聚偏氟乙烯/多壁碳纳米管复合材料的储能特性研究

摘要

为适应高储能密度聚合物基电介质等应用需求,通过喷雾干燥等手段对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行预处理,并将其与聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)物理混合,制备得到了PVDF-HFP/MWCNTs复合材料.采用SEM、SAXS、XRD和FTIR对复合材料的微观结构进行了表征,并对其介电特性和铁电特性进行了测试.结果发现:PVDF-HFP/MWCNTs复合材料的介电常数随MWCNTs填充量的增加而增大,当MWCNTs达到3 vol%时复合材料的介电常数可增加到32,与PVDF-HFP相比提升近3倍;通过铁电测试发现,当MWCNTs的含量为1.0 vol%时,复合材料在800 kV/cm下储能密度达到3.0 J/cm^3(PVDF-HFP在800 kV/cm下储能密度达2.3 J/cm^3).以上测试结果表明MWCNTs在较低填充下实现了对PVDF-HFP储能特性的改善,未来有望满足复合材料应用于介质电容器对提升储能密度的需求.