高储能密度全有机复合薄膜介质材料的研究.pdf

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高储能密度全有机复合薄膜介质材料的研究CompositeFilm苑金凯L2，党智敏h2All—organicHybridwithHighEnergyDensity(1．北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室，北京2．北京市新型高分子材料制备及工艺重点实验室，北京备了高储能密度的全有机复合薄膜介质材料。研究了添加物含量、频率等因素对复合介质材料介电性能的影响。发现当PANI体积分数达到0．05时(略高于渗流阈值厂c=0．041)，复合薄膜的介电常数在100Hz条件下高达流阈值附近，复合薄膜介电性能仍具有一定的频率稳定性。介电常数在低频范围(102～104Hz)内基本保持不变。利用SEM对复合薄膜的表面形貌进行了分析，发现有机填料PANI粒子在PVDF基体内有很好的分散性。另外利用XRD分析了复合薄膜的晶体结构，发现该制备工艺条件下所得复合材料基体主要以口一PVDF形式存在，这有助于发挥PVDF基体的功能性。渗流阈值理论可用来解释介电常数随添加物含量和频率的变化规律。研究结果表明，该制备工艺可得到适用于较宽频率范围的高储能密度复合薄膜。文献标志码：A文章编号：1009—9239(2008)一05—0001—05fP眦approaching1前言在能量储存的多种方式中，电能的储存是研究的重要方面。与传统的蓄电池储能和化学储能方式相比，电容器储能因其反应速度快、可再生、轻便、对环境无污染等优势而备受关注flqlo电容器储能是将能量以电容器对极板间的富集电荷电势场的形式储100029)摘要：电容器储能以其轻便、高效、环保等特点正在逐步引起人们的重视。为制备高储能密度的电容器介质材料，研究以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体，以纳米尺度的导电聚苯胺(PANI)为填料，采用溶液法及后续的球磨工艺制456，击穿场强为60MV／m，储能密度达到了7．23,与PVDF基体相比提高了3倍多。另外还发现即使在渗关键词：高介电；储能密度；全有机；复合薄膜；导电聚苯胺中图分类号：TM215；TM533Jin．kail只DANG(1．StateofEngineering。BeqingTechnology，BeOingBeOingMaterials．BeOing100029，China)fluoride(PVDF)andpolyaniline(PANI)werecontents(，PANI)andthe，PANIthreshold，c=0．041)，thefSEMtypical卢-PVDF，respectively．100029；J／eraYUANZhi．minl·2KeyLaboratoryChemicalResourcesUniversity100029，China；2．KeyCityPreparationandNovelPolymerAbstract：Energycapacitorhasbeenfocusedbyincreasingattentionsdueitsadvantageslikehandiness，highefficiency．andenvironmentfriendliness．Toobtaindielectriccomposites，polyvinylideneconductiveselectedthepolymerma-trixfillerrespectively．TheinfluencesPANIfrequencydielec-tricpropertiesstudied．Theresultsshowthatwhenis0．05(higherthanpercolationhybridfilmhigh456(atHz)，thebreakdownstrength60MV／m。anddensityJ／cm3。whichthreetimeshigherPVDF．Moreover。theindependentforcompositesc．TheXRDrevealdisperseuniformlyinPVDFmatrix，andexistsThepercolativetheorywasemployedexplainresults．Thisdemonstratedbeef-fectivematerialswidewords：highdensity；all—organic；hybridcompositefilm：conductivepolyaniline收稿日期：2008—07—15基金项目：国家自然科学基金资助项目(50677002)作者简介：苑金凯(1983一)．男．河北故城人。硕士研究生，研究方向为聚合物基电介质功能复合材料，(电话)010—64452126(电子信箱)[e-mail]；党智敏，男