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深圳先进院在电介质储能材料领域获进展
来源：本站 发布时间：2019-04-01 点击数：794
近(jin)日(ri)，中国科学(xue)院深圳先(xian)进(jin)技术研究(jiu)院先(xian)进(jin)材(cai)料(liao)科学(xue)与(yu)工程(cheng)研究(jiu)所（筹）在电(dian)介质储(chu)能材(cai)料(liao)领域获得新进(jin)展。该研究(jiu)通过对填料(liao)粒子的设计，将(jiang)具有(you)高介电(dian)常数的钛酸钡粒子与(yu)具有(you)高击(ji)穿强(qiang)度、高热(re)导率(lv)的氮化(hua)硼纳米(mi)片进(jin)行结合，形成特殊结构的复(fu)合粒子，与聚合(he)物(wu)复(fu)合(he)后可(ke)显著提高复(fu)合(he)材(cai)料的击(ji)穿强度和介电储能性能。相关论文以Significantly Enhanced Electrostatic Energy Storage Performance of Flexible Polymer Composites by Introducing Highly Insulating-Ferroelectric Microhybrids as Fillers（《高(gao)绝(jue)缘(yuan)-铁(tie)电复合微粒(li)显(xian)著(zhu)提高柔性(xing)聚合物复合材料(liao)的静(jing)电储(chu)能性(xing)能》）为题发表在Advanced Energy Materials（《先(xian)进能源材料(liao)》，2018, 1803204）上。高级工程师罗遂斌为(wei)第一作(zuo)者，研究员(yuan)于(yu)淑会和孙蓉(rong)为(wei)通讯作(zuo)者。
电介质(zhi)储能(neng)(neng)技(ji)术具有异(yi)常快的能(neng)(neng)量转换速率(lv)，同时具有工(gong)作时间(jian)长(zhang)以(yi)及环境友好等特点，目前(qian)已经在现代电子电力(li)(li)工(gong)业如(ru)可穿戴电子、混合动力(li)(li)汽车、武器系统等领域得到广泛应用。随着电子器件向小(xiao)型化(hua)和高(gao)(gao)性能(neng)(neng)化(hua)方向的发展，迫切需要具有高(gao)(gao)储能(neng)(neng)密度的电介质(zhi)材料。
为此，研究团队(dui)将(jiang)氮(dan)化硼纳米片（BNNS）与(yu)钛(tai)酸钡(bei)（BT）纳米颗粒的分(fen)散液进行混(hun)合和抽滤后，在较高温度下(xia)处(chu)理，一定程度上熔(rong)融的BNNS将BT颗粒紧密包(bao)覆，形成复(fu)合颗粒BT@BN。结合氮(dan)化(hua)硼的(de)高绝缘性和(he)钛酸钡(bei)的(de)高介电(dian)常数，降低(di)PVDF复合(he)材料的空间电(dian)荷密(mi)度(du)(du)和电(dian)流密(mi)度(du)(du)，增强(qiang)钛酸钡的极化，获得击(ji)穿强(qiang)度(du)(du)（PVDF基体(ti)的1.76倍）和(he)电位移（580 kV/mm时电位(wei)移为9.3 μC/cm2）的显著提(ti)高，得到(dao)高储能密(mi)度（17.6 J/cm3, PVDF基体的2.8倍）电介质储能材(cai)料(liao)。
该研(yan)究工作(zuo)得(de)到国家自(zi)然科学基金(jin)、科(ke)技部(bu)、广东省(sheng)产学(xue)研、先进院优青(qing)项目等资助。
(a) BT@BN复合颗粒的制备流程(cheng)示意(yi)图；(b) BT@BN复合(he)颗粒TEM照片；(c) 复(fu)合材料(liao)击穿强度。
