含有氮化硼势垒层的三明治结构聚合物基复合介质储能特性研究

摘要：

聚合物基高温储能介质因其较高的功率密度及优异的充放电效率被广泛应用在电气和电子等领域.该文选用不同粒径的氮化硼纳米片(BNNSs)作为填料,掺杂到聚醚酰亚胺(PEI)中构建势垒层,添加在纯 PEI 两侧制备拥有三明治结构的复合薄膜,探究粒径大小在不同温度/填充体积分数下对复合薄膜的介电性能及储能性能的影响.研究发现,构建 BNNSs势垒层的三明治结构复合薄膜显著抑制了介质的高温电导,提高了充放电效率,且较小粒径 BNNSs填充势垒层能更有效地提高击穿场强和储能密度,其中掺杂 200 nm粒径BNNSs体积分数为 5%的复合薄膜在常温下的储能密度可达 5.65 J/cm3,充放电效率高达 96%,即使在 150℃下,储能密度和充放电效率也可分别达到 2.52 J/cm3 和 95%.通过随机击穿模型阐明了粒径大小及三明治势垒层结构对击穿性能的提升机制.该文提出的含有势垒层的三明治复合结构为高温下复合薄膜储能特性优化提供了新的策略.

关键词：电介质薄膜、聚醚酰亚胺、氮化硼、介电性能、储能密度

所属期刊栏目：39

分类号：TM211(电工材料)

资助基金：国家自然科学基金;黑龙江省自然科学基金优秀青年项目

在线出版日期：2024-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：121-134