含有氮化硼勢壘層的三明治結(jié)構(gòu)聚合物基復(fù)合介質(zhì)儲能特性研究

編號：CYYJ04047

篇名：含有氮化硼勢壘層的三明治結(jié)構(gòu)聚合物基復(fù)合介質(zhì)儲能特性研究

作者：馮宇 程偉曄 岳東 張文超 遲慶國

關(guān)鍵詞： 電介質(zhì)薄膜 聚醚酰亞胺 氮化硼 介電性能 儲能密度

機(jī)構(gòu)： 工程電介質(zhì)及其應(yīng)用教育部重點實驗室（哈爾濱理工大學(xué)）

摘要： 聚合物基高溫儲能介質(zhì)因其較高的功率密度及優(yōu)異的充放電效率被廣泛應(yīng)用在電氣和電子等領(lǐng)域。該文選用不同粒徑的氮化硼納米片(BNNSs)作為填料,摻雜到聚醚酰亞胺(PEI)中構(gòu)建勢壘層,添加在純PEI兩側(cè)制備擁有三明治結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜,探究粒徑大小在不同溫度/填充體積分?jǐn)?shù)下對復(fù)合薄膜的介電性能及儲能性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),構(gòu)建BNNSs勢壘層的三明治結(jié)構(gòu)復(fù)合薄膜顯著抑制了介質(zhì)的高溫電導(dǎo),提高了充放電效率,且較小粒徑BNNSs填充勢壘層能更有效地提高擊穿場強(qiáng)和儲能密度,其中摻雜200 nm粒徑BNNSs體積分?jǐn)?shù)為5%的復(fù)合薄膜在常溫下的儲能密度可達(dá)5.65J/cm3,充放電效率高達(dá)96%,即使在150℃下,儲能密度和充放電效率也可分別達(dá)到2.52 J/cm3和95%。通過隨機(jī)擊穿模型闡明了粒徑大小及三明治勢壘層結(jié)構(gòu)對擊穿性能的提升機(jī)制。該文提出的含有勢壘層的三明治復(fù)合結(jié)構(gòu)為高溫下復(fù)合薄膜儲能特性優(yōu)化提供了新的策略。