【摘要】 理论的能量密度同属取决于介电常数和击穿强度，要达到高能量密度必须要考虑两者的综合影响。

理论的能量密度同属取决于介电常数和击穿强度，要达到高能量密度必须要考虑两者的综合影响。Wang等提出通过构造梯度电场分布提高击穿强度的方法。通过顺序浇铸三层分别含有高含量（10-30 vol%）、中含量（5-20 vol%）、低含量（1 vol%）钛酸钡（BT）的PVDF基纳米复合材料，上层BT含量低用于维持绝缘性，底层高含量BT提供高介电常数，中间层通过采用不同的BT含量对两界面周围的电场强度进行调整。当从上层到下层BT含量为1 vol%、10 vol%、20 vol%时，击穿强度为390 MV·m-1，电能密度高达16.2 J·cm-3。同时也保持了相对高的介电常数（12.5）和更低的介电损耗（0.03）。

图1.（b）BFC法制备rGO-PI/BNNS-PI微三明治结构薄膜.

Guo等采用了一种顺序双向冻结浇铸技术（BFC）制备还原氧化石墨烯-聚酰亚胺 （rGO-PI）层和氮化硼纳米片-聚酰亚胺（BNNs-PI）层交替排列的微三明治结构薄膜（图1b），由于聚酰胺酸（PAA）是在冷冻后发生热亚胺化，层状结构和层厚在热亚胺化前后基本相同，引入rGO后，rGO-PI/BNNs-PI杂化结构保持高度一致并表现出了波纹的增加证明复合材料的柔性。利用rGO与BNNS的导电差异获得高介电常数（1000 Hz,k = 1452.8），同时rGO可以有效阻断绝缘层BNNS的泄漏电流减少导电损耗（tanδ=0.956），通过调整rGO与BNNs的比例，发现当rGO与BNNs的重量比为1：1时，该复合材料达到最优能量密度（14.2 J·cm-3）。

研究表明热压比溶液浇铸法得到的多层结构薄膜更加均匀、介电常数更高，介电常数随层数的增加而增加并最终达到饱和。

本期由于版面原因，更多关于高介电材料的知识我们下一期再介绍。

参考文献

[1] Guo F,Shen X,Zhou J,Liu D,Zheng Q,Yang J,Jia B,Lau A K T,Kim J K. Advanced Functional Materials,2020:1910826.

[2] Arbatti M,Shan X,Cheng Z Y. Advanced Materials,2007,19,(10):1369.

[3] Wang B,Ma Y,Na B,Lv R,Liu H,Li W,Zhou H. Polymer Composites,2018,39,(S3):E1841.

[4] Li W,Song Z,Zhong J,Qian J,Tan Z,Wu X,Chu H,Nie W,Ran X. Journal of Materials Chemistry C,2019,7,(33):10371.

 

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