高儲能密度疊片式聚合物電容器陣列研究

《高儲能密度疊片式聚合物電容器陣列研究》是依託電子科技大學,由徐建華擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高儲能密度疊片式聚合物電容器陣列研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：徐建華

項目摘要

本項目針對電容器儲能密度不夠高、介電材料的綜合性能不好以及介電材料成膜技術等問題，瞄準柔韌性好、加工性好的全有機聚合物複合材料，通過對聚合物材料結構與其介電性能之間關係的深入研究，開發綜合介電性能好、熱穩定性好、成膜特性好的全有機高介電聚合物複合材料。利用流延發、旋塗發、靜電自組裝超薄膜以及LB超薄膜等成膜技術製備適合電容器用的新型高介電聚合物薄膜，並將其套用於自主設計的疊片式聚合物電容器結構中，開發出具有自主智慧財產權的高儲能密度疊片式聚合物電容器，有效解決目前高介電材料加工性能與介電性能之間的矛盾。本項目還對組成高儲能密度的各聚合物膜層間的界面性能、相容性及其電子輸運原理進行研究，為高介電聚合物薄膜在電子器件中的進一步套用提供理論依據。本項目的研究成果不僅可提高我國相關領域的基礎研究水平和自主創新能力，並可打破國外技術封鎖，對於提升我國儲能器件性能，具有重要意義。

結題摘要

有機薄膜電容器具有極高的功率密度，能將儲存在電容器中的能量在ms或us的極短時間內釋放出來，在電磁軌道炮、電磁彈射、雷射武器等脈衝功率系統中有著巨大的套用前景。此外，有機薄膜電容器在民用領域也有較大套用需求，如新能源汽車的逆變器、醫用除顫器等。本項目針對目前普遍使用的薄膜電容器材料介電常數低、儲能密度低以及新材料加工性能差的問題，瞄準柔韌性好、加工性好的全有機聚合物複合材料，通過研究新型的高介、電高儲能密度材料結構與性能之間的關係，開發出綜合介電性能好、成膜特性好的高介電聚合物複合材料。本項目採用溶液流延法對高介電聚合物材料PVDF基聚合物進行了系統的研究，發現分子量、溶劑種類、溶液濃度、驅溶溫度等參數對含氟聚合物性能都有較大的影響。本項目對新型介電聚合物材料進行了研究，研究了理論擊穿電場強度很高的聚脲基聚合物，通過對單體的優選與實驗過程中參數的優選，獲得了理論儲能密度6.55J/cc的聚脲聚合物材料。本項目將流延法、旋塗法、靜電自組裝、3D列印等成膜技術套用於薄膜的製備過程中，並將其套用於製備疊片式聚合物電容器，研發出具有自主智慧財產權的高儲能密度疊片式聚合物電容器，並製備了高儲能密度疊片式聚合物電容器陣列，有效解決了目前高介電材料加工性能與介電性能之間的矛盾。