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PZPVDF复合厚膜的制备及其储能性能的研究
PZPVDF复合厚膜的制备及其储能性能的研究
摘要：本文以聚偏二氟乙烯(PVDF)为基材，通过添加氧化铅(PbO)和锆酸钠(Na2ZrO3)两种无机填料，制备了PZPVDF复合厚膜，并研究了其储能性能。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对复合厚膜进行了表征，结果表明填料能够均匀分散在PVDF基材中。同时，利用热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)对复合厚膜的热稳定性进行了研究，结果显示填料的加入能够提高复合厚膜的热稳定性。最后，通过交流阻抗分析(EIS)和循环伏安法对复合厚膜的储能性能进行了评价，结果显示PZPVDF复合厚膜具有较低的内阻和较高的电容量，表现出优异的储能性能。
关键词：PZPVDF复合厚膜，储能性能，扫描电子显微镜，热稳定性，交流阻抗
1.引言
随着电子设备的快速发展和能源需求的不断增加，高性能储能材料的研究和开发变得十分重要。聚偏二氟乙烯(PVDF)作为一种常用的储能材料，具有优异的电化学性能和良好的化学稳定性，被广泛应用于超级电容器和锂离子电池等储能器件中。然而，单纯的PVDF材料在储能性能方面还存在一些不足，如能量密度低和循环寿命短等问题。为了提高PVDF材料的储能性能，研究者开始探索引入无机填料来改善其性能。
2.实验设计
2.1.材料准备
聚偏二氟乙烯(PVDF)是本实验的基础材料，氧化铅(PbO)和锆酸钠(Na2ZrO3)则作为无机填料添加到PVDF中。PVDF和填料按一定质量比例混合，并在某种溶剂中充分搅拌，制备成均匀分散的混合溶液。
2.2.膜的制备
将混合溶液倒入模具中，经过溶剂挥发和烘干，制备成PZPVDF复合厚膜。根据实际需求，调节膜的厚度和尺寸。
3.结果与讨论
3.1.表征
通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对复合厚膜进行表征。SEM结果显示填料均匀分散在PVDF基材中，无明显的聚集现象。XRD结果进一步证明了填料的存在，并且没有明显的晶体结构改变。
3.2.热稳定性
利用热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)对复合厚膜的热稳定性进行研究。TGA结果显示填料的加入能够提高复合厚膜的热稳定性，增加其热分解温度。DSC结果表明填料的加入对PVDF材料的玻璃化转变温度和结晶温度有一定的影响。
3.3.储能性能
通过交流阻抗分析(EIS)评价复合膜的电化学性能。结果显示PZPVDF复合厚膜具有较低的内阻，表明其优异的离子导电性能。同时，在循环伏安法中观察到较高的电容量，说明PZPVDF复合厚膜具有较高的储能性能。
4.结论
本实验成功制备了PZPVDF复合厚膜，并研究了其储能性能。填料的加入能够改善复合膜的热稳定性，提高其储能性能。因此，PZPVDF复合厚膜具有在储能器件中应用的潜力，有望在电子设备领域发挥重要作用。
参考文献：
[1]Tang,Y.,Li,Y.,Chen,L.,etal.(2018).PreparationandcharacterizationofPVDF/PbOcompositeswithenhanceddielectricproperties.JournalofAppliedPolymerScience,135(19),46185.
[2]Zhang,Q.,Liu,S.,Wang,Q.,etal.(2019).FabricationandelectrochemicalpropertiesofPVDF/Na2ZrO3compositesforsupercapacitorapplications.JournalofMaterialsScience,54(6),4936-4948.