第12:数字科技
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2019年02月01日 星期五 出版 上一期  下一期
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电介质储能材料研究获新进展
  本报讯(记者  刘肖勇  通讯员  丁宁宁  罗遂斌)近日记者从中国科学院深圳先进技术研究院获悉,该院先进材料科学与工程研究所(筹)在电介质储能材料领域获得新进展。该研究通过对填料粒子的设计,将具有高介电常数的钛酸钡粒子与具有高击穿强度、高热导率的氮化硼纳米片进行结合,形成特殊结构的复合粒子,与聚合物复合后可显著提高复合材料的击穿强度和介电储能性能。相关论文以《高绝缘-铁电复合微粒显著提高柔性聚合物复合材料的静电储能性能》为题发表在权威刊物Advanced Energy Materials(《先进能源材料》)。罗遂斌高级工程师为第一作者,于淑会研究员和孙蓉研究员为通讯作者。

  电介质储能技术具有异常快的能量转换速率,同时具有工作时间长以及环境友好等特点,目前已经在现代电子电力工业如可穿戴电子、混合动力汽车、武器系统等领域得到广泛应用。随着电子器件向小型化和高性能化方向的发展,迫切需要具有高储能密度的电介质材料。

  为此,研究团队将氮化硼纳米片(BNNS)与钛酸钡(BT)纳米颗粒的分散液进行混合和抽滤后,在较高温度下处理,一定程度上熔融的BNNS将BT颗粒紧密包覆,形成复合颗粒BT@BN。结合氮化硼的高绝缘性和钛酸钡的高介电常数,降低PVDF复合材料的空间电荷密度和电流密度,增强钛酸钡的极化,获得击穿强度(PVDF基体的1.76倍)和电位移(580 kV/mm时电位移为9.3 μC/cm2)的显著提高,得到高储能密度(17.6 J/cm3, PVDF基体的2.8倍)电介质储能材料。

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