新研究进展;介绍了电容器中电解液、隔膜材料和集流体的相关性能.     

高介电性能绝缘材料新制备方法的研究

概述了用于电容器储能的新型绝缘材料的国内外研究现状,介绍用于提高绝缘材料介电性能的新方法,即低温等离子体技术。从低温等离子体的化学活性出发,重点阐述了可以用于制备、改性绝缘材料的不同等离子体技术和这些技术的发展前景。     

Structure,Ferroelectric, Dielectric and Energy Storage Studies of Ba0.70Ca0.30TiO3, Ba(Zr0.20Ti0.80)O3 Ceramic Capacitors

Ba_0.70Ca_0.30TiO₃-(BCT),Ba(Zr_0.2Ti_0.8)O₃-(BZT) ceramics were fabricated by conventional mixed oxide route to develop inorganic dielectric materials suitable for use as an insulator with high dielectric constant and low energy loss for capacitor applications. The structural phase transition, ferroelectric, dielectric and energy storage properties of BCT, BZT ceramic capacitors were investigated. Room temperature X-ray diffraction (XRD) patterns revealed prominent peaks corresponding to tetragonal perovskite crystal structure for both BCT, BZT solid solutions. Slim ferroelectric hysteresis (P-E) loops were observed for BCT, BZT solid solutions. Temperature dependent dielectric property measurements of BCT, BZT solid solutions have shown a high dielectric constant and low dielectric loss. Room temperature (300K) breakdown field strength and energy densities were obtained from the integral area of P-E loops. For the BCT ceramics, the largest recoverable energy (unreleased energy) density is 1.41 J/cm³ with dielectric breakdown strength as high as 150 kV/cm. For the BZT ceramics, the largest recoverable energy (unreleased energy) density is 0.71 J/cm³ with dielectric breakdown strength as high as 150 kV/cm. Bulk BCT, BZT ceramics have shown interesting energy densities; these might be the strong candidate materials for capacitor applications.     

耐高温聚合物电介质材料的研究与应用进展

耐高温聚合物电介质材料以其优良的耐高温稳定性、优异的介电性能以及良好的耐环境稳定性等在电工绝缘领域中具有广阔的应用前景。系统综述了国内外近年来在耐高温聚合物电介质材料基础与应用领域的最新研究进展。从耐高温聚合物电介质材料的发展历史、结构特性以及应用研究等方面进行了综述。重点介绍了耐高温聚合物电介质材料在轨道交通牵引电机、新能源电力设备以及航空航天电气设备等电工绝缘领域中的应用状况。最后对耐高温聚合物电介质材料的未来发展前景进行了展望。     

柔性聚苯胺与碳质材料协同改性锂硫电池正极研究进展

锂硫电池具有高能量密度、低成本和环境友好等特点,被认为是最具潜力的下一代储能体系之一。介绍了柔性导电聚苯胺与碳质材料协同改性锂硫电池正极材料方面的研究进展,并与传统的聚苯胺或碳质材料单独改性硫基正极材料进行对比。围绕后者在单独改性中存在的电化学性能不佳的问题,对柔性导电聚苯胺与碳质材料二元复合改性硫基正极材料的结构设计和制备方法等进行综述,并对其未来发展方向和商业化应用进行展望。     

介质阻挡放电在绝缘材料表面改性中的应用

介质阻挡放电(DBD)用于绝缘材料表面改性是当前等离子体和材料改性领域的热点研究问题之一。通过介绍DBD的产生方法及放电特性,并分析了DBD等离子的物理化学过程,在此基础上综述了DBD等离子体用于绝缘材料表面改性的机理,改性的方法、改性的影响因素等,并分析了DBD等离子体用于绝缘材料表面改性的国内外研究现状、应用前景及研究中存在的主要问题等。     

高介电常数的聚合物基纳米复合电介质材料

高介电常数的聚合物基电介质材料无论是在电力工程,还是在微电子行业都具有十分重要的作用。研究中主要以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,以纳米和微米尺度的高介电常数的铁电陶瓷钛酸钡(BT)的前驱体粉末为功能添加组分,采用特殊的工艺制备了高介电常数的聚合物基纳米功能电介质复合材料。研究了制备工艺、添加物含量、以及微米/纳米BT的体积比等因素对复合电介质材料介电性能的影响。发现在无水乙醇中,通过纳米BT与PVDF颗粒之间强烈的吸附作用以及热模压工艺,可以制备高度分散性的BT/PVDF纳米复合材料。同时通过合理的组合微米/纳米BT的体积比,在BT同样的体积含量时,微米/纳米BT的共混物对复合材料介电性能的提高有明显协同效应。利用该效应可以制备介电常数高的聚合物基电介质材料。     

改性对钛酸钡陶瓷介电常数的影响

钛酸钡(BaTiO3)陶瓷以其优异的铁电、压电、绝缘性能广泛应用于体积小、容量大的电子器件材料领域,为解决钛酸钡(BaTiO3)陶瓷在一定的工作温度区间介电常数呈现不稳定变化问题,对其进行改性,着重研究稀土掺杂改性对BaTiO3陶瓷介电性能的影响,并对目前存在的问题提出了解决的方法。