PVDF基柔性复合材料及AgNbO3基陶瓷的储能研究

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电介质储能与电化学储能相比,具备快速的充放电能力,可以在极短的时间内释放出电能,因此电介质储能材料能够很好地应用在脉冲功率系统和电动车辆等领域。铁电聚合物聚偏氟乙烯(PVDF)具有易加工、韧性好的特性,因此PVDF基复合材料得到了广泛的应用。本论文中我们以PVDF为基体,把一定量的氧化石墨烯(GO)均匀分散到PVDF基体内,通过控制复合温度来调控PVDF-1%GO柔性复合膜中GO的还原程度,从而控制复合膜中导电粒子的含量。由于只需要改变温度,不需要改变氧化石墨烯的量,所以与传统的增加导电粒子的方法相比,该方法避免了还原氧化石墨烯的聚集,有效地改善了还原氧化石墨烯(rGO)在PVDF基体中的分散效果,在介电损耗没有激增的同时,介电常数和储能密度得到了显著的提高。淬火处理过的PVDF-1%GO柔性复合膜因为GO被还原成了rGO,所以复合膜的介电常数大增。此外,基于温度调控的PVDF-1%GO复合膜的制备工艺简单易行,成本低廉,膜柔软轻薄,易于实现微型电容器的贴片化功能,可广泛用于柔性材料能量储存等领域。反铁电材料因其独特的场致反铁电-铁电相变特性,在高密度储能方面有着广泛的应用前景。本论文中,我们以无铅反铁电储能材料AgNbO3(ANT)与弛豫铁电材料(Sr0.7Bi0.2)TiO3(SBT)构成的固溶体为研究对象,研究表明,SBT的引入使得体系的场致铁电态需要比较大的电场才能被诱导出来,所以相对于ANT而言,固溶体的储能密度增大了,最大储能密度超过了1J/cm3,相应的储能效率也达到了58%左右。
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