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通过构建陷阱能级策略提高聚合物电介质储能性能研究进展 被引量:3
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作者 陈晓飞 贠浩辰 +2 位作者 段远多 吕生华 刘雷鹏 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第7期1-12,共12页
本文系统阐述了空间电荷形成机理及空间电荷效应,重点综述了填充无机纳米粒子、掺入小分子半导体和分子结构设计3种构建陷阱能级的方法,深入探讨了提高电介质材料储能性能的设计策略,并对高性能聚合物电介质材料的制备方法进行展望。
关键词 聚合物电介质 陷阱能级 储能 空间电荷
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耐高温聚合物电介质材料的研究与应用进展 被引量:20
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作者 刘金刚 张秀敏 +1 位作者 田付强 杨士勇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第16期14-24,共11页
耐高温聚合物电介质材料以其优良的耐高温稳定性、优异的介电性能以及良好的耐环境稳定性等在电工绝缘领域中具有广阔的应用前景。系统综述了国内外近年来在耐高温聚合物电介质材料基础与应用领域的最新研究进展。从耐高温聚合物电介质... 耐高温聚合物电介质材料以其优良的耐高温稳定性、优异的介电性能以及良好的耐环境稳定性等在电工绝缘领域中具有广阔的应用前景。系统综述了国内外近年来在耐高温聚合物电介质材料基础与应用领域的最新研究进展。从耐高温聚合物电介质材料的发展历史、结构特性以及应用研究等方面进行了综述。重点介绍了耐高温聚合物电介质材料在轨道交通牵引电机、新能源电力设备以及航空航天电气设备等电工绝缘领域中的应用状况。最后对耐高温聚合物电介质材料的未来发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 聚合物电介质 耐高温 绝缘 聚酰亚胺 聚苯基喹噁啉
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耐高温聚合物基储能电介质材料的研究进展
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作者 张志成 张美荣 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2309-2318,共10页
聚合物基电介质材料因其击穿强度高、加工性能优异和成本低廉等优点而被广泛应用于金属化薄膜电容器。目前使用最普遍的储能电介质材料为双向拉伸聚丙烯,但是其存在放电能量密度低、耐温性能差等缺陷,已经无法满足现代电力电子系统微型... 聚合物基电介质材料因其击穿强度高、加工性能优异和成本低廉等优点而被广泛应用于金属化薄膜电容器。目前使用最普遍的储能电介质材料为双向拉伸聚丙烯,但是其存在放电能量密度低、耐温性能差等缺陷,已经无法满足现代电力电子系统微型化和集成化的发展要求。因此提高聚合物基电介质材料的储能密度和耐高温性能是储能电介质材料领域的主要挑战。该文综述了近年来新型耐高温聚合物基电介质材料在介电储能领域中的应用进展。首先,介绍了电介质材料的充放电原理,以及决定电介质材料储能密度的关键物理参数;其次,从高玻璃化转变温度、交联作用、电荷陷阱引入及带隙调控3个方面分类介绍了聚合物基耐高温储能电介质的最新研究进展;最后,对耐高温聚合物基储能电介质的发展进行了总结与展望。 展开更多
关键词 聚合物电介质 储能密度 放电效率 介电损耗 耐高温
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高介电常数、低介电损耗聚合物复合电介质材料研究进展 被引量:20
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作者 李玉超 付雪连 +5 位作者 战艳虎 谢倩 葛祥才 陶绪泉 廖成竹 卢周广 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第15期18-23,共6页
高介电常数聚合物电介质材料作为当今信息功能材料的研究热点,具有实际的应用价值和前景。综述了聚合物基复合电介质材料的分类及优缺点,以及从材料微观结构设计和填料界面修饰出发(如三元杂化或设计核壳和三明治结构),来获得高介电常... 高介电常数聚合物电介质材料作为当今信息功能材料的研究热点,具有实际的应用价值和前景。综述了聚合物基复合电介质材料的分类及优缺点,以及从材料微观结构设计和填料界面修饰出发(如三元杂化或设计核壳和三明治结构),来获得高介电常数、低介电损耗聚合物复合电介质材料的研究状况和应用前景,以期对高介电、低损耗聚合物基电介质材料有一个更直观全面的了解,进一步拓展该类材料在电气和生物工程领域的研究和应用。 展开更多
关键词 高介电常数 低介电损耗 聚合物电介质 核壳结构
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聚合物基电介质薄膜电容器研究进展 被引量:8
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作者 张博钊 刘志英 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期171-174,共4页
简述了聚合物基电介质薄膜电容器的研究现状,主要包括聚丙烯(PP)、聚酰亚胺(PI)以及聚偏二氟乙烯(PVDF)三大类。分析了PP,PI,PVDF三类电介质的介电及理化性质,比较了不同改性手段、加工方式、结构设计等对PP,PI,PVDF电介质电性能的提高... 简述了聚合物基电介质薄膜电容器的研究现状,主要包括聚丙烯(PP)、聚酰亚胺(PI)以及聚偏二氟乙烯(PVDF)三大类。分析了PP,PI,PVDF三类电介质的介电及理化性质,比较了不同改性手段、加工方式、结构设计等对PP,PI,PVDF电介质电性能的提高程度。对聚合物基电介质薄膜电容器的进一步发展进行了展望。 展开更多
关键词 薄膜电容器 聚合物电介质 聚丙烯 聚偏二氟乙烯 聚酰亚胺
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聚合物纳米复合电介质的击穿性能 被引量:44
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作者 王威望 李盛涛 刘文凤 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第16期25-36,共12页
聚合物纳米复合电介质作为第三代绝缘材料表现出优异的电气特性,其中击穿是纳米复合电介质的关键性能之一。很多研究表明纳米复合电介质的击穿性能明显优于纯聚合物和微米复合电介质材料。针对第一代纳米复合电介质的国内外研究现状,综... 聚合物纳米复合电介质作为第三代绝缘材料表现出优异的电气特性,其中击穿是纳米复合电介质的关键性能之一。很多研究表明纳米复合电介质的击穿性能明显优于纯聚合物和微米复合电介质材料。针对第一代纳米复合电介质的国内外研究现状,综述了其击穿性能(包括体击穿和沿面闪络特性),讨论了纳米复合电介质击穿特性改善的机理。基于国内外研究现状和本课题组的研究积累,提出了自由体积对聚合物纳米复合电介质击穿的重要影响,指出了纳米粒子对聚合物基体自由体积参数的影响规律;研究了电荷输运微观过程对纳米复合电介质击穿的影响机制,阐述了陷阱参数与体击穿和沿面闪络性能的关系;总结了纳米改性与复合材料体和表面电荷输运参数调控的关联,指出了纳米掺杂同时改善聚合物介质体击穿和沿面闪络特性的机理。 展开更多
关键词 聚合物纳米复合电介质 击穿 沿面闪络 电荷输运
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高储能密度聚合物基多层复合电介质的研究进展 被引量:2
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作者 谢兵 蔡金峡 +3 位作者 王铜铜 刘智勇 姜胜林 张海波 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期137-147,共11页
薄膜电容器是现代电力装置与电子设备的核心电子元件,受限于薄膜介质材料的介电常数偏低,当前薄膜电容器难以获得高储能密度(指有效储能密度,即可释放电能密度),从而导致薄膜电容器体积偏大,应用成本过高。将具有高击穿场强的聚合物与... 薄膜电容器是现代电力装置与电子设备的核心电子元件,受限于薄膜介质材料的介电常数偏低,当前薄膜电容器难以获得高储能密度(指有效储能密度,即可释放电能密度),从而导致薄膜电容器体积偏大,应用成本过高。将具有高击穿场强的聚合物与高介电常数的纳米陶瓷颗粒复合,制备聚合物/陶瓷复合电介质,是实现薄膜电容器高储能密度的有效策略。对于单层结构的0-3型聚合物/陶瓷复合电介质,其介电常数与击穿场强难以同时获得有效提升,限制了储能密度的进一步提高。为了解决此矛盾,研究者们叠加组合高介电常数的复合膜与高击穿场强的复合膜,制备了2-2型多层复合电介质,能够协同调控极化强度与击穿场强来获取高储能密度。研究表明,调控多层复合电介质的介观结构与微观结构,可以实现优化电场分布、协同调控介电常数与击穿场强等目标。本文综述了近年来包括陶瓷/聚合物和全有机聚合物在内的多层聚合物基复合电介质的研究进展,重点阐述了多层结构调控策略对储能性能的提升作用,总结了聚合物基多层复合电介质的储能性能增强机制,并讨论了当前多层复合电介质面临的挑战和发展方向。 展开更多
关键词 薄膜电容器 多层聚合物基复合电介质 介电常数 击穿场强 储能密度 综述
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金属有机框架包覆铁电二维纳米片增强聚醚酰亚胺复合介质高温储能性能研究
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作者 陈东洋 刘晓旭 +2 位作者 孙家明 陈皓男 尤晓光 《电工技术学报》 北大核心 2025年第5期1662-1671,共10页
聚合物基电介质中有机相与无机相间的界面层的理化性质显著影响其储能特性,然而现有研究中多利用有机或无机组分的界面层来提高有机相与无机相间的相容性。该文在高介电常数铌酸钙(CNO)纳米片表面成功地包覆了一层多孔结晶的金属有机框... 聚合物基电介质中有机相与无机相间的界面层的理化性质显著影响其储能特性,然而现有研究中多利用有机或无机组分的界面层来提高有机相与无机相间的相容性。该文在高介电常数铌酸钙(CNO)纳米片表面成功地包覆了一层多孔结晶的金属有机框架层(MOF),聚合物基体中的分子链可在MOF的多孔结构中三维穿插与化学键合,形成的界面层可缓和填料与基体间电性能的不匹配,抑制无机填料和有机基体直接接触导致的载流子聚集,有效地降低复合电介质薄膜在高温下工作时的电导损耗,提高150℃工作时的击穿场强和能量存储能力。尤其是填充质量分数为0.2%的PEI/CNO@MOF复合电介质在150℃工作时的放电能量密度可达3.5J/cm^(3),同时充电-放电效率大于90%,具有潜在的实际应用价值。该文不仅提供了一种简便有效的高温界面设计策略,同时也为设计高储能特性聚合物电介质提供了技术范本。 展开更多
关键词 聚合物电介质 复合材料 金属有机框架 电容储能
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PVDF基储能电介质的设计及性能调控相关进展 被引量:1
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作者 林之鸣 包志伟 +3 位作者 李泽锟 王炳博 侯莹 李晓光 《功能高分子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期262-276,共15页
聚合物基介电电容器因具有击穿场强高、介电损耗低、自愈性好以及良好的可加工性等优势,成为了电子电力系统中重要的储能元器件。然而,聚合物的相对介电常数和放电能量密度较低,极大地限制了聚合物基固态电容器向小型化方向发展。因此,... 聚合物基介电电容器因具有击穿场强高、介电损耗低、自愈性好以及良好的可加工性等优势,成为了电子电力系统中重要的储能元器件。然而,聚合物的相对介电常数和放电能量密度较低,极大地限制了聚合物基固态电容器向小型化方向发展。因此,提高聚合物相对介电常数,研发高放电能量密度和高储能效率的聚合物基电容器成为了迫切需求。聚偏二氟乙烯(PVDF)以其良好的介电性能和较高的放电能量密度成为研究的热点。本文从电介质的储能原理出发,综述了近年来PVDF基纳米复合电介质材料的设计及其性能调控的主要方案:(1)聚合物+无机高介电纳米填料;(2)聚合物+无机低介电纳米填料;(3)聚合物+金属纳米粒子。本文为进一步提高聚合物基电介质的储能性能提供了重要参考。 展开更多
关键词 聚合物电介质 储能性能 材料设计 高介电纳米填料 低介电纳米填料 金属纳米粒子
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