三明治结构BTO/PVDF复合介电材料的设计及其储能密度

摘要

高储能密度介质材料是那些材料具有高介电常数、高击穿场强和低介质损耗的电介质材料，这些材料对于现代电子能源系统，如混合动力汽车、医用起搏器以及脉冲调节器等的发展具有非常重要的作用。本文设计并制备了一种“三明治结构”薄膜，在上下层中填充较多量的高极化值填料以提升整体薄膜的极化强度，在中间层填充可以阻隔电荷迁移抑制漏电流的填料以维持较高的击穿场强，从而在高电场下达到上下层面内半导，面外依然保持绝缘状态。使用常见的具有较高介电常数的BaTi03（BTO)作为介质填料，将BTO纳米颗粒(BTO-np)填充在三明治结构薄膜的上下层以创造较高的极化值，同时在三明治结构薄膜的中间层填充BTO纳米纤维(BTO-nf)用以提升击穿场强，使用PVDF作为聚合物基体。