电介质储能陶瓷薄膜研究进展及改性方法

电介质陶瓷薄膜材料制备的储能电容器,具有充放电速率快、功率密度大以及良好的温度稳定性和循环稳定性等优势,在脉冲激光武器、心脏起搏器等军事、民用领域具有广阔的应用前景。然而,电介质电容器的储能密度相对较低,限制了其应用范围,因此如何提高其储能密度成为当前研究的重点之一。此外,电介质储能陶瓷薄膜材料种类繁多、制备工艺复杂,因此选择合适的材料体系和制备工艺至关重要。本文总结了电介质储能陶瓷薄膜材料的研究进展,重点讨论了6种类型的材料,包括线性电介质、顺电材料、铁电材料、弛豫铁电材料、超顺电材料和反铁电材料。此外,进一步总结了目前常用的提升电介质储能陶瓷薄膜材料储能性能的方法。期望本文的研究成果能够对开发新一代高性能电介质储能陶瓷薄膜提供有价值的参考。     

基于多尺度结构与界面工程调控的高储能密度聚合物基电介质复合材料

电介质材料是决定电介质电容器储能特性的关键材料。聚合物基复合电介质因综合了聚合物基体和改性填料的独特优势已成为目前极具发展潜力的储能电介质材料。然而,当前高度集成化和小型化的能源动力系统对电介质电容器的储能性能提出了更高的要求,而改善性能的根本在于进一步提升聚合物基复合电介质的储能密度。本工作比较了不同种类聚合物基电介质复合材料的性能特征,总结了其结构特点和设计思路,从多尺度结构和界面工程调控等方面回顾了提升复合电介质储能性能的方法,包括调控填料的微观结构、构建宏观层状结构、纳米涂覆聚合物表面、聚合物分子结构设计等策略。最后,总结了当前聚合物基复合电介质材料面临的挑战和未来的发展趋势。     

微晶玻璃储能应用研究进展

储能电介质材料是制作脉冲功率电容器的核心材料,在脉冲功率电源、高功率电子器件、高能量密度武器、智能电网系统等基础科研和工程技术领域均有着广阔的前景。微晶玻璃具有很高的电击穿强度,是一类重要的电介质储能材料。本文在简要介绍储能电介质材料的性能评价参数及其相关物理意义的基础上,概述了微晶玻璃储能材料的主要制备方法及其优缺点,重点阐述了微晶玻璃储能材料的主要研究体系及其相关研究进展,最后探讨了微晶玻璃储能材料的未来发展方向及应用前景。     

聚偏氟乙烯基电介质的储能性能

聚合物电介质材料具有功率密度高、充放电速度快、击穿场强高等特点,是高储能电容器的研究热点。但有限的储能密度大大限制了该类电容器在电力电子系统中的应用。本文主要介绍了国内外聚偏氟乙烯基聚合物的研究进展,并对聚合物电介质材料目前存在的问题以及发展前景进行了展望。     

高能量密度介电储能材料研究进展

电介质电容器是通过在静电场下介质的极化的形式存储电能的一种器件,由于其功率密度高,放电时间短,在脉冲功率电子器件中有着广泛应用。然而,电介质电容器的的储能密度较低(2 J/cm~3),这限制了其进一步的发展,而解决该问题的核心在于开发高能量密度介电储能材料。对介电储能材料的发展历史、性能特点进行了介绍,并分析了不同种类介电储能材料的研究现状,以及介电储能材料一些尚未解决的问题,并对该领域未来的发展方向作出了展望。     

储能用无铅铁电陶瓷介质材料研究进展

铁电体特有的自发极化效应使其成为储能功率电容器的重要介电材料之一。铁电陶瓷的高温稳定性优于铁电聚合物,被大量用于电介质储能。整体而言,铅基铁电材料的性能优于无铅铁电材料,但大量铅元素的使用会严重危害环境和人体健康。因此,具有高性能的无铅铁电材料的研究和使用对人类健康和环境保护具有重要意义。本文从储能用无铅铁电陶瓷块体和薄膜材料两方面出发,综述了近年来国内外学者在无铅储能铁电陶瓷方面的研究进展,并对无铅铁电陶瓷在电介质储能领域的发展进行了展望。     

纳米复合电介质材料的研究进展

纳米复合电介质材料在储能、通讯、电气和高密度电子封装等领域都有重要的应用。当聚合物中引入纳米粒子并与其结合后,聚合物的形态和结构都会发生巨大的变化,因此具有极高的应用价值。本文综述了纳米复合电介质的结构特性、研究进展及简要总结了几种纳米复合电介质的制备方法。     

电介质储能材料

<正>电介质电容器是一种通过电介质在外加电场作用下的极化以及正负电荷的分离来储存能量的储能系统。与燃料电池、锂离子电池、超级电容器等通过离子迁移或化学反应实现能量转换的化学储能系统相比,电介质电容器由于其储能过程不涉及离子迁移扩散和化学反应,充放电反应迅速,功率密度极高,在许多需要快速充放电和高功率密度的应用场景中具有突出优势。同时,     

聚乙二醇相变储能材料研究进展

聚乙二醇相变材料是一类相变焓较高、热滞后效应低的储能材料。本文综述了聚乙二醇相变储能材料的研究进展,重点论述了其制备方法、应用及展望。     

PVDF电介质专利技术综述

PVDF是一种重要的电介质材料,本文对涉及PVDF电介质的国内外专利文献进行收集、统计并分析,综述了PVDF电介质的全球和中国专利申请量的趋势,详细分析了无机陶瓷颗粒、复合型填料、聚合物、碳材料、金属等填料制备的PVDF电介质材料及其特点,并概述了PVDF电介质专利技术的历史发展情况。